SE459272B - Saett och anordning foer sammanfogning av en staplad uppsaettning av lager av material med olika haallfasthet - Google Patents

Saett och anordning foer sammanfogning av en staplad uppsaettning av lager av material med olika haallfasthet

Info

Publication number
SE459272B
SE459272B SE8404150A SE8404150A SE459272B SE 459272 B SE459272 B SE 459272B SE 8404150 A SE8404150 A SE 8404150A SE 8404150 A SE8404150 A SE 8404150A SE 459272 B SE459272 B SE 459272B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
hole
conical
bolt
conicity
fastening means
Prior art date
Application number
SE8404150A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8404150L (sv
SE8404150D0 (sv
Inventor
L Salter
Original Assignee
Salter Larry
Briles Paul R
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salter Larry, Briles Paul R filed Critical Salter Larry
Publication of SE8404150D0 publication Critical patent/SE8404150D0/sv
Publication of SE8404150L publication Critical patent/SE8404150L/sv
Publication of SE459272B publication Critical patent/SE459272B/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/50Flanged connections
    • F16B2200/506Flanged connections bolted or riveted
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49945Assembling or joining by driven force fit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/57Distinct end coupler
    • Y10T403/5761Interrupted periphery, e.g., split or segmental, etc.
    • Y10T403/5766Axially divided segments
    • Y10T403/5781Bolted
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/71Rod side to plate or side
    • Y10T403/7123Traversed by connector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/75Joints and connections having a joining piece extending through aligned openings in plural members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Dowels (AREA)

Description

459 272 detta patent förenklades monteringen av fästorganet vid den staplade uppsättningen genom åstadkommande av en hylsa med en yttre fast diameter och en inre kona utformad att överens- stämma med konan för en bult som infördes i den koniska hylsan. Monteringen på användningsstället förenklades genom att det endast erfordrades att ett häl med en given diameter borrades i den staplade uppsättningen och att den kompletta hopsättningen av hylsa och bult infördes i den staplade upp- sättningen med den koniska bulten införd för att åstadkomma förspänningen av det koniska hålet genom expansion av hylsan när bulten dras åt till sitt slutgiltiga läge. Monteringen gjordes mer exakt eftersom hylsan och bulten kunde finarbetas under produktionstoleranser i en maskinverkstad medan den slutgiltiga monteringen av den kompletta hopsättningen i den staplade uppsättningen endast erfordrade att ett rakt hål borrades på användningsplatsen. Detta koncept eliminerade behovet av borrning av ett koniskt hål på användningsplatsen vilket obestridligen var dyrbart. besvärligt, tidskrävande och i bästa fall oproduktivt. Detta sistnämnda patent kommer även till bred användning inom det mekaniska området och är allmänt känt såsom “hyls-bultpatentetfi Det finns naturligtvis många andra fästorgan som utnyttjar ett koniskt hål och en konisk bult och exempel på dessa är ameri- kanska patenten 2.525.117, 3,034,6ll och 3,27l,OS8. I alla dessa tidigare patent som utnyttjar ett koniskt hål och en konisk bult, har tanken hela tiden varit att utnyttja en kon- stant konicitet i syfte att fastställa ett givet grepp som skulle vara konstant över bultens längd från den största dia- metern till den minsta diametern. Med andra ord utnyttjade alla tidigare kända anordningar ett koniskt hål samverkande med en konisk bult varvid den koniska bulten hade samma koni- citet som det koniska hålet. Tanken med att utnyttja en given konicitet, mätt i millimeter utan hänsyn till diametern skulle resultera i ett givet grepp mellan det koniska hålet ; 459 272 och den koniska bulten utan hänsyn till materialets återfjäd- ring.
Monteringen av den koniska bulten kräver en ínstallationskraft som måste övervinna greppet mellan den koniska bultens hela skaft och det koniska hålets hela yta, vilka är i direkt kon- takt med varandra. För en bult med given diameter styrs och begränsas installationskraften av den fastsättningsmetod som utnyttjas, såsom gängorna på den nedersta delen av bulten. Den begränsande faktorn bestäms av diametern på den bult som utnyttjas. Detta begränsar naturligtvis greppet mellan den koniska bulten och det koniska hålet till ett minimivärde av exempelvis 0,001 tusendels grepp, som är ett nominellt värde, när ett grepp av 0,20 till 0,25 mm skulle användas. Med andra ord, beroende på diametern i millimeter per millimeter av hålets diameter, förhindrar den extra installationskraften fördelning av olika värden av grepp vid specifika platser och begränsar detta således fästanordningens användning för staplar med flera metallager.
Enligt föreliggande uppfinning väljs ett fastsättningsorgan som har en konicitet som skiljer sig från den för hålet över hela den längd av fastsättningsorganet som kommer i kontakt med hålet, varigenom det vid dragning av det koniska fastsätt- ningsorganet in i det koniska hålet åstadkommas en över hålets djup ökande, skiljaktig progressiv deformation av hålets vägg avpassad efter de olika materiallagren, i och för att i vart och ett av de olika lagren endast alstra den nödvändiga spän- ningen.
Härigenom reduceras installationskraften för en dylik stapel av olika lager under utnyttjande av ett koniskt hål och ett koniskt fastsättningsorgan, och detta oavsett vilket av ovan- stående system som utnyttjas. Eftersom kontakten mellan det koniska fastsättningsorganet och det koniska hålet kommer att uppträda endast vid en given diameter och inte utmed hela 459 272 -' 4 hålets yta kommer installationskrafterna att bli mindre och kommer det av den anledningen att bli möjligt att uppnå en högre greppassning och en anliggningskontakt som närmar sig 100% vid montering mellan det koniska fastsättningsorganet och det koniska hålet, och detta utan de högre installationskraf- ter som krävs enligt de tidigare patenten.
Fördelarna med föreliggande uppfinning uppnås genom att en inkrementell expansionskraft anbringas mot det koniska hålet vilket kräver mindre installationskraft än om man försöker anbringa en expansionskraft utmed bultens hela skaft som anligger mot det koniska hålet.
Vid genomförande av sättet enligt föreliggande uppfinning ut- nyttjas såsom nämnts ett koniskt hål genom lagren av material som skall fastsättas. Vid en föredragen utföringsform är lagren vanligtvis en stapel av ett flertal lager av olika metaller såsom aluminium och titan och icke-metaller såsom sammansättningar. En inkrementell kraft anbringas mot lagren av material över huvudsakligen hela hålets djup tills en permanent deformation av det koniska hålet har ägt rum. uppfinningen uppnås, såsom likaledes nämnts, deformationen genom utnyttjande av ett koniskt fastsättningsorgan med en konicitet som skiljer sig från den för det koniska hålet i den staplade uppsättningen av lager. Vid praktiseringen av upp- finningen kommer koniciteten allmänt att vara större eller mindre än koniciteten för det koniska hålet i den staplade uppsättningen av lager.
Enligt Ett koniskt fastsättningsorgan med en konicitet som är större än den för det koniska hålet väljs i det fall där det översta materia11agret.har lägre hållfasthetsegenskaper än de andra lagren i stapeln, dvs närhelst det är önskvärt att öka expan- sionen för den största diametern av det koniska hålet i stapeln. s 459 272 Ett koniskt fastsättningsorgan med en konicitet som är mindre än koniciteten för det koniska hålet väljs i det fall där det översta materiallagret har högre hâllfasthetsegenskaper än de andra lagren i stapeln, dvs närhelst det är önskvärt att öka expansionen av den minsta diametern av det koniska hålet i stapeln.
Det koniska fastsättningsorganet införs närmare bestämt i det koniska hålet för att därigenom åstadkomma en greppassning mellan bulten och hålet i och för att selektivt förspänna lag- ren av material utmed den önskade punkten av hålet omfattande stapeln. Skillnaden i konicitet kan även utnyttjas för att uppnå en mycket hög grad av anliggning över hålets hela längd, varigenom man kan undvika dyrbar håltagningstid.
Andra syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till bifogade rit- ningar pâ vilka: Figur 1 är ett vertikalt snitt genom två olika material som skall fästas och visar ett koniskt hål format däri- genom, figur 2 visar en konisk bult delvis införd i det komiska hålet enligt fig 1, figur 3 visar ett rakt hål format genom de olika plätarna som skall fastsättas, figur 4 visar en kombination av en konisk hylsa och en konisk bult delvis insatt i det raka hålet enligt fig 3, figur 5 visar den kombinerade hylsbulten införd i det raka hålet enligt fig 3, 459 272 figur 6 visar en konisk bult med en konicitet som är större än den för det koniska hålet, figur 7 visar en konisk bult med en konicitet som är mindre än den för det komiska hålet, figur 8 visar en kombinerad konisk bult och konisk hylsa varvid bultens konicitet är större än hylsans konici- tet, och figur 9 visar en kombinerad konisk bult och konisk hylsa varvid bultens konicitet är mindre än hylsans konici- tet.
Inom området för fastsättning av ett flertal metallplåtar i utmattningskritiska flygplanskonstruktioner utnyttjar in- dustrin vanligtvis fästanordningar av typen konbultfästanord- ningar eller hylsbultfästanordningar vilka beskrivits ovan i samband med amerikanska patentskrifterna 3,270,4l0 och 4,048,898.
Konbultfästanordningen utnyttjar ett koniskt häl i stapeln som omfattar ett flertal materialplåtar, tillsammans med en konisk bult som har samma konicitet som det koniska hålet. Vid hyls- bultmonteringen borras ett rakt hål i stapeln som består av ett flertal materialplåtar och utnyttjas en kombinerad hyls- bult med en ytterdiameter som är cylindrisk rak och en inre dimension som är konisk, i kombination med en konisk tapp, varvid kombinationen införs i det raka hålet och därefter monteras.
Båda de angivna metoderna har funnit bred användning inom fastsättningsområdet och båda grundar sig på det faktum att en greppassning åstadkommas mellan den koniska tappen och det mottagande, koniska hålet, vare sig detta är en hylsa eller ett komiskt hål. Begreppet "grepp" har valts för att ange att v 459 272 hylsan eller borrningen har expanderats till en ytterdiameter som är större än borrningens eller hâlets initiella diameter, varigenom hålet pressats i sidled utåt i syfte att förankra bulten inuti hålet. Uttrycket “greppassning“ gäller naturligt- vis för bultar, muttrar och andra sammanfogningar där en jäm- r förbar verkan äger rum.
De krafter som erfordras för att installera den koniska bul- ten, vare sig det sker i det koniska hålet eller den koniska hylsan, är en funktion av det grepp i millimeter per milli- meter diameter som råder mellan den koniska bulten och det koniska hålet eller hylsan.
Den installationskraft som erfordras för att övervinna frik- tionen mellan den koniska bulten och hålet med tanke på den erforderliga greppassningen, begränsas av bultens diameter och det fastspänningsorgan som är placerat på bultens nedre del och som påverkas av fastspänningsanordningen när bulten dras in till sitt installerade läge.
De metaller som i en flygplanskonstruktion vanligtvis utnytt- jas i stapeln eller paketet av olika lager innefattar vanligt- vis titan och aluminium såväl som sammansättningar med vari- erande tjocklek, och det varierande grepp som erfordras för att utveckla de radiella krafter som är nödvändiga för att uppnå det förspända tillståndet i avsikt att åstadkomma en korrekt fastsättning av materialen, står i vissa fall inte att uppbringa på grund av de höga installationskrafter som dessa leder till, vilket resulterar i ett otillfredsställande för- spänt tillstånd för bultar, tappar, nitar och andra fästorgan.
Att endast öka greppet för att utveckla det förspända till- ståndet löser inte problemet eftersom fästanordningens fast- spänningsorgan helt enkelt kommer att brista under monte- ringen med tanke på den överdrivna kraft som erfordras. Detta problem har befunnits vara orsaken till utmattningsbrott hos 459 272 8 .L många till synes tillfredsställande förspända fästanordningar när det vid en analys fastslagits att de korrekta radiella spänningarna för att korrekt förspänna fästanordningarna inte har utvecklats eller fördelats pâ korrekt sätt, varvid detta har resulterat i utmattnings- eller spänningskorrosionsbrott i hopfogningen som 1 övrigt har befunnits vara en tillfreds- ställande hopfogning.
Föreliggande uppfinning syftar huvudsakligen till att reducera installationskraften i antingen en hylsbult eller en konbult och till att uppnå en högre grad av anliggning mellan fäst- anordning och hål under iordningställande av hålet, så att därigenom monteringstiden blir kortare.
Med hänvisning till fig l visas tvâ på varandra liggande plåtar av material som skall sammanfogas, vilka plåtar allmänt betecknas med 10 och 12. Ett koniskt hål 14 är format genom plåtarna 10 och 12 med en ände 16 av det koniska'hålet l4 upp- visande en större diameter än den andra änden 18. Hålets 14 konicitet är jämn från änden 16 till änden 18.
Med hänvisning till fig 2 visas en jämnt konisk bult 20 som har ett huvud 22 vid en ände därav och ett gängat parti 24 vid den andra änden, och bulten visas införd i det koniska hålet 14 i plätarna 10 och 12. Bultens 20 konicitet är densamma som den för hâlets kona 14. Den slutgiltiga monteringen av bulten 20 inuti hålet 14 âstadkommes vanligtvis med hjälp av en mutter 25 som anordnas på gängorna 24, vilken alstrar en ínstallationskraft som är nödvändig för att dra in bulten i hålet till dess slutgiltiga ingreppsläge.
Vanligtvis uttrycks bultens och hålets konicitet i ett nomi- nellt värde av exempelvis 0,051 mm för alla diametrar, vilket innebär att det för varje diameter uppträder ett grepp av 0,051 m. 9~ 459 272 En närmare betraktelse av den geometri som visas i fig l visar att den radiella spänning som alstras vid den större änden l6 på plåten 10 kommer att vara mindre än den spänning som alstras vid den mindre änden 18 på plåten 12. Med andra ord visar en analys att greppet uttryckt i millimeter per milli- meter diameter eller spänningen utryckt i kilo per millimeter som alstras vid den stora diametern kommer att alstra mindre spänning i kilo per millimeter än vad som alstras vid den lilla diametern närhelst ett likformigt grepp uttryck i millimeter per millimeter diameter utnyttjas. Enkelt uttryckt: ett alstrande av en given kraft över ett stort område reduce- rar spänningen per ytenhet.
Den spänning som alstras vid den stora diametern 16 kan eller kan inte vara tillräcklig för att förspänna materialet och för att ge en god hopfogning, och denna okända storhet har befun- nits vara orsaken till proportionen av brott för vissa samman- fogningar med fästanordningar med hög påkänning.
Den uppenbara lösningen på ett dylikt problem är att öka greppet från exempelvis 0,051 till möjligen 0,102 eller även 0,127 mm per millimeter diameter för att på detta sätt alstra den nödvändiga spänningen vid den större diametern för åstad- kommande av korrekt förspänning av förbindningen.
Olyckligtvis kommer bultens totala diameter och gängorna på det nedersta partiet, såsom vid 24 på bulten 20, att begränsa den totala kraft som är tillgänglig för installation av bulten.
Lösningen av detta problem med "rå styrka" har nödvändiggjort användning av bultar med högre hållfasthet än vad som är nöd- vändigt för att ge den fastsättningskapacitet som erfordras för att alstra de nödvändiga högre installationskrafterna.
Användningen av dessa bultar med högre hållfasthet än vad som krävs är naturligtvis av nackdel vid âtermontering av flyg- 459 272 10' plansutrustning med tanke på de höga kostnaderna för fäst- anordningen och det totala antal fästanordningar som utnyttjas i ett flygplan.
Samma problem gäller även för den f ästanordning av hylsbulttyp som visas i fig 3, 4 och 5.
Med hänvisning nu till fig 3 visas plåtarna 10 och 12 staplade på varandra, varvid denna gång ett rakt hål 30 är upptaget vilket definieras som ett hål utan konicitet. Med andra ord är diametern vid den övre änden densamma som diametern vid den nedre änden.
Med hänvisning till fig 4 visas en kombinerad hylsa 34 och bult 36 varvid ytterdiametern 38 för hylsan är konstant medan dess innerdiameter 40 är konisk. Normalt är bultens 36 koni- citet densamma som den för hylsans inre kona. Bulten har ett huvud 42 vid en ände och gängor 44 vid den andra änden för installationsändamâl.
Med hänvisning till fig 5 visas hur den kombinerade hylsan 34 och bulten 36 införes i hålet 30. En monteringsmutter skruvas på bultens 36 gängade parti 44 och âtdrages för att på korrekt sätt dra in bulten 36 i läge. Installationskrafterna som alstras resulterar från mutterns anliggning mot bultens 36 gängor 44, varigenom bulten dras in i hylsan 34.
De spänningar som alstras blir ett resultat av greppet som uppträder mellan bultens 36 kona och hylsans 34 inre kona.
Olyckligtvis uppträder vid installation av den koniska hylsan samma problem som de som beskrivits i samband med konbult- systemet enligt fig l och 2. I r » Den spänning som alstras vid bultens större diameter kommer alltid att vara mindre än den spänning som alstras vid den 11 459 272 mindre diametern och detta gäller för varje installation som har ett konstant grepp räknat i millimeter per millimeter dia- meter. Kända fastsättningssystem har ingen lösning på detta problem förutom utnyttjandet av ovan nämnda system med "rå styrka" vilket innebär utnyttjande av fästorgan med högre hållfasthet än vad som krävs för att utföra fastsättningen med tanke på kravet att alstra höga spänningar vid bultens större diameter i syfte att korrekt förspänna hålet och förhindra utmattningsbrott.
Föreliggande uppfinning löser dessa problem som den kända tek- niken uppvisade, genom att öka spänningen i utvalda partier av fästanordningen där högre spänningar erfordras, och reducerar samtidigt installationskrafterna och den tid som är nödvändig för att uppnå de erforderliga spänningarna respektive den nöd- vändiga anliggningen.
Enligt föreliggande uppfinning har koniciteten på installa- tionsbulten med avsikt gjorts olik koniciteten för borrningen i de staplade materialen.
Fig 6 och 7 beskriver uppfinningen i kombination med vad som har kallats en konbultinstallation medan fig 8 och 9 beskriver uppfinningen i kombination med en hylsbultinstallation.
Med hänvisning till fig 6 visas en uppsättning på varandra staplade plåtar 10 och 12 som har ett koniskt häl 14. Inuti det koniska hålet är en bult 60 placerad vilken har en kona 62 med större konicitet än den för det koniska hålet 14. Bulten är konventionell i alla andra avseenden och uppvisar ett huvud 64 vid en ände därav och gängor 66 vid den andra änden för att utnyttjas tillsammans med en monteringsmutter.
Det koniska hålets större diameter är placerad vid 70 i plåten 10 medan det koniska hâlets parti 72 med mindre diameter är placerat vid motsatt ände i plåten 12. 459 272 12 Den koniska bulten 60 som har en konícitet som är större än den för det koniska hålet 14 kommer att stå i kontakt med den större diametern 70 i plåten 10 innan den berör något annat parti av hålet, och således kommer det koniska hålets 14 öpp- ning med större diameter att utsättas för tryckkrafter och spänningar före något annat parti av det koniska hålet.
Den koniska bultens kontakt med det koniska hålet kommer således att fortgå inkrementellt när monteringsmuttern åt- drages, vilket kommer att resultera i en reducerad installa- tíonskraft såsom ett resultat av den koniska bultens inkremen- tella kontakt med det koniska hålet i stället för att den koniska bultens totala yta kommer i kontakt med det koniska hålet, vilket allmänt skulle vara fallet vid den konven- tionella installation som visas i fig 1 och 2.
Såsom ett resultat av att man utnyttjar en konisk bult med en konicitet som är större än den för det koniska hålet är det nu möjligt att öka spänningen vid det koniska hålets parti med större diameter samtidigt med en reduktion av installations- krafterna som är nödvändiga för att åstadkomma de radiella tryckkrafter som erfordras för att åstadkomma en korrekt hop- fogning, såsom med en försänkt fästanordning som inte visas men som är allmän standard inom industrin.
Såsom ett alternativ är det nu möjligt att öka greppet mellan fästorganet och det koniska hålet och att på detta sätt öka spänningen vid det koniska hålets större diameter samtidigt som samma installationskrafter alstras som de som alstrades för de tidigare kända systemen. Man bör hela tiden hålla i minnet att de dragkrafter som verkar vid gängorna eller fast- spänningsorganen på monteringsbulten är den begränsande fak- torn med avseende på alstringen av den erforderliga kraften mellan bulten och det koniska hålet. 13 459 272 En överblick över användningen av konbult och hylsbult är på sin plats eftersom det av fackmän inom området inses att de karakteristiska metaller som för närvarande används inom flyg- plansindustrin är titan och aluminium och att fästanord- ningarna undantagslöst utnyttjas för att fastsätta tvâ olika metaller av vilka en har en högre brottpåkänning än den andra.
I alla fall vet montören huruvida den starkare metallen ligger ovanpå eller underst, och således står nu ett ytterligare grunddrag till montörens förfogande genom att ge honom ett val bland koniska bultar som har en konicitet som är större eller mindre än den för det koniska hålet.
I fig 6 kan man t.ex. anta att plåten 10 är aluminium och att plåten 12 är titan, och det är välkänt att titanplåten kan motstå en påkänning i storleksordningen 689 MPa medan alumi- niumplåten 10 skulle motstå i storleksordning 344.5 MPa.
I detta fall skulle montören med vetskap om att titanplåten 12 ligger underst och att aluminiumplåten 10 ligger ovanpå, använda en konisk bult 60 med en konicitet som är större än den för det koniska hålet 16. Bultens större diameter skulle komma i kontakt med hälets större diameter 70 och under åt- dragning av monteringsmuttern skulle de krafter som alstras vara inkrementella när bultens yta mer och mer kom i kontakt med det komiska hâlets yta. Dessutom inses det att det är aluminiumplåten vid partiet med större diameter som först sammanpressas innan titanplåtens l2 yta berörs. På detta sätt expanderas hâlets större diameter ínkrementellt och vidare expanderas den metall som har lägre hållfasthet innan metallen med högre hållfasthet expanderas vilket ytterligare reducerar de erforderliga monterings- eller installationskrafterna.
I fig 7 visas en staplad uppsättning plåtar 10 och 12 av vilka titanplåten 12 är placerad ovanpå aluminiumplâten 10. Stapeln i fig 7 innehåller ett koniskt hål 14 och en bult 80 med ett huvud 82 och med ett gängat parti vid den andra änden 84 459 272 14 införs i det koniska hålet 14. I detta fall har bulten 80 en konicitet som är mindre än den för det koniska hålet 14 som är anordnat i stapeln.
Montören som vet att titanplåten 12 är placerad ovanpå kommer av den anledningen att utnyttja en bult som har en konicitet som är mindre koniciteten i stapeln och detta i syfte att garantera att kontakt mellan bulten och den minsta diameter uppstår först vid punkten 72. Under verkan från monterings- muttern som verkar mot gängorna 84 kommer bulten att dras in till sitt slutläge under det att den utövar tryckkrafter först vid punkten 72 och därefter inkrementellt utmed kontaktytan mellan bultens yta och det koniska hålets 14 yta tills bulten är på plats.
Såsom beskrivits i samband med fig 6 alstras tryckkrafterna först i det önskade läget mellan bulten och aluminiummetallen innan någon kontakt uppstår mellan bulten och titanmetallen, och därigenom tillförsäkras en reducerad installationskraft innan titanmetallen på lämpligt sätt expanderas och samman- pressas.
Vid ett studium av fig 6 och 7 inses det att det inte alltid är nödvändigt eller erforderligt att det koniska hâlets största diameter expanderas först, utan snarare att den metall som har den minsta spänningstoleransen i stapeln expanderas först och att på detta sätt den totala installationskraften reduceras emedan kontakten mellan bulten och det koniska hålet utvecklas inkrementellt under installationen.
Med hänvisning nu till fig 8 visas en stapel innefattande plåtarna 10 och 12 och innehållande en hylsbult 90. Hylsbulten har till definitionen en inre konisk borrning 92 och inne- håller en bult 96 som har ett huvud 98 vid en ände och monte- ringsgängor 100 vid den andra änden. Bultens 96 konicitet är Ä 15 459 272 större än den för det koniska hålet 92 i hylsbulten 90 och detta av samma skäl som beskrivits ovan i samband med fig 6.
I fig 8 kan man anta att montören skulle känna till att plåten 10 är av aluminium och att plåten 12 är av titan och att han således skulle använda en konisk bult med en konicitet större än den för det koniska hålet 92.
Med hänvisning till fig 9 visas en hylsa 98 införd i stapeln, men i detta fall befinner sig aluminiumplâten 10 undertill och titanplåten 12 ovanpå. Hylsan 90 har en kona på insidan 92 och visas mottagande en konisk bult 104 som har ett huvud 106 vid en ände och monteringsgängor 108 vid den andra änden.
I detta fall känner mekanikern till att titanplåten 12 ligger ovanpå och han kommer att utnyttja bulten 104 som har en koni- citet som är mindre än den för konan 92 på hylsan 90, och detta i syfte att garantera att kontakten äger rum först mot hylsan och i det omrâde av aluminiummetallen som betecknas med plåten 10.
Anordningen eller sättet som beskrivits i samband med valet av en'konisk bult som har en konicitet som skiljer sig från den för det koniska hålet kan utnyttjas både för koniska hål anordnade direkt i stapeln och för koniska hål i hylsor som införs i stapeln.
Anordningen eller sättet som beskrivits i samband med före- liggande uppfinning ger en montör en möjlighet att utnyttja korrekt konicitet på rätt bult för att reducera monterings- krafterna som erfordras och för att garantera att det mer kritiska materialet expanderas först i syfte att reducera den totala installationskraften och att garantera att det kritiska greppet och den kritiska anliggningen uppnås. 459 272 16 Det är uppenbart för fackmän inom området att det är förhål- landet mellan bultens konicitet och hålets konicitet som styr reduktionen av installationskraften. Således är det möjligt att ändra koniciteten i hålet i förhållande till koniciteten för bulten och att på detta sätt uppnå samma resultat. Vid den föredragna utföringsformen antas det emellertid att det koniska hålet är detsamma vid alla tillfällen och att montörení kommer att utnyttja bultar med olika konicitet för att uppnå de önskade resultaten.

Claims (7)

17 459 272 PATENTKRAV
1. Sätt att sammanfoga en staplad uppsättning av lager (10, 12) av material med olika hällfasthet med hjälp av en konisk fastsättningsanordning, varvid ett koniskt fastsättningsorgan (60, 80, 96, 104) förs genom ett koniskt hål (14, 92) format antingen direkt i stapeln eller i en hylsa (90) placerad i stapeln och varvid fastsättningsorganet medelst ett fastspän- ningsorgan dras till en greppassning i det koniska hålet i och för att fasthållas däri på ett sådant sätt att materiallagren (10, 12) förspänns under sammanpressning i området runt hålets (14, 92) vägg, k ä n n e t e c k n a t av att ett fastsätt~ ningsorgan (60, 80, 96, 104) väljs som har en konicitet som skiljer sig från den för hålet (14, 92) över hela den längd av fastsättningsorganet som kommer i kontakt med hålet, varigenom det vid dragning av det koniska fastsättningsorganet in i det koniska hålet åstadkommas en över hålets djup ökande, skilj- aktig progressiv deformation av hålets vägg avpassad efter de olika materiallagren, i och för att i vart och ett av de olika lagren endast alstra den nödvändiga spänningen.
2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att ett fastsättningsorgan (60, 96) väljs som har en konicitet som är större än den för hålet (14, 92) i det fall där det översta materiallagret (10) har lägre hållfasthetsegenskaper än de andra lagren (12) i stapeln.
3. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att ett fastsättningsorgan (80, 104) väljs som har en mindre konicitet än den för hålet (14, 92) i det fall där det översta material- lagret (10) har högre hållfasthetsegenskaper än de andra lagren (12) i stapeln.
4. Fastsättningsanordning för sammanfogning av en staplad uppsättning av materiallager (10, 12) med olika hällfasthet och bestående av ett koniskt fastsättningsorgan (60, 80, 96, 459 272 18 104) och ett koniskt hål (14, 92) anordnat genom lagren av material (10, 12), k ä n n e t e c k n a d av att fastsätt- ningsorganet (60, 80, hålet (14, 92). 96, 104) uppvisar en annan konicitet än
5. Fastsättningsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a d av att fastsättningsorganet (60. 96) har en konicítet som är större än den för hålet (14, 92).
6. Fastsättningsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a d av att fastsättningsorganet (80, 104) har en konícitet som är mindre än den för hålet (14, 92).
7. Fastsättningsanordning enligt något eller några av kraven 4-6, k ä n n e t e c k n a d av att_det koniska hålet (92) är format i en hylsa (90) som i sin tur är införd i material- stapeln (10, 12).
SE8404150A 1983-08-22 1984-08-20 Saett och anordning foer sammanfogning av en staplad uppsaettning av lager av material med olika haallfasthet SE459272B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/525,294 US4974989A (en) 1983-08-22 1983-08-22 Method for reducing installation forces and costs in a tapered bolt installation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8404150D0 SE8404150D0 (sv) 1984-08-20
SE8404150L SE8404150L (sv) 1985-02-23
SE459272B true SE459272B (sv) 1989-06-19

Family

ID=24092668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8404150A SE459272B (sv) 1983-08-22 1984-08-20 Saett och anordning foer sammanfogning av en staplad uppsaettning av lager av material med olika haallfasthet

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4974989A (sv)
JP (1) JPS6060313A (sv)
DE (1) DE3430914A1 (sv)
DK (1) DK162461C (sv)
ES (2) ES8701319A1 (sv)
FR (1) FR2551147B1 (sv)
GB (1) GB2145492B (sv)
IL (1) IL72698A (sv)
IT (1) IT1199598B (sv)
NO (1) NO163643C (sv)
SE (1) SE459272B (sv)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223083B (en) * 1988-09-27 1993-01-06 Pratt & Whitney Canada Shaft coupling for gas turbine engine
JP2788277B2 (ja) * 1989-02-22 1998-08-20 株式会社リコー 画像形成装置の書込光学装置取付け装置
DE4232385A1 (de) * 1992-09-26 1994-03-31 Asea Brown Boveri Gasturbine mit angeflanschtem Abgasgehäuse
US6488458B2 (en) * 1996-02-23 2002-12-03 Hitachi, Ltd. Taper implant and a screw-fastening structure using a taper implant with female threads
DE19908570A1 (de) * 1999-02-27 2000-08-31 Schaeffler Waelzlager Ohg Betätigungselement für ein Zahnräderwechselgetriebe
CA2353591C (en) * 1999-10-04 2007-12-04 Lothar Ginzel Fixing device for panels
FR2799672A1 (fr) * 1999-10-14 2001-04-20 Georges Gravot Procede permettant de remplacer un rivet d'un clin de bateau ou analogue et dispositif permettant de mettre en oeuvre le procede
JP2002266964A (ja) * 2001-03-12 2002-09-18 Tsubakimoto Chain Co 伝動媒体用摺接ガイドの支軸部材
US6641229B1 (en) * 2001-10-25 2003-11-04 Hayes Lemmerz International, Inc. Spindle mounting for aluminum wheel carrier
US20050009662A1 (en) * 2003-06-08 2005-01-13 Tochigi Fuji Sangyo Kabushiki Kaisha Casing structure for torque transmission device
US20060251496A1 (en) * 2004-07-09 2006-11-09 Bae Systems Plc Fastener arrangement for fastening a detachable panel
US7717659B2 (en) * 2005-08-15 2010-05-18 Acumet Intellectual Properties, Llc Zero-clearance bolted joint
DE102005052014B4 (de) * 2005-11-02 2008-03-20 Airbus Deutschland Gmbh Kegelbolzenverbindung sowie Verwendung einer Kegelbolzenverbindung
FR2929352B1 (fr) * 2008-03-28 2010-04-09 Airbus France Procede d'assemblage entre une piece en materiau metallique et une piece en materiau composite
FR2931911B1 (fr) * 2008-05-29 2010-07-30 Snecma Systeme et procede d'assemblage par brides entre deux pieces tournantes
FR2946707B1 (fr) * 2009-06-13 2011-05-20 Lisi Aerospace Famille de dispositifs de fixation a conicite variable.
US20120201999A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Woods Mark A Methods and apparatus for mechanically joining metal components and composite components
ITVI20110272A1 (it) * 2011-10-12 2013-04-13 Fizan Srl Gruppo meccanico per la connessione tra due elementi modulari di aste telescopiche e bastoncino telescopico dotato di tale gruppo meccanico
US8777241B1 (en) * 2013-03-08 2014-07-15 Ford Global Technologies, Llc Suspension component with tapered spindle joint
US9997877B2 (en) * 2014-09-25 2018-06-12 Hubbell Incorporated Receptacle with non-conductive retaining pin
GB2539695B (en) * 2015-06-25 2019-12-18 Ford Global Tech Llc A bush and clamp assembly
US10180022B1 (en) * 2017-03-10 2019-01-15 Ram Garg Hinge assembly to pivotably mount blind flange to pipe weld neck flange
US20180274578A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 GM Global Technology Operations LLC Joining system and method
NO345761B1 (no) * 2019-02-27 2021-07-19 Ops Solutions As Et fundament og fremgangsmåte for å feste en komposittstolpe til bruk i distribusjons- eller regionalnettet til et slikt fundament i grunnen.
US20220341468A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 Lockheed Martin Corporation Stress reducing fastener assembly

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE684397C (de) * 1936-12-18 1939-11-27 Messerschmitt Boelkow Blohm Blechverbindung
GB495653A (en) * 1937-05-21 1938-11-17 John Duncan Improvements in or relating to wall-plugs and the like fastenings
US2525117A (en) * 1944-02-19 1950-10-10 John B Campbell Rivet
US3034611A (en) * 1958-05-07 1962-05-15 Zenzic John Tapered locking device
GB891807A (en) * 1959-02-18 1962-03-21 Lamson & Sessions Co Improvements in or relating to nut and bolt fasteners
DE1195093B (de) * 1961-05-15 1965-06-16 Aerpat Ag Loesbare Befestigungsvorrichtung
US3176808A (en) * 1961-09-25 1965-04-06 Deere & Co Plow bolt
FR83840E (fr) * 1962-08-24 1964-10-23 Perfectionnement des éléments de fixation pour toitures tels que vis, tire-fonds ou boulons
US3270410A (en) * 1963-05-20 1966-09-06 Briles Mfg Method of prestressed fastening of materials
US3271058A (en) * 1963-05-22 1966-09-06 Anderson Greenwood & Co Tapered fastener
US3304109A (en) * 1965-04-21 1967-02-14 Hi Shear Corp Joint including tapered fastener
GB1235143A (en) * 1968-07-18 1971-06-09 Jack La Torre Fastener for stressing objects connected thereby
GB1178293A (en) * 1967-02-10 1970-01-21 Hi Shear Corp Improvements in Joints for Overlapping Plates.
US3578367A (en) * 1968-03-18 1971-05-11 Hi Shear Corp Fastener including expander means and joint including the same
GB1256368A (en) * 1968-03-18 1971-12-08 Hi Shear Corp Fastener including expander means and joint including the same
US3512446A (en) * 1968-10-07 1970-05-19 Hi Shear Corp Countersink fasteners
US3603626A (en) * 1969-01-27 1971-09-07 Standard Pressed Steel Co High-strength joint and fastener assembly therefor
US3748948A (en) * 1970-08-05 1973-07-31 Boeing Co Fatigue resistant fasteners
FR2119873B1 (sv) * 1970-12-30 1976-07-16 Simmonds Sa
GB1345507A (en) * 1972-07-25 1974-01-30 Vsi Corp Fastening assemblies
JPS5112983A (en) * 1974-07-20 1976-01-31 Fumihiko Masuda Katsupukeekyo arumikatsupuheiretsusochi
JPS5121064U (sv) * 1974-08-01 1976-02-16
GB1524866A (en) * 1974-10-17 1978-09-13 Salter L Fastener for multi metal stacks
US4048898A (en) * 1974-10-17 1977-09-20 Paul R. Briles Fastener for multi metal stack-ups
US4021991A (en) * 1975-02-21 1977-05-10 Hotz Roger W Fastening device
US3941027A (en) * 1975-05-08 1976-03-02 Lockheed Aircraft Corporation Fastener system for structural members
DE2530361C2 (de) * 1975-07-08 1982-04-01 Fischer, Artur, Dr.H.C., 7244 Waldachtal Befestigungselement für Verkleidungsplatten o.dgl.
US4050833A (en) * 1975-07-30 1977-09-27 Briles Franklin S Taper headed fastener to increase work fatigue life
US4033222A (en) * 1975-08-21 1977-07-05 Monogram Industries, Inc. Multiple sleeve blind fastener
US4087896A (en) * 1976-09-17 1978-05-09 Paul R. Briles Sleeve bolt installation nut
GB2023252A (en) * 1978-06-14 1979-12-28 Lindsay Ltd Henry Blind fastener device
FR2469743A1 (fr) * 1979-11-16 1981-05-22 Suisse Horlogerie Mecanisme de positionnement d'une roue de centre pour piece d'horlogerie
SU881393A1 (ru) * 1980-02-04 1981-11-15 Предприятие П/Я А-3741 Резьбовое соединение

Also Published As

Publication number Publication date
DK162461B (da) 1991-10-28
IL72698A0 (en) 1984-11-30
SE8404150L (sv) 1985-02-23
NO163643B (no) 1990-03-19
GB2145492B (en) 1987-10-21
DK162461C (da) 1992-03-23
IL72698A (en) 1991-01-31
DE3430914A1 (de) 1985-03-14
ES8701319A1 (es) 1986-11-16
DK398784D0 (da) 1984-08-21
FR2551147A1 (fr) 1985-03-01
DE3430914C2 (sv) 1989-07-20
ES296385Y (es) 1988-05-16
IT8483625A0 (it) 1984-08-10
JPH0240122B2 (sv) 1990-09-10
NO843288L (no) 1985-02-25
ES535312A0 (es) 1986-11-16
SE8404150D0 (sv) 1984-08-20
ES296385U (es) 1987-11-01
DK398784A (da) 1985-02-23
JPS6060313A (ja) 1985-04-06
GB2145492A (en) 1985-03-27
GB8400969D0 (en) 1984-02-15
FR2551147B1 (fr) 1989-02-03
IT1199598B (it) 1988-12-30
NO163643C (no) 1990-06-27
US4974989A (en) 1990-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE459272B (sv) Saett och anordning foer sammanfogning av en staplad uppsaettning av lager av material med olika haallfasthet
US4702658A (en) Apparatus for reducing installation forces and costs in a tapered bolt installation
US5018920A (en) Interference fit bolt and sleeve
US4346920A (en) Threaded connection using variable lead threads
CN101861465A (zh) 尤其地利用全面的力联接的连接装置和连接方法
US6918724B2 (en) Fastening assembly and method for fastening a multi-layered laminate together
KR920701702A (ko) 가변적과 선택적으로 높은 초기 클램프 예비부하를 갖는 파스너와 조립방법
US5169183A (en) Threaded joint for drill rod elements
US3443474A (en) Blind fastener
US4921384A (en) Swage fasteners with a high stand-off collar
US5074726A (en) Blind fastener
CA2330470A1 (en) High temperature bolting system
WO2003087593A1 (en) Swage type fastener with optimized lock grooves and crests and method of designing same
SE458630B (sv) Gaengat faestelement framstaellt av plastiskt deformerbart material samt foerfarande foer montering av detsamma
SE439130B (sv) Vridmomenttalig pressfog
CN104976210A (zh) 双螺栓防松方法
CN108457960A (zh) 用于过盈配合紧固件的渐缩导入
JP2009515104A (ja) テーパボルト接続装置及びその使用方法
SE529725C2 (sv) Hydraulkopplingsanordning samt komponenter och förfarande i anslutning därtill
AU2007252024A1 (en) Screw anchor
EP0511322A1 (en) Composite threaded collar
GB2074280A (en) Screw Thread Fasteners
WO1991014894A1 (en) Swagable fitting
EP2395249A1 (en) Segmented thread and connecting arrangement
US4828438A (en) Blind fastener

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8404150-8

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed