DE69400349T2

DE69400349T2 - Oberflächenverbinder

Info

Publication number: DE69400349T2
Application number: DE69400349T
Authority: DE
Inventors: Israel Kehaty; Oded Yehezkiele
Original assignee: State of Israel
Current assignee: State of Israel
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: ZA944560B; DE69400349D1; EP0633403A1; EP0633403B1; IL106286A; US5609434A; CA2127505A1

Description

GEBIET UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe, die zwei Bestandteile umfaßt, die starr so aneinander befestigt sind, daß sich die Kontaktebenen der beiden Elemente schneiden. Der Einfachheit halber wird diese Baugruppe im folgenden als "sich überschneidende starre Baugruppe" bezeichnet.
Sich überschneidende starre Baugruppen sind erforderlich, um Kräfte von einem Bauteil auf das andere zu übertragen, wobei typische Beispiele dafür sind: eine Turbine, bei der eine Vielzahl von Schaufeln an einem Rotor angebracht ist; Flugkörper bzw. Raketen, bei denen Leittlossen bzw. -ruder an einem Heckabschnitt angebracht sind, wobei es viele andere Beispiele gibt. Gemäß dem Stand der Technik werden die beiden Bauteile einer sich überschneidenden starren Baugruppe miteinander in Eingriff gebracht, indem an dem ersten Bauteil ein Eingriffsabschnitt mit einer Vielzahl von Querbohrungen angebracht wird, am zweiten Bauteil ein integrales Paar Befestigungsschenkel mit einer Vielzahl von Paaren aufeinander ausgerichteter Löcher vorhanden ist, der Eingriffsabschnitt des ersten Bauteils zwischen ein Paar Befestigungsschenkel des zweiten Bauteils so eingeführt wird, daß jede Bohrung des ersteren mit einem Paar aufeinander ausgerichteter Löcher des letzteren fluchtend ist, und die beiden Bauteile mit Spannelementen, wie beispielsweise Schrauben, Bolzen oder Nieten, zusammengezogen werden. Bei derartigen sich überschneidenden starren Baugruppen nach dem Stand der Technik sind die Spannkräfte, die die beiden Bauteile zusammenhalten, vorwiegend in Richtung der Spannelemente ausgerichtet. Dementsprechend ist, um den erforderlichen Widerstand gegenüber den Kräften, die auf die Baugruppe wirken, zu erzeugen, eine relativ große Anzahl von Spannelementen erforderlich, so daß der Montagevorgang relativ beschwerlich wird.
Es ist anzumerken, daß Spanneinrichtungen aus FR-A-2621362 bekannt sind, bei denen zwei Elemente mit kegelstumpfförmigen Köpfen in Funktion voneinander beabstandet sind und durch eine Schraube aufeinander zu gezogen werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte sich überschneidende starre Baugruppe der erwähnten Art zu schaffen und darüber hinaus Spanneinrichtungen für den Einsatz in einer derartigen Baugruppe zu schaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung beruht auf einem neuartigen Konzept zur Herstellung einer sich überschneidenden Baugruppe der erwähnten Art, mit dem zueinander senkrechte Spannkräfte erzeugt werden, die das erste und das zweite Bauteil zusammenhalten, und erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß es auf diese Weise möglich ist, einen ausgezeichneten Eingriff zu erzielen, was den Widerstand gegenüber äußeren Kräften angeht, und dies mit weniger Spannelementen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine sich überschneidende starre Baugruppe aus wenigstens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil der Art geschaffen, bei der ein flacher Eingriffsabschnitt des wenigstens einen ersten Bauteils mit wenigstens einer Querbohrung zwischen zwei Befestigungsschenkeln des zweiten Bauteils gehalten wird, wobei die Befestigungsschenkel von ausgewählter Höhe sind, dazwischen eine Befestigungsschenkelbasis einschließen und wenigstens ein Paar fluchtender Befestigungsschenkellöcher aufweisen, die auf die Querbohrung des flachen Eingriffsabschnitts ausgerichtet sind, so daß ein Spannkanal entsteht, der eine Spannvorrichtung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) der flache Eingriffsabschnitt eine Unterkante aufweist, die an die Befestigungsschenkelbasis angepaßt ist, sowie zwei Absätze, die von der Unterkante um einen Abstand entfernt sind, der der Höhe der Befestigungsschenkel entspricht;
b) jedes Befestigungsschenkelloch eine schräge, nach innen zusammenlaufende Umfangswand aufweist, und jede Querbohrung auseinanderlaufende Endabschnitte aufweist;
c) die Spannvorrichtung in dem Spannkanal aufgenommen ist und ein erstes zylindrisches Element umfaßt, das axial durchbohrt ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, ein zweites zylindrisches Element, das verschiebbar in der Bohrung des ersten zylindrischen Elementes aufgenommen ist und eine axiale Bohrung mit Schraubengewinde sowie einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, und eine Spannschraube, die beide zylindrischen Elemente miteinander verbindet, indem sie durch die Bohrung des ersten zylindrischen Elementes hindurchtritt und mit der Gewindebohrung in Eingriff kommt, wobei jeder der kegelstumpfförmigen Kopfabschnitte kleiner ist als das dazugehörige Befestigungsschenkelloch und eine Schräge aufweist, die der der Seitenwand des letzteren entspricht;
so daß, wenn die Spannschraube angezogen wird, das erste und das zweite zylindrische Element zusammengezogen werden, wodurch ihre entsprechenden kegelstumpfförmigen Köpfe mit den entsprechenden Befestigungsschenkellöchern in Kontakt kommen, und so auf die Absätze sowie die Unterkante des flachen Eingriffsabschnitts des wenigstens einen ersten Bauteils drücken, daß sie fest an den Oberkanten der Befestigungsschenkel bzw. der Befestigungsschenkelbasis des zweiten Bauteils anliegen.
Um eine sich überschneidende starre Baugruppe gemäß der Erfindung zusammenzubauen, wird der flache Eingriffsabschnitt eines ersten Bauteils zwischen zwei Befestigungsschenkeln des zweiten Bauteils angeordnet und ordnungsgemäß darin in Stellung gebracht, so daß die Löcher der Befestigungsschenkel und des flachen Eingriffsabschnitts miteinander fluchtend sind. Anschließend wird eine Spannvorrichtung im Inneren jedes Spannkanals angeordnet, indem jedes der beiden zylindrischen Elemente derselben an den beiden einander gegenüberliegenden Enden des Kanals eingeführt wird, bis sie mit dem Kanal in Kontakt sind. Aufgrund der Tatsache, daß jeder kegelstumpfförmige Kopfabschnitt eines zylindrischen Elementes der Spannvorrichtung kleiner ist als das dazugehörige abgeschrägte Befestigungsschenkelloch, ist der anfängliche Eingriff locker. Deshalb und aufgrund der auseinanderlaufenden Endabschnitte der Querbohrung des flachen Eingriffsabschnitts wird letzterer in einer Position gehalten, in der die Absätze und die Unterkante von den Oberkanten bzw. der Basis des dazugehörigen Befestigungsschenkels beabstandet sind, so daß die Achsen der Querbohrung und der Befestigungsschenkellöcher einander nicht überlagern. In dieser Stellung wird die Spannschraube quer in das Loch in dem Kopfabschnitt des ersten zylindrischen Elementes eingeführt und wird in die Schraubengewinde-Mittelbohrung des zweiten zylindrischen Elementes eingeschraubt, so daß die beiden zylindrischen Elemente zusammengezogen werden, wenn die Schraube angezogen wird. Beim Anziehen kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den kegelstumpfförmigen Kopfabschnitten der beiden zylindrischen Elemente und den auseinanderlaufenden Endabschnitten der Querbohrung und eines Teils der abgeschrägten Seitenwände der Befestigungsschenkellöcher, wodurch der Eingriffsabschnitt des ersten Bauteils nach unten gedrückt wird, bis die Absätze und die Unterkante desselben fest an den Befestigungsschenkeloberkanten bzw. der Befestigungsschenkelbasis anliegen.
Je nach ihrer Art und der vorgesehenen Funktion kann eine erfindungsgemäße sich überschneidende starre Baugruppe einen einzelnen Spannkanal umfassen, der eine einzelne Spannvorrichtung aufnimmt, oder, als Alternative dazu, zwei oder mehr derartige Kanäle und Vorrichtungen.
Gemäß der Erfindung kann ein einzelnes erstes Bauteil oder, als Alternative dazu, eine Vielzahl derartiger Teile zu einem einzelnen zweiten Bauteil gehören.
Die Erfindung schafft des weiteren für den Einsatz in einer sich überschneidenden starren Baugruppe der erwähnten Art eine Spannvorrichtung, die ein erstes zylindrisches Element umfaßt, das axial durchbohrt ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, ein zweites zylindrisches Element, das verschiebbar in der Bohrung des ersten zylindrischen Elementes angeordnet ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt sowie eine mittige, mit Schraubengewinde versehene Bohrung aufweist, und eine Spannschraube, die durch die Bohrung in dem ersten zylindrischen Element hindurchtritt und mit der Gewindebohrung in Eingriff kommt, um die beiden Elemente miteinander zu verbinden und zusammenzuziehen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen sich überschneidenden starren Baugruppe ist;
Fig. 2 teilweise als Schnitt eine Einzelheit der Baugruppe in Fig. 1 in einem anfänglichen Zusammenbaustadium zeigt;
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht ist, die die Baugruppe in vollständig angezogenem Zustand zeigt; und
Fig. 4 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Spannvorrichtung ist, die einen Teil der Baugruppe in Fig. 2 und 3 bildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER SPEZIELLEN AUSFÜHRUNG

Eine sich überschneidende starre Baugruppe gemäß der Erfindung umfaßt, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, ein erstes Bauteil 1 mit einem flachen Eingriffsabschnitt 2 sowie ein zweites Bauteil 3 mit einem Paar Befestigungsschenkel 4 und 5, zwischen denen eine Befestigungsschenkelbasis 6 eingeschlossen ist, und die Oberkanten 7 bzw. 8 aufweisen.
Fig. 1 zeigt lediglich ein einzelnes erstes Bauteil 1 in Verbindung mit dem zweiten Bauteil 3. Es können jedoch, wenn gewünscht, mehrere erste Bauteile 1 vorhanden sein, die jeweils eine sich überschneidende starre Baugruppe mit dem gleichen zweiten Bauteil 3 bilden.
Befestigungsschenkel 4 und 5 weisen Paare aufeinander ausgerichteter Löcher 9 und 10 auf, die jeweils eine schräge, nach innen zusammenlaufende Umfangswand aufweisen. Eine Querbohrung 11 in dem flachen Eingriffsabschnitt 2 ist mit den Löchern 9 und 10 fluchtend und bildet mit ihnen zusammen einen Spannkanal mit schrägen Kanten 12 und 13.
Die Spannvorrichtung der hier dargestellten sich überschneidenden starren Baugruppe umfaßt ein erstes zylindrisches Element 15 mit einem kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt 16 mit einer Mittelbohrung 17 sowie ein zweites zylindrisches Element 18 mit einem kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt 19 sowie einer mit Schraubengewinde versehenen axialen Bohrung 20. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Spannschraube 21, die in die mit Schraubengewinde versehene Bohrung 20 paßt und einen Schraubenkopf 22 aufweist, der in Bohrung 17 paßt. Die Bohrungen 17 und 20 des ersten bzw. zweiten zylindrischen Elementes 15 und 18 sind, wie dargestellt, fluchtend.
Um die sich überschneidende starre Baugruppe zusammenzubauen, wird das erste Bauteil 1 so in Position gebracht, daß sein flacher Eingriffsabschnitt 2 zwischen den Befestigungsschenkeln 4 und 5 des zweiten Bauteils 3 aufgenommen ist, wobei jede Querbohrung 11 des flachen Eingriffsabschnitts 2 mit einem Paar aufeinander ausgerichteter Löcher 9 und 10 der Befestigungsschenkel 4 und 5 des zweiten Eingriffselementes 3 ungefähr fluchtend ist. Bei dieser ungefähren Fluchtung sind die Mittelachsen der Löcher 9 und 10 einerseits und der Querbohrung 11 andererseits zunächst, wie in Fig. 2 dargestellt, nicht aufeinander ausgerichtet, was daran liegt, daß die Befestigungsschenkellöcher 9 und 10 größer sind als die Kopfabschnitte 16 und 19 der zylindrischen Elemente, und darüber hinaus auf die auseinanderlaufenden Endabschnitte der Bohrung 11 zurückzuführen ist. Wenn Schraube 21 angezogen wird, werden die zylindrischen Elemente 15 und 18 zusammengezogen, wobei die entsprechenden Kopfabschnitte 16 und 19 allmählich in die dazugehörigen jeweiligen Befestigungsschenkellöcher 9 und 10 rutschen. Beim weiteren Anziehen führt die Wechselwirkung der kegelstumpfförmigen Kopfabschnitte 16 und 19 mit den zusammenlaufenden Befestigungsschenkellöchern 9 und 10 und der Querbohrung 11 dazu, daß das erste Bauteil 1 allmählich zusammengedrückt wird, bis die Absätze des flachen Eingriffsabschnitts 2 fest an den Oberkanten der Befestigungsschenkel 4 und 5 anliegen und gleichzeitig die Unterkante des flachen Eingriffsabschnitts fest an der Befestigungsschenkelbasis 6 anliegt und die Mittelachsen der Löcher 9 und 10 einerseits und der Querbohrung 11 andererseits im wesentlichen zusammenfallen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Aufgrund der abgeschrägten Kanten 12 und 13 läuft der Festziehvorgang gleichmäßig ab, ohne daß es zur Störung durch die Kanten von Bohrung 11 kommt. Wenn diese Position erreicht ist, ist der Festziehvorgang beendet, und die Spannkräfte, die den starren Eingriff ermöglichen, sind sowohl senkrecht als auch parallel zu den Grenzflächen zwischen dem flachen Eingriffsabschnitt 2 des ersten Bauteils und den Befestigungsschenkeln 4 und 5 des zweiten Bauteils.
Die erfindungsgemäße sich überschneidende starre Baugruppe kann eine oder mehrere Spannvorrichtungen umfassen, die mit einer entsprechenden Anzahl von Spannkanälen in Eingriff kommen.

Claims

1. Sich überschneidende starre Baugruppe aus wenigstens einem ersten Bauteil (1) und einem zweiten Bauteil (3) der Art, bei der ein flacher Eingriffsabschnitt des wenigstens einen ersten Bauteils mit wenigstens einer Querbohrung zwischen zwei Befestigungsschenkeln (4,5) des zweiten Bauteils gehalten wird, wobei die Befestigungsschenkel von ausgewählter Höhe sind, dazwischen eine Befestigungsschenkelbasis einschließen und wenigstens ein Paar fluchtender Befestigungsschenkellöcher (9,10) aufweisen, die auf die Querbohrung des flachen Eingriffsabschnitts ausgerichtet sind, so daß ein Spannkanal entsteht, der eine Spannvorrichtung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der flache Eingriffsabschnitt eine Unterkante aufweist, die an die Befestigungsschenkelbasis angepaßt ist, sowie zwei Absätze, die von der Unterkante um einen Abstand entfernt sind, der der Höhe der Befestigungsschenkel entspricht;

b) jedes Befestigungsschenkelloch eine schräge, nach innen zusammenlaufende Umfangswand aufweist, und jede Querbohrung auseinanderlaufende Endabschnitte aufweist;

c) die Spannvorrichtung in dem Festspannkanal aufgenommen ist und ein erstes zylindrisches Element (15) umfaßt, das axial durchbohrt ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, ein zweites zylindrisches Element (18), das verschiebbar in der Bohrung des ersten zylindrischen Elementes aufgenommen ist und eine axiale Bohrung mit Schraubengewinde sowie einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, und eine Spannschraube (21), die beide zylindrischen Elemente miteinander verbindet, indem sie durch die Bohrung des ersten zylindrischen Elementes hindurchtritt und mit der Gewindebohrung in Eingriff kommt, wobei jeder der kegelstumpfförmigen Kopfabschnitte kleiner ist als das dazugehörige Befestigungsschenkelloch und eine Schräge aufweist, die der der Seitenwand des letzteren entspricht;

so daß, wenn die Spannschraube angezogen wird, das erste und das zweite zylindrische Element zusammengezogen werden, wodurch ihre entsprechenden kegelstumpfförmigen Köpfe mit den entsprechenden Befestigungsschenkellöchern in Kontakt kommen, und so auf die Absätze und die Unterkante des flachen Eingriffsabschnitts des wenigstens einen ersten Bauteils drücken, daß sie fest an den Oberkanten der Befestigungsschenkel bzw. der Befestigungsschenkelbasis des zweiten Bauteils anliegen.

2. Sich überschneidende starre Baugruppe nach Anspruch 1, die einen einzelnen Spannkanal umfaßt, der eine Spannvorrichtung aufnimmt.

3. Sich überschneidende starre Baugruppe nach Anspruch 1, die wenigstens zwei Spannkanäle umfaßt, die jeweils eine Spannvorrichtung aufnehmen.

4. Spannvorrichtung, die ein erstes zylindrisches Element (15) umfaßt, das axial durchbohrt ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, ein zweites zylindrisches Element (18), das verschiebbar in der Bohrung des ersten zylindrischen Elementes angeordnet ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt sowie eine mittige, mit Schraubengewinde versehene Bohrung aufweist, und eine Spannschraube, die durch die Bohrung in dem ersten zylindrischen Element hindurchtritt und mit der Gewindebohrung in Eingriff kommt, um die beiden Elemente miteinander zu verbinden und zusammenzuziehen.

5. Spannvorrichtung für den Einsatz in einer sich überschneidenden starren Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 - 3, die ein erstes zylindrisches Element umfaßt, das axial durchbohrt ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt aufweist, ein zweites zylindrisches Element, das verschiebbar in der Bohrung des ersten zylindrischen Elementes angeordnet ist und einen kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt sowie eine mittige, mit Schraubengewinde versehene Bohrung aufweist, und eine Spannschraube, die durch die Bohrung in dem ersten zylindrischen Element hindurchtritt und mit der Gewindebohrung in Eingriff kommt, um die beiden Elemente miteinander zu verbinden und zusammenzuziehen.