DE69425941T2

DE69425941T2 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69425941T2
Application number: DE69425941T
Authority: DE
Inventors: Craig Edward Ball; David John Oliver
Original assignee: BAE Systems PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2014-11-11
Also published as: US5567082A; DE69425941D1; EP0652380A1; GB9323156D0; EP0652380B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung mit unverlierbaren Teilen.
Derartige Befestigungsvorrichtungen werden gewöhnlich z. B. in Flugzeugen und dort angewandt, wo lose Befestigungsteile wie Muttern eine schwerwiegende Beschädigung verursachen könnten. Befestigungsvorrichtungen mit unverlierbaren Teilen können außerdem den Zusammenbau und die Überwachung vereinfachen. Beispielsweise kann eine rechteckige Tafel an jeder Ecke mit unverlierbaren Muttern versehen sein, die auf Gewindestifte einer darunterliegenden Struktur aufschraubbar sind. Wenn zwischen den unverlierbaren Befestigungsmitteln und dem Befestigungskörper größere Verschiebebewegungen erforderlich sind, können bekannte Befestigungsvorrichtungen keine zufriedenstellende Lösung schaffen. Die Forderung nach einer großen Verschiebebewegung kann auch den anfänglichen Eingriff der zusammenwirkenden Befestigungselemente problematisch gestalten. Das beschriebene Ausführungsbeispiel liefert eine Festlegung mit einer relativ großen Verschiebemöglichkeit mit unverlierbaren Teilen und mit einer relativ einfachen Lokalisierung zwischen den zusammenwirkenden Elementen infolge einer gewissen Selbstausrichtung zwischen den Teilen.
Die britischen Patentschriften 1 139 257 und 1 231 723 zeigen Befestigungsvorrichtungen, bei denen ein mit Innengewinde versehenes Teil unverlierbar innerhalb einer Ausnehmung gehalten und an einer Drehung gehindert wird. Diese Art von Befestigungsvorrichtungen erfordert einen losen Bolzen, der in die Mutter eingeschraubt werden muß, so daß eine solche Vorrichtung nicht geeignet ist für Anwendungen, bei denen ein fester Gewindebolzen oder ein Gewindestift vorgesehen sind, auf die die Mutter durch ein Werkzeug erfaßt und auf dem Gewinde des Bolzens aufgeschraubt werden muß. Auch die bei bekannten Vorrichtungen notwendige Anordnung zur Verhinderung einer Drehung der Mutter bedeutet, daß die Mutter nicht relativ zu dem Bolzen oder Gewindestift verschoben werden kann, und so müssen alle Toleranzen durch den losen Bolzen oder Gewindestift aufgenommen werden. Außerdem stehen die losen Bolzen dem Prinzip unverlierbarer Befestigungsmittel entgegen.
Die US-A-3 678 981 beschreibt einen Befestigungseinsatz, bei welchem eine Mutter in einem Befestigungsgehäuse aufgenommen und an einer Axialbewegung durch Drehung der Mutter beim Zusammenbau gehindert ist, um Ansätze der Mutter axial an inneren Stegen des Gehäuses anschlagen zu lassen. Dann wird die Mutter gegen Drehung durch ein Rückhaltemittel verriegelt, und das Rückhaltemittel und die Mutter werden innerhalb des Befestigungsgehäuses durch einen Haltering festgehalten. Nach dem Zusammenbau kann sich die Mutter nicht frei drehen, und die Mutter ist für Werkzeuge oder dergleichen nicht zugänglich. Obgleich ein Zusammenwirken zwischen der Mutter, dem Rückhalteglied und dem Ring besteht, so können diese nicht zusammengebaut oder zusammengehalten werden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Befestigungsvorrichtung vorgesehen, um zwei Gegenstände miteinander zu verbinden. Diese Befestigungsvorrichtung weist einen ersten Verbinder auf, der einem der Gegenstände zugeordnet ist, wobei eine Ausnehmung in dem anderen Gegenstand oder in einem daran festgelegten Befestigungskörper vorgesehen ist, während ein zweiter Verbinder dem anderen Gegenstand zugeordnet und allgemein innerhalb der Ausnehmung angeordnet und darin drehbar ist, wobei die Ausnehmung eine Öffnung definiert, die einen Eingriff zwischen erstem und zweitem Verbinder ermöglicht, und wobei die Ausnehmung außerdem eine Zugriffsöffnung bildet, die axial im Abstand zu der Öffnung angeordnet ist, damit der zweite Verbinder durch ein Werkzeug zugänglich wird, wenn erster und zweiter Verbinder in Eingriff gelangen, und wobei der zweite Verbinder aus mehreren Teilen besteht, die getrennt durch die Zugriffsöffnung eingesetzt und in der Ausnehmung zusammengebaut werden, wobei diese einmal zusammengebauten Teile jedoch nicht wieder durch die Öffnung und die Ausnehmung entnehmbar sind, wenn der erste Verbinder nicht mit dem zweiten Verbinder in Eingriff steht.
Erster und zweiter Verbinder können unterschiedliche Formen aufweisen, und sie können beispielsweise als Schiebesitz, als Bajonettsitz usw. ausgebildet sein, aber es ist zu bevorzugen, daß der erste Verbinder einen Gewindestift aufweist und der zweite Verbinder ein Muttergewinde besitzt, das mit dem Gewindestift zusammenwirkt.
Der zweite Verbinder weist vorzugsweise ein Element mit Innengewinde und ein elastisch deformierbares äußeres Rückhalteelement mit einem Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Zugriffsöffnung und der mit dem Element mit Innengewinde verbindbar ist. Zweckmäßigerweise weist der zweite Verbinder außerdem eine Unterlegscheibe auf, und das äußere Rückhaltelement kann über die Unterlegscheibe und das Element mit Innengewinde geklemmt werden.
Das mit Innengewinde versehene Element ist vorzugsweise mit einer konischen Oberfläche versehen, um eine Führung in dem Gewindeteil zu bilden. Die Unterlegscheibe kann außerdem eine geneigte Oberfläche aufweisen, die mit der konischen Oberfläche des Innengewindeteils zusammenwirkt, um eine Führung in dem Gewindeteil zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist die äußere Abmessung des zweiten Verbinders, die Innenabmessung der Ausnehmung und das Ausmaß der konischen Oberflächen derart gewählt, daß wenigstens ein Teil der konischen Oberfläche für den ersten Verbinder durch die Öffnung hindurch zugänglich ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine unverlierbare Mutteranordnung vorgesehen, die Mittel aufweist, welche eine Ausnehmung mit einer Zugriffsöffnung für ein Gewindeteil definiert, wobei ein unverlierbarer Mutteraufbau innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist und der unverlierbare Mutteraufbau ein Element mit Innengewinde und ein Rückhalteelement aufweist, wobei die Ausnehmung eine Werkzeugöffnung besitzt und das Rückhaltelement an dem mit Innengewinde versehenen Element befestigbar ist und die Ausnehmung, das mit Innengewinde versehene Element und das Rückhalteelement so dimensioniert sind, daß:
(i) im getrennten Zustand das mit Innengewinde versehene Element und das Rückhalteelement durch wenigstens die Zugriffsöffnung oder die Ausnehmung einsetzbar ist, wobei diese Teile, wenn sie innerhalb der Ausnehmung zusammengebaut sind, einer Entnahme aus der Ausnehmung widerstehen, und
(ii) der Mutteraufbau mit einem Werkzeug über die Werkzeug-Zugriffsöffnung erfaßt und gedreht werden kann, um einen Gewindeeingriff mit einem Gewindestift herbeizuführen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sieht diese einen Tafelaufbau vor, der aus einem Tafelelement besteht, das lösbar an einem darunterliegenden Aufbau befestigbar ist, der mit zwei oder mehreren mit Außengewinde versehenen vorspringenden Teilen versehen ist, wobei das Tafelelement an Stellen, die den beiden oder mehreren mit Außengewinde versehenen Teilen entsprechen, mit jeweiligen unverlierbaren Mutteranordnungen versehen sind, die jeweils Mittel aufweisen, welche eine Ausnehmung mit einer Werkzeug-Zugriffs öffnung und eine Öffnung zum Zugriff des Gewindeteils aufweisen, wobei eine unverlierbare Mutteranordnung innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist und die unverlierbare Mutteranordnung ein mit Innengewinde versehenes Element und ein Rückhalteelement besitzt, das auf dem mit Innengewinde versehenen Element aufsetzbar ist, wobei die Ausnehmung, das mit Innengewinde versehene Element und das Rückhalteelement derart dimensioniert sind, daß:
(i) im getrennten Zustand das mit Innengewinde versehene Element und das Rückhalteelement wenigstens durch die Zugriffsöffnung und die Ausnehmung einsetzbar sind, diese Teile jedoch, nachdem sie innerhalb der Ausnehmung zusammengesetzt sind, einen Widerstand gegen Herausziehen bilden, und
(ii) der Mutteraufbau mit einem Werkzeug über die Werkzeug-Zugriffsöffnung erfaßt und gedreht werden kann, um den Gewindeeingriff mit einem der mit Außengewinde versehenen Stifte herbeizuführen.
Die Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise verwirklicht werden, und ein Ausführungsbeispiel wird im einzelnen nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 von oben her betrachtet;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 von unten her betrachtet.
Die in der Zeichnung dargestellte Befestigungsvorrichtung 10 dient dazu, zwei Gegenstände miteinander zu verbinden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel besteht eine Trennbarkeit zwischen einem Abschirmmaterial 12 in Gestalt eines geformten starren Schaums und eines Lageraufbaus 14. Ein erster Verbinder in Gestalt eines Gewindestiftes 16 ist am Lageraufbau 14 festgelegt, und ein zweiter Verbinder 18 in Gestalt einer unverlierbaren Mutter liegt innerhalb der Ausnehmung eines Befestigungskörpers 20. Der Befestigungskörper 20 hat eine allgemein zylindrische Form und ist innerhalb einer Stufenbohrung 22 des Abschirmmaterials 12 festgelegt. Der Befestigungskörper 20 weist einen ringförmigen Fuß 24 auf, der in Eingriff mit dem Lageraufbau 14 gebracht ist und der einen Spaltzwischenraum zwischen dem Aufbau 14 und dem Material 12 bildet, um eine Kompression und Beschädigung des Materials 12 zu verhindern. Innen ist der Körper 20 mit einem Flansch 26 versehen, der eine Öffnung 28 definiert, durch die der Gewindestift 16 hindurchtritt. Die Öffnung 28 besitzt einen beträchtlich größeren Durchmesser als der Gewindestift 16, um ein reichliches radiales Ausweichen zu ermöglichen. An seinem gemäß Fig. 1 oberen Ende ist der Körper 20 mit einer Zugriffsöffnung 30 versehen, die durch einen Stopfen 31 verschließbar ist, nachdem die Befestigungsvorrichtung eingebaut ist.
Der zweite Verbinder 18 besteht aus drei miteinander verbundenen Komponenten, nämlich einer Mutter 32, einer Unterlegscheibe 34 und einem äußeren Clip 36 oder einem Rückhalteelement aus elastisch deformierbarem Material, beispielsweise Nylon (®) oder anderem Plastikmaterial, das über die Mutter 32 geschoben und dann über den äußeren Rand der Unterlegscheibe 34 geklemmt werden kann. Der Gewindestift 16, die Mutter 32 und die Unterlegscheibe 34 bestehen im typischen Fall aus Metall, beispielsweise rostfreiem Stahl. Sie könnten jedoch auch aus anderem Material bestehen.
Während des Zusammenbaus können Mutter 32 und Unterlegscheibe 34 durch die Zugriffsöffnung 30 ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden. Der äußere Clip 36 hat einen etwas größeren Durchmesser als die Zugriffsöffnung 30, aber er ist allgemein scheibenförmig und besteht aus elastisch deformierbarem Material, so daß er zeitweise elastisch deformiert werden kann, um durch die Öffnung hindurchzutreten, wenn er getrennt ist. Nachdem der Clip 36 jedoch einmal über die Mutter 32 geschoben und über die Unterlegscheibe 34 aufgeklemmt ist, verliert der Clip einen großen Teil seiner Deformationsmöglichkeit, und so kann der zweite Verbinder 18 im zusammengebauten Zustand nicht durch die Zugriffsöffnung zurückgelangen, wenn nicht die einzelnen Komponenten voneinander getrennt werden.
Das untere Ende der Bohrung der Mutter 32 und die benachbarten Teile der Unterlegscheibe sind, wie dargestellt bei 38, konisch ausgebildet, um eine Führung in das Gewinde der Mutter zu bilden und damit eine nicht genau ausgerichtete Mutter auf einen Gewindestift aufgesetzt werden kann. Nachdem die Mutter mit der Unterlegscheibe 34 und dem Clip 36 zusammengebaut ist, kann sie unter Benutzung eines Steckschlüssels, der durch die Öffnung 30 geführt ist, auf- und abgeschraubt werden. Selbst wenn die zusammengebaute Mutteranordnung am Rand der Öffnung liegt, ist der konische Teil 38 immer noch über die Öffnung 28 zugänglich, und so kann eine Tafel auf einem darunterliegenden Aufbau leichter festgelegt werden, weil ein hohes Maß an Selbstausrichtung der Muttern auf die Gewindestifte erfolgt.

Claims

1. Befestigungsvorrichtung zur gegenseitigen Verbindung von zwei Gegenständen (10, 12), wobei die Befestigungsvorrichtung folgende Teile umfaßt:

einen ersten Verbinder (16), der einem der Gegenstände (10) zugeordnet ist;

eine Ausnehmung, die in dem anderen Gegenstand oder in einem darin angeordneten Befestigungskörper (20) vorgesehen ist; und

einen zweiten Verbinder (32, 34, 36), der dem anderen Gegenstand zugeordnet ist und allgemein innerhalb der Ausnehmung aufgenommen und in der Lage ist, darin gedreht zu werden,

wobei die Ausnehmung eine Öffnung (28) definiert, in der der erste Verbinder (16) und der zweite Verbinder (32, 34, 36) miteinander in Eingriff kommen können und die Ausnehmung außerdem eine Zugriffsöffnung (30) besitzt, die axial von der Ausnehmung (28) distanziert ist, um einen Zugriff zu dem zweiten Verbinder (32, 34, 36) durch ein Werkzeug zu ermöglichen, wenn die ersten (16) und zweiten Verbinder (32, 34, 36) in Eingriff befindlich sind und wobei der zweite Verbinder (32, 34, 36) aus mehreren Teilen (32, 34, 36) besteht, die getrennt über die Zugriffsöffnung (30) eingeführt und in dieser Öffnung zusammengebaut werden können und die jedoch im zusammengebauten Zustand einer Entnahme über die Öffnung (30) und die Ausnehmung (28) widerstehen, wenn der erste Verbinder (16) mit dem zweiten Verbinder (32, 34, 36) nicht in Eingriff steht.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der erste Verbinder einen Gewindestift (16) aufweist und der zweite Verbinder einen mit Innengewinde versehenen Teil (32).

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der zweite Verbinder ein mit Innengewinde versehenes Element (32) und ein elastisch deformierbares äußeres Rückhalteelement (36) mit einem Durchmesser aufweist, der grösser ist als der Durchmesser der Zugriffsöffnung (30), wobei das elastisch deformierbare äußere Rückhaltelement (36) mit dem mit Innengewinde versehenen Element (32) verbindbar ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der zweite Verbinder außerdem eine Unterlegscheibe (34) aufweist und das äußere Rückhalteelement (36) die Unterlegscheibe (34) und das mit Innengewinde versehene Element (32) miteinander verklemmt.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher das mit Innengewinde versehene Element (32) mit einer konischen Oberfläche (38) versehen ist, um eine Führung in den mit Gewinde versehenen Teil zu bewirken.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5 bei Abhängigkeit von Anspruch 4, bei welchem die Unterlegscheibe (34) eine konisch angestellte Oberfläche (38) aufweist, die mit der konischen Oberfläche (38) des mit Innengewinde versehenen Elementes zusammenwirkt, um eine Führung in den mit Gewinde versehenen Teil zu bewirken.

7. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, bei welcher die äußere Abmessung des zweiten Verbinders (32, 34, 36), die innere Abmessung der Ausnehmung und die Erstreckung der konischen Oberflächen (38) derart sind, daß wenigstens ein Teil wenigstens einer konischen Oberfläche für den ersten Verbinder (16) durch die Öffnung (28) hindurch zugänglich ist.

8. Vorrichtung mit unverlierbarer Mutter und Mitteln, die eine Ausnehmung definieren, welche eine Zugriffsöffnung (28) für ein Gewindeelement aufweist und mit einem Aufbau (32, 34, 36) mit unverlierbarer Mutter innerhalb der Ausnehmung, wobei der Aufbau mit unverlierbarer Mutter ein mit Innengewinde versehenes Element (32) und ein Rückhalteelement (36) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine Werkzeug- Zugriffsöffnung (30) aufweist und das Rückhaltelement (36) auf dem mit Innengewinde versehenen Element (32) festlegbar ist, wobei die Ausnehmung, das mit Innengewinde versehene Element (32) und das Rückhalteelement (36) derart dimensioniert sind, daß:

(i) das mit Innengewinde versehene Element (32) und das Rückhalteelement (36) getrennt voneinander durch die Zugriffsöffnung (30) oder die Zugriffsausnehmung (28) eingesetzt werden können, aber nach Zusammensetzung innerhalb der Ausnehmung einem Herausziehen widerstehen, und

(ii) der Mutteraufbau (32, 34, 36) mit einem Werkzeug über die Werkzeug-Zugriffsöffnung (30) erfaßt und gedreht werden kann, um den Gewindeeingriff mit einem Gewindestift herbeizuführen und ein Eindrehen zu ermöglichen.

9. Vorrichtung mit unverlierbarer Mutter nach Anspruch 8, bei welcher die die Ausnehmung definierenden Mittel ein allgemein zylindrisches Gehäuse (20) umfassen, das an einem Bauteil festlegbar ist.

10. Vorrichtung mit unverlierbarer Mutter nach Anspruch 9, bei welcher das Gehäuse (20) einen inneren Ring flansch (26) aufweist, der an einem Ende des Bereichs der Ausnehmung festgelegt ist und die Zugriffsausnehmung (28) für den Gewindeteil definiert, wobei die Oberfläche des Flansches, die der Ausnehmung abgewandt ist, konisch oder verjüngt derart ausgebildet ist, daß bei der Benutzung ein Gewindeglied nach der Zugriffsausnehmung und durch diese hindurch gerichtet wird.

11. Tafelaufbau mit einem Tafelelement, das lösbar auf einem darunterliegenden Bauteil festlegbar ist, das mit zwei oder mehreren mit Außengewinde versehenen Elementen (16) versehen ist, die von dem Bauteil vorstehen, wobei das Tafelelement an den Stellen, an denen die zwei oder mehrere mit Außengewinde versehene Elemente vorgesehen sind, mit entsprechenden Vorrichtungen (10) mit unverlierbarer Mutter versehen sind, wobei jeweils Mittel vorgesehen sind, um eine Ausnehmung mit einer Werkzeug-Zugriffsöffnung (30) und einer Ausnehmung zum Eingreifen des Gewindegliedes zu definieren und eine Vorrichtung mit unverlierbarer Mutter (32, 34, 36) innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist und der Aufbau mit unverlierbarer Mutter ein mit Innengewinde versehenes Element (32) und ein Rückhalteelement (36) aufweist, das an dem mit Innengewinde versehenen Element festlegbar ist, wobei die Ausnehmung, das mit Innengewinde versehene Element (32) und das Rückhalteelement (36) derart dimensioniert sind, daß:

(i) das mit Innengewinde versehene Element und das Rückhalteelement einzeln durch die Zugriffsöffnung oder die Zugriffsausnehmung gefügt werden können, aber dann, wenn sie innerhalb der Ausnehmung zusammengebaut sind, diese Elemente einem Herausziehen widerstehen, und

(ii) der Mutteraufbau (32, 34, 36) mit einem Werkzeug über die Werkzeug-Zugriffsöffnung (30) erfaßt und gedreht werden kann, um den Gewindeeingriff mit einem mit Außengewinde versehenen Stift (16) herzustellen und ein Aufschrauben zu bewirken.

12. Tafelaufbau nach Anspruch 11, bei welchem die die Ausnehmung definierenden Mittel ein allgemein zylindrisches Gehäuse (20) umfassen, das mit einer entsprechenden Bohrung innerhalb der Tafel befestigt ist, wobei die Werkzeug-Zugriffsöffnung von der Seite des Tafelelementes zugänglich ist, welche dem darunterliegenden Aufbau abgewandt ist.