DE2619728C3 - Blindbefestiger, insbesondere zur Anwendung bei einer Beplankung eines Flugzeugs o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Blindbefestiger der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen und durch die FR-PS 15 94 839 bekanntgewordenen Art.

In der USPS 27 87 185 ist ein Blindbefestiger beschrieben, bei welchem eine dichtende Buchse aus Ji einem leicht verformbaren Material vorgesehen ist, um

die Leckwege abzudichten. Da diese Konstruktion leicht verformbar ist, können große Kräfte nicht aufgenommen werden; ein festes Verankern des Blindbefestigefs in seiner Lage ist nur schwer möglich.

Bei dem Blindbefestiger nach der US-PS 31 80 2Ö3 ist lediglich eine Hülse vorgesehen, die an ihrem einen Ende in verschiedene Finger gespreizt ist Hierdurch kann sich dieses Bauteil so verformen, daß es bei Anziehen eines Gewindestiftes mit konischem Kopf zwei Bauteile zusammenhält,

ä Bei dem aus der FR-PS 15 94 839 bekanntgewordenen Blindbefestiger ist eine Muffe derart angeordnet, daß sie beim Festdrehen eines Mittelbolzens in eine Gewindemutter sich zwischen der Form des Kernbolzens und einer Fläche der zusammen zu bauenden Teile

ίο verformt und sich an dem konischen Endabschnitt der Mutter anlegt, genau so wie es bei der Konstruktion nach der FR-PS 20 35 689 der Fall ist.

In der US-PS 32 67 793 ist ein Blindbefestiger beschrieben, bei welchem zwei Muffen vorgesehen sind, die indessen weder zylindrisch ausgebildet sind, noch eine relativ glatte Innenbohrung gleichförmigen Durchmessers aufweisen.

Dabei ist auch der Außendurchmesser die.^cer beiden Muffen unterschiedlich. Diese bekannte Konstruktion eines Blindbefestigers ist darüberhinaus technisch sehr aufwendig, weil jede Muffe geschlitzt ist und eine Vielzahl von Fingern aufweist, damit sich diese Muffen ohne plastische Verformung ausdehnen können.

In der US-PS 22 83 649 ist ein Betonankerbolzen beschrieben, bei welchem eine Vielzahl von konischen Hülsen vorgeschrieben ist, um die Wände eines Loches im Beton zu ergrejten. Jede ausdehnbare Hülse umfaßt dabei einen Bodenabschnitt in der Form eines relativ dicken ringförmigen Körpers und einen ausdehnbaren Vorderabschnitt mit Schlitzen, um ein Ausdehnen der Hülse um den Bodenabsch.iitt der benachbarten Hülse zu erleichtern. Der Bodenabschnitt einer Hülse kann sich nicht um den Bodenabschnitt einer anderen Hülse ausdehnen, und somit wird auch unabhängig von den auf die Hülsen ausgeübten Axialkräften nie mehr als eine Hülse in Kontakt mit der Blindseite eines Bleches gelangen, durch welches der Befestiger eingesetzt ist. Diese bekannte Anordnung ist aber nicht für die Verwendung in Verbindung mit dünnen Materialien geeignet.

Der Blindbefestiger nach der US-PS 36 43 544 verwendet lediglich eine Muffe, die sich so verformt, wie dies bei der Konstruktion nach der FR-PS 20 35 689 der Fall ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Blindbefestiger der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß vor allem im Hinblick auf die spezielle Anwendung bei einer Beplankung eines Flugzeugs od. dgl. erreicht ist, daß

¹So eine Deformation an dieser Beplankung aus weniger widerstandsfähigem Material vermieden ist oder auch bei der Anwendung bei besonderem weichem Material /.. B. auf Graphitbasis derartige Deformationen und Beschädigungen des Materials der zu befestigenden Teile vermieden ist, wobei dennoch eine möglichst große Zugfestigkeit, also Festigkeit der Verbindung erreicht ist, so daß vor allem auch die Festigkeit der Verbindung herabsetzende Überbeanspruchungen der Muffen vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen.

Es sind zwar einzelne Gestaltungsmerkmale durch den Stand der Technik gemäß den US-PS 22 83 649, 27 87 185, 32 67 793 und 32 83 640 bekanntgeworden, jedoch sind die sonstigen lechnischen Verhältnisse bei dem jeweiligen Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung,

Die Erfindung ausgehend vom Stand der Technik gemäß der FR-PS 15 94 839 über die auf diesen Stand der Technik spezifizierte Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Lösungsmitteln und zwar in ihrer Gesamtheit zu entwickeln und damit das Gestaltungsprinzip bei der Erfindung zu entwickeln, war nicht ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen möglich, da für diese Entwicklung keine ausreichenden technischen Hinweise beim Stand der Technik bekanntgeworden sind, wenn auch einzelne Gestaltungsmerkmale, die beim nachgewiesenen Stand der Technik bekannt wurden, die Erfindungshöhe für sich allein nicht begründen können.

Der technische Vortei'r dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Blindbefestigers liegt in der technisch nicht aufwendigen Konstruktion und darin, daß insbesondere empfindliche Bauteile miteinander auf einfache Weise befestigbar sind, wobei durch die Verformung der einzelnen Muffen entsprechend große Auflageflächen gebildet sind.

Auch können die Muffen verschiedene Duktilität aufweisen, so daß sie vielseitiger verwendbar s^nd.

Die Muffen bei dem erfindungsgemäßen Blindbefestiger können auch aus einem einzigen Material hergestellt sein. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, da bei bekannten Anordnungen vorgeschlagen wurde, eine vergrößerte Auflagefläche mit einer einzigen Muffe zu schaffen, die einen verhältnismäßig harten Abschnitt und einen verhältnismäßig weichen Abschnitt aus verschiedenen Materialien aufweist, wobei der weiche Abschnitt gebogen und an die Blindseite des Bauteiles gedrückt wird. Es werden also erfindungsgemäß komplizierte und teure Herstellungsverfahren vermieden.

Die Merkmale der Erfindung und deren technischen Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit dem Anspruch und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines Blindbefestigers,

F i g. 2 eine vertikale Schnittansicht durch den in F i g. 1 gezeigten, zusammengesetzten Blindbefestiger vor dessen Festziehen im entsprechenden Loch in der Beplankung eines Flugzeuges,

F i g. 3 in teilweiser Schnittansicht den Blindbefestiger in einem Lrch in der Beplankung eint, i Flugzeugs,

Fig.4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie V-V in Fig. 1.

Ein Bündbefestiger 10 umfaßt eine Mutter 11, einen Kernbolzen 12 und mehrere ausdehnbare Muffen, die Auflageflächen 13 bilden. In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand wird der Blindbefestiger 10 in ein passendes Loch 14 in einei Beplankung 15 eines Flugzeugs eingesetzt. Diese Beplankung 15 kann aus einem oder mehreren Teilen bestehen. Der Blindbefestiger eignet sich besonders für Beplankungen aus verhältnismäßig weichen Materialien, die beispielsweise Graphit enthalten.

Die Mutter 11 umfaßt einen Kopf 16 mit einer Vorspringenden Kante 16', In dem Kopf 16 ist eine in Fig*2 gezeigte Vertiefung 17' vorgesehen, welche die Befestigung der Mutter 11 mit einem bekannten Werkzeug ermöglicht. Ein zylindrischer Zwischenäbschnitt 17 erstreckt sich vom Kopf 16 und endet in einer konischen Spitze 18. D'e Mutter 11 weist eine axiale Gewindebohrung 19 auf, die sich durch die ganze Länge der Mutter erstreckt (siehe F i g. 4).

Der Miltelbolzen bzw. Kernbolzen 12 umfaßt einen Kopf 20, einen Gewindeschaft 21, eine glatte Ausnehmung 22 und einen Abrißabschnitt 23 mit Gewinde. Die Gewinde im Gewindeschaft 21 und im Abrißabschnitt 23 passen zu dem Innengewinde der Gewindebohrung 19 in der Mutter 11. Der Kopf 20 weist eine ringförmige Vertiefung bzw. Hinterschneidung 24 auf, die ein Ende der Muffen aufnimmt Dabei wird eine Muffe über die vorhergehende Muffe geschoben und aufgespreizt und die letzte Muffe, d. h. die Endmuffe neben der Mutter 11, dehnt sich über die Spitze 18 kegelstumpfförmig der Mutter 11 aus. Der Kopf 20 weist einen geschlitzten Abschnitt 20' zur Aufnahme eines nicht dargestellten Schraubenziehers auf. Am Abrißabschnitt 23 befinden sich zwei abgeflachte Seiten 25, 26 (siehe F i g. 5) zum Ansetzen eines Werkzeugs. Die Ausnehmung 22 ist vorgesehen, damit der Abrißabschnitt 23 vom Rest des Kernbolzens 12 bei einer bestimmten Torsionsbean spruchung abgetrennt wird.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, habeii Jie Muffen 28, 29 jeweils einen zylindrischen Hauptabschnitt 30 und einen kegelstumpfförmigen bzw. konischen Abschnitt 31. jede Muffe 28, 29 weist eine glatte Innenbohrung -2 auf. deren Durchmesser etwa.«· größer ist als der Durchmesser des Hauptabschnitts 21. so daß der Abrißabschnitt 23 leicht durch die Muffen geführt werden kann. Aus F i g. 2 ist erkennbar, daß das Ende 33 jeder Muffe 28,29 eine etwas größere Dicke als das Ende 34 hat. Auch ist jede Muffe 28, 29 abgeschrägt, so daß ein kurzer Innenkonus 35 am Ende 33 vorhanden ist

Die Gesamtlänge der Muffe 27 ist größer als die der Muffen 28,29, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleiche Längen haben. Die Länge der Muffe 27 ist so gewählt, daß sie die aufeinanderfolgenden Muffen 28,29 im zusammengebauten Zustand umschließt.

Die Muffe 27 umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Hauptabschnitt 36, der an einem Ende neben Kopf 20 in einem kegelstumpfförmigen \bschnitt bzw. langen Außenkonus 37 endet. Die Muffe 27 weist ebpnfalls eine Innenbohrung 38 auf, deren Durchmesser etwas größer als der Durchmesser des Hauptabschnitts 21 des Kernbolzens und des Abrißabschnitts 23 ist. Auch weist die Muffe 27 eine Innenabschrägung bzw. einen Innenkonus 39 am Ende 40 neben den benachbarten Muffen 28, 29 auf. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, hängen die Abschrägungen 39, 35 von der Dicke der Enden 34 der Muffen 28,29 ab.

Der Blindbefestiger 10 wird durch Einschrauben des Kernbolzens 12 in die Gewindebohrung 19 der Mutter

11 zusammengebaut wobei die Muffen 27 bis 29 die in F i g. 1 und 2 gezeigten Lagen einnehmen, d. h. sie sind auf Kernbolzen 12 zwischen dem Kopf 20 und der Spitzd 18 angeordnet. Der Blindbefestiger 10 wird dam durch das Loch 14 von der Seite aus eingesetzt, von welcher er angezogen wird und zu der Bliiidseite der Beplankung 15 hinbewegt. Das Loch 14 hat einen etwas größeren Durchmesser als die Spitze 18. Nach dem Einsetzen des Be^f°stigers 10 in das Loch 14 und bei Berühren der Kante 16' mit dem das Loch 14 Umgebenden Wandäbschnitt der Beplankung 15 in der in Fig,2 gezeigten Weise w'rd ein nicht dargestelltes Werkzeug am Abrißabschnitt 23 und an der Vertiefung 17' der Mütter 1 angesetzt Dabei wird die Mutter 11 von dem Werkzeug .gegen Verschiebung in Achsrichtung außerhalb der Beplankung und gegen Drehung gesperrt. Durch fortgesetztes Drehen des Kernbolzens

12 wird sein Kopf 20 nach innen auf die Blindseite der

Beplankung 15 gezogen, so daß eirr Eingriff mit der ersten ausdehnbaren Muffe 27 geschaffen wird. Gleichzeitig legt sich die Muffe 29 an der Spitze 18 ah, wobei gleichzeitig die Muffe 28 an der Muffe 27 und an der Muffe 29 anliegt;

Nach F i gi 2 schiebt sich die Muffe 29 gerade auf die kegelstumpfförmige Spitze 18, wobei sich die Muffe 28 über den AuDenkdnUs 34 der Muffe 29 und die Muffe 27 sich über den Außenkonus 34 der Muffe 28 schiebt. Gleichzeitig bewegt sich das Ende des Außerikonus 37 der Muffe 27 in die am Kopf 20 angebrachte Hinterschneidung24.

Beim Drehen des Kernbolzens 12 wird die Muffe 29 über die Spitze 18 geschoben, bis sie an der Blindseite der Beplankung 15 mit einer großen Druckkraft anliegt. Mit einer ähnlich großen Kraft wird die Muffe 28 über die Muffe 29 geschoben. Die Muffe 27 wird ebenfalls mit einer ähnlich großen Kraft über die Muffe 28 geschoben. Die Druckkraft wird ebenso wie die Antriebskraft über den Kopf 20 und durch den Kernbolzen 12 vom Feststellwerkzeug geliefert. Der verjüngte Endabschnitt bzw. der Außenkonus 37 der Muffe 27 tritt in die Hinterschneidung 24 ein. Dabei üben die Muffen 27 bis 29 eine beträchtliche Klemmkraft auf den glatten Abschnitt 22 des Kernbolzens und die konische Fläche der Spitze 18 aus. Dies ist die in Fig.3 gezeigte Lage. Wenn im Kernbolzen 12 eine bestimmte Torsionskraft erreicht ist, trennt sich der Abrißschnitt 23 vom Rest des Kernbolzens 12 an der Ausnehmung 22. Danach hat der eingesetzte Blindbefestiger 10 die in Fig.4 gezeigte Ausbildung.

Wie in F i g. 4 gezeigt ist, wird die Muffe 29 zwischen der Spitze 18 und dem an dem Kopf 20 gelegenen Abschnitt des Hauptabschnittes 21 sowie der Bohrung 32 der zweiten Muffe 28 zusammengedrückt. Die Muffe 28 wird ihrerseits zwischen der Bohrung 18 der dritten Muffe 27 und der Außenwandung der Abschnitte 30,31 der ersten Muffe 29 zusammengedrückt, Auch wird die Muffe 27 auf die äußeren Abschnitte 30,31 der zweiten Muffe 28 und in die Hinlerschneidung 24 gedruckt, Alle Muffen liegen an der Blindseite der Beplankung 15 an. Die Enden 33 der Muffen 28, 29 und das Ende 40 der Muffe 27 werden damit auf eine Dicke X (Fig-4) zusammengedrückt, die eine verhältnismäßig große Auflagefläche auf der Beplankung 15 darstellt, wobei jedoch die dauernde Verformung der Beplankung gering bleibt.

Der in Fig. I bis 5 gezeigte Blindbefestiger hat eine beträchtliche Haltekraft und Ermüdungsbeständigkeit,

i$ da die Auflagefläche X groß ist. Die Fläche zur Aufnahme von Auflagekräften ist damit vergrößert, und die Dauerverformung der Beplankung 15 bleibt gering.

Der oben beschriebene Kopf 20 braucht nicht notwendigerweise einen Schlitz 20' aufweisen, da dieser nur zum Zusammenbau benötigt wird und keine weitere Funktion hat. Muffen 27, 28, 29 sind aus einem geeigneten aufspreizbaren oder ausdehnbaren Material angefertigt, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder aus Legierungen auf Nickelbasis. Sie können auch aus Titanlegierungen oder anderen Werkstoffen hergestellt sein, die sich ohne Zersplittern strecken lassen und welche im gedehnten Zustand belastet werden können.

In d^r unter Bezugnahme auf Fig. 1—5 beschriebenen Ausführungsform werden drei Muffen verwendet, doch kann bei entsprechender Abstimmung der Längen eine andere Anzahl von Muffen eingesetzt werden. Die Außenmuffe 27 muß lang genug sein, um die inneren Muffen zu umschließen. Die inneren Muffen können die gleiche Länge aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Blindbefestiger, insbesondere zur Anwendung bei einer Beplankung eines Flugzeugs od. dgl., mit einer Mutter mit einer axialen Gewindebohrung und einer im wesentlichen kegelstumpfförmigen Spitze an einem Ende und einem Kopf mit größerem Durchmesser als die Spitze am anderen Ende, mit einem zwischen der Spitze und dem Kopf liegenden zylindrischen Zwischenabschnitt mit einem Durchmesser, der geringer als der des Kopfes ist, mit einem einen Kopf und einen Gewindeabschnitt aufweisenden Mittel- bzw. Kernbolzen, wobei der Gewindeabschnitt einen Hauptabschnitt und einen Abrißabschnitt mit abgeflachten Kanten zum Ansetzen eines Werkzeuges umfaßt, welche durch eine Ausnehmung voneinander getrennt sind, wobei der Hauptanschnitt des Schaftes wenigstens so lang wie die Mutter ist und der Gewindeschaftabschnitt in die Axialbohmng der Mutter eingeschraubt ist mit einer ausdehnbaren Muffe, die eine außen- und innenzylindrische Kontur aufweist, deren Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Schaftabschnittes ist, wobei die Muffe drehbar am Gewindeschaftabschnitt zwischen dem Kopf des Kernbolzens und der Mutter angeordnet ist, und mit einer dem Kernbolzenkopf zugeordneten Kernbolzenhinterschneidung zum Aufnehmen des zweiten Muffenendes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder drei Muffen (27, 28, 29) aus hartelastischem Material vorgesehen sind mit gleichartigeil Außenkonturen, mit einem im wesentlichen zylindrischen Kauptal chnitt (30, 36) an dem einen Ende und eineir kegelstumpfförmigen Abschnitt (31, 17) an dem zweit ~.„ dem Kernbolzenkopf (20) zugewandten Ende, wobei die Innenbohrung am Kopfabschnittende konisch erweitert ist und zwar derart, daß ein kurzer Innenkonus und ein langer Außenkonus vorgesehen ist und die Bemessungen so abgestimmt sind, daß die Muffen (27, 28, 29) über ihre ganze Länge im eingebauten Zustand übereinandergeschoben mit ihren stirnseitigen Endflächen an der Blindseite der zu befestigenden Teiie (15, 15) anliegen, so daß im vormontierten Zustand Innen- und Außendurchmesser gleich sind, jedoch die Konusausbildungen und Muffengesamtlängen im vormontierten Zustand für den Endmontagezustand abgestimmt sind, wobei der Kernbolzen (12) an der Kopfseite gewindefrei soweit hinterdreht ist, daß die kopfseitigen Muffenenden in der Kernbolzenkopfhinterschneidung (24) und in dieser Hinterdrehung (24ayanliegen.