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Technischer
Fachbereich
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Wandbolzenanordnungen, die aus einem
Bolzen und einer Anordnung bestehen, die den Bolzen mit der Wand verbindet.
Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Anordnung,
um den Bolzen fest zu umschließen
und ihn mit der Wand in der Weise zu verbinden, dass nur eine einzige Öffnung in
der Wand notwendig ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
folgenden Patente legen eine Einrichtung offen, um einen Bolzen
in einer ersten Wand oder Platte in einer Lage zu befestigen, die
auf eine Öffnung
in der Wand oder Platte hin ausgerichtet ist. Eine rohrförmige Mutter
wird durch eine Öffnung
in einer zweiten Wand oder Platte geführt und anschließend durch
die Öffnung
der ersten Wand oder Platte. Dann wird sie mit dem Bolzen verschraubt,
um die zweite Wand oder Platte mit der ersten Wand oder Platte zu
verbinden.: US-Patent Nr. 2.742.072, erteilt am 17. April 1956 an
Howard J. Murphy; US-Patent Nr. 2.991.816, erteilt am 11. Juli 1961
an Wallace F. Harbison und Darril D. Miller; US-Patent Nr. 3.180.388,
erteilt am 27. April 1965 an Jacob R. Newcomer Jr. und Milan Busovsky;
US-Patent Nr. 3.221.589, erteilt am 7. Dezember 1965 an John L. Van
der Sande, Warren C. Bross und Walter Trotter; und US-Patent Nr.
3.397.727, erteilt am 20. August 1969 an Steve J. Orosz. Jedes dieser
Patente legt eine rohrförmige
Bolzen-Halterung offen, die ein Basisteil in Form einer Montageplatte
hat, die mit der ersten Wand oder Platte vernietet ist.
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US-Patent
Nr. 5.468.104, erteilt am 21. November 1995 an Leonard F. Reid und
Charles M. Copple und, abgetreten an die Fatigue Technology Inc.,
und US-Patent 5.405.228 und
EP
0 468 598 zeigen Beispiele einer Wandmutteranordnung, die
eine Mutterfassung umfasst, die mit einer Wand durch eine einzige
Wandöffnung
verbunden ist. Bei
US 5.468.104 hat
die Mutterfassung eine rohrförmige Buchse,
die in die Öffnung
einer Wand passt, die einen Bolzen aufnimmt. Die rohrförmige Buchse
dehnt sich radial in der Öffnung
aus und verbindet damit die Mutterfassung mit der Wand. Um die Verbindung der Mutterfassung
mit der Wand zu vollziehen, wird ein Mutterelement in ein Muttergehäuse, welches
sich am äußeren Ende
der rohrförmigen
Buchse befindet, eingesetzt. Ein Rückhaltering wird mit dem Muttergehäuse verbunden,
um zu sichern, dass das Mutterelement seine Lage im Muttergehäuse beibehält.
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Eine
Bolzenbefestigungsanordnung ist notwendig, die ein leichtes, schnelles
und sicheres Platzieren des Bolzens an einer Wand gewährleisten muss,
und zwar an einer Stelle, wo sich eine Öffnung befindet, durch die
eine rohrförmige
Mutter eingeführt werden
muss. Der Bolzen und die Bolzenbefestigungsanordnung erfüllen offenbar
diese Anforderung.
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Kurze Übersicht über die
Erfindung
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Eine
Bolzenbefestigung der vorliegenden Erfindung kann mit einem ersten
Element, wie einer Wand in der Weise verbunden werden, dass nur
eine einzige kreisförmige Öffnung in
der Wand benutzt wird. Die Bolzenbefestigung ist grundsätzlich gekennzeichnet
durch eine rohrförmige
Buchse oder Hülse,
die einen solchen Außendurchmesser
hat, dass er eine feste Passung in der kreisförmigen Öffnung in der Wand gewährt. Eine
Bolzenaufnahmevorrichtung befindet sich an der zentralen Öffnung am
Ende der rohrförmigen
Buchse, d.h. wie ein Flansch, der mit dem Ende der Buchse oder Hülse ausgebildet
oder verbunden ist. Sie enthält
ein Basisteil, das an die rohrförmige
Buchse angeschlossen ist. Das Basisteil liegt an der Wand an, wenn
sich die rohrförmige
Buchse innerhalb der Wandöffnung
befindet. In einer bevorzugten Form enthält die Bolzenaufnahmevorrichtung
ein Führungsteil,
das von dem Basisteil in einer entgegen gesetzten Richtung zur rohrförmigen Buchse
vorsteht. Das Führungsteil
umgibt einen inneren Raum, und es befindet sich in dem Führungsteil
mindest eine radiale Einspannöffnung, die
sich radial nach außen
von dem inneren Raum her ausdehnt.
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Eine
Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung der
vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich gekennzeichnet durch
ein rohrförmiges
Gehäuse,
das eine rohrförmige
Seitenwand, ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende einschließt. In einer
bevorzugten Form hat sie mindest einen radialen Vorsprung am offenen
Ende, so gestaltet, dass er in die radiale Einspannöffnung des
Führungsteils
der Bolzenaufnahmevorrichtung passt. Ein Bolzenelement ist im Inneren
der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
vorgesehen. Das Bolzenelement besitzt ein erstes Ende, das am geschlossenen
Ende der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
befestigt ist. Ferner besitzt es in dem rohrförmigen Gehäuse ein Gewinde, das sich vom
geschlossenen Ende bis zum offenen Ende erstreckt. Innerhalb des
rohrförmigen
Gehäuses
um den Gewindekörper
ist ein ringförmiger
Raum ausgebildet.
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Einem
Aspekt der Erfindung entsprechend ist die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
im Inneren der Bolzen-Aufnahmevorrichtung untergebracht. Mit ihrem
offenen Ende ist sie auf das Basisteil der Bolzen-Aufnahmevorrichtung
und auf den radialen Vorsprung in der radialen Öffnung des Führungsteils hin
gerichtet. Ein Rückhaltering
ist vorgesehen, um die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung in fester Lage
zur Bolzen-Aufnahmevorrichtung
zu halten. Der Rückhaltering
ist so eingerichtet, dass er in das Führungsteil der Bolzen-Aufnahmevorrichtung
eingreift, wenn die Balzenelement-Rückhaltevorrichtung
sich im Innenraum befindet und ihre radiale Position in der radialen
Einspannöffnung
des Führungsteils
ist. Wenn der Rückhaltering
in dieser Weise im Eingriff ist, besitzt er einen Teil, der sich über den
radialen Vorsprung erstreckt, um zu verhindern, dass sich die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
von dem Innenraum aus axial nach außen und sich die radiale Lage
von der radialen Einspannöffnung
weg bewegt.
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In
der bevorzugten Form hat die Bolzen-Aufnahmevorrichtung in ihrem
Führungsteil
zwei radiale Öffnungen.
Beide führen
radial aus dem inneren Teil heraus. Vorzugsweise befinden sich auch
die radialen Öffnungen
an diametrisch gegenüber
liegenden Seiten des Basisteils. Die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
hat zwei radiale Vorsprünge
an ihrem offenen Ende, je eine für
die radialen Einspannöffnungen
im Führungsteil.
Der Rückhaltering
hat Teile, die sich über
beide radialen Vorsprünge
erstrecken, um damit zu verhindern, dass sich die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
axial aus dem Innenraum und sich radiale Vorsprünge von der radialen Einspannöffnung weg
bewegen.
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In
der bevorzugten Form schließt
das Führungsteil
der Bolzen-Aufnahmevorrichtung eine radial nach außen führende Umfangsnut
ein, in welcher sich der Rückhaltering
befindet.
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Einem
Aspekt der Erfindung entsprechend, ist die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
in der Lage auf dem Basisteil verschiebbar, sowohl längs zur
radialen Öffnung(s)
im Führungsteil
als auch seitwärts
zur radialen Öffnung(s)
im Führungsteil.
Das hat zur Folge, dass das Bolzenelement in der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
in seiner Lage gegenüber
der zentralen Öffnung
der rohrförmigen Buchse
einstellbar ist.
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In
der bevorzugten Form umfasst das Führungsteil vier Führungsteilabschnitte,
die alle vom Basisteil vorstehen. Eine der radialen Einspannöffnungen
wird durch ein erstes daneben liegendes Paar Führungsteilabschnitte ausgebildet
und liegt dazwischen. Die andere radiale Einspannöffnung wird
durch das zweite Paar nebenan liegender Führungsteilabschnitte ausgebildet
und liegt dazwischen. Vorzugsweise haben die Führungsteilabschnitte auch konkave
Innenflächen,
die im Wesentlichen von zylindrischer Krümmung sind und um eine Achse
ausgebildet sind, die sich mit einer Mittelachse deckt, die sich
durch die rohrförmige
Buchse erstreckt. Die rohrförmige
Seitenwand der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
ist im Durchmesser ein wenig kleiner als der Zylinder, von dem die
Innenflächen
der Führungsteilabschnitte
getrennt sind.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist, eine Befestigungsanordnung zur
Verfügung
zu stellen, die die Bolzenbefestigung, die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung,
das Bolzenelement im Inneren der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung und den
Rückhaltering
enthält.
Ein zweites Teil, etwa eine Wand wird gegen die erste Wand angebracht
mit einer Öffnung in
der zweiten Wand, die auf die zentrale Öffnung der rohrförmigen Buchse
hin ausgerichtet ist. Dann wird ein rohrförmiger Körper einer rohrförmigen Mutter durch
die Öffnung
der zweiten Wand und durch die Zentrums-Öffnung
der rohrförmigen
Buchse geführt. Die
rohrtörmige
Mutter hat ein Innengewinde, das mit dem Gewindekörper des
Bolzenelementes zusammenpasst und mit ihm verschraubt wird. Das
verlängerte
Muttern-Element enthält
auch ein Kopfteil, das einen die Öffnung umgebenden Bereich der
zweiten Wand berührt
und gegen sie drückt.
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Ein
wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Beziehung
der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
zu einer Wandeinfügung, die
eine rohrförmige
Buchse, die in eine Öffnung
der Wand passt und einen äußeren Flansch
am einen Ende der Buchse enthält.
Die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
hat ein Basisteil, das den äußeren Flansch
der Buchse berührt.
Eine rohrförmige
Mutter erstreckt sich durch die Buchse und in die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung.
Die rohrförmige
Mutter hat ein Innengewinde, das in das Außengewinde des Bolzenelements
im Inneren der Bolzenelement-Rückhaltvorrichtung
passt. Die rohrförmige Mutter
kann mit der Hülse
eine Spielpassung, eine Nettopassung oder sogar eine Presspassung
eingehen. Die Verbindung, die damit ausgebildet wird; ist eine starke
Verbindung, die in der Lage ist, hohe Schubkräfte aufzunehmen.
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Diese
und andere Vorteile, Ziele und Merkmale werden augenscheinlich durch
die folgende Beschreibung des besten Weges, die begleitenden Zeichnungen
und die Ansprüche,
die alle Bestandteil der Offenlegung der Erfindung sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Gleiche
Bezugszeichen werden benutzt, um gleiche Teile in den verschiedenen
Ansichten der Zeichnungen zu kennzeichnen, in denen gilt:
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1 ist
eine Explosionsansicht der Wandbolzen-Anordnung die die vorliegende
Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
ein Längsschnitt
durch die Wandbolzen-Anordnung, eine Wand oder Platte, an der sie angebracht
ist und eine zweite Wand oder Platte.
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3 ist
eine Ansicht wie in 2. Sie zeigt jedoch eine eingebrachte
rohrförmige
Mutter, die dazu dient, die zweite Wand oder Platte mit dem Bolzenelement
und der ersten Wand zu verbinden.
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4 ist
eine Draufsicht, im Wesentlichen entlang der Linie 4-4 von 3.
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5 ist
eine Teilansicht des unteren Teils der 3 im vergrößerten Maßstab unter
Weglassung der Dichtungsrille und Dichtung von der zweiten Platte
und unter Hinzufügung
der Dichtungsrille und Dichtung am Basisteil der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine Wandbolzenanordnung 10. Sie besteht aus einer Bolzenbefestigung 12,
einer Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 und
einem Rückhaltering 15.
Die Bolzenbefestigung 12 umfasst eine rohrtörmige Buchse 16 und
eine Bolzenelement-Aufnahmevorrichtung 18 mit
einem Basisteil 20, an einen Ende der rohrförmigen Buchse 16.
Die Buchse 16 kann die Funktion einer Laufbuchse erfüllen. Die
Bolzenelement-Aufnahmevorrichtung 18 enthält ein Führungsteil 22, 24, 26, 28,
das von dem Basisteil 20 in Gegenrichtung zu der rohrförmigen Buchse 16 vorsteht.
Das Basisteil enthält
einen offenen Raum, der von dem Führungsteil 22, 24, 26, 28 begrenzt
wird. Der offene Raum enthält
eine Fläche 30, die
die Endfläche
des Basisteils 20 gegenüber
der Buchse 16 ausbildet. Die rohrförmige Buchse 16 enthält eine
zentrale Öffnung 32,
die durch das Basisteil 20 ragt.
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Das
Führungsteil
in der dargestellten Ausführungsform
besteht aus vier Eckteilen, jede mit inneren und äußeren Oberflächen. Die
inneren Oberflächen
sind konkav und sind bevorzugt Segmente eines Zylinders oder ähneln diesen.
Die äußeren Oberflächen sind
konvex sind ebenfalls bevorzugt Segmente eines Zylinders. Die zwei
Zylinder eine Erzeugungsachse, die sich mit einer Achse 34 deckt,
die eine Mittellinienachse sowohl für die Öffnung 32 in der rohrförmigen Buchse 16 als
auch für
die Außenfläche der
rohrförmigen
Buchse 16 ist. Das Führungsteil 22, 24, 26, 28 schließt sich über den
Umfang erstreckende Nutabschnitte 36, 38 40, 42 ein, die
axial zur Oberfläche 30 um
einen Wert beabstandet sind, der gleich oder leicht größer ist
als die Dicke der radial vorspringenden Teile 44, 46,
die sich an der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 befinden. Die
axiale Höhe
der Nutabschnitte 36, 38, 40, 42 ist ausreichend,
um die Dicke des Rückhalteringes 15 unterzubringen.
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Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 enthält ein rohrförmiges Gehäuse, welches
durch eine rohrförmige
Seitenwand 48 geformt wird, die ein geschlossenes oberes
Ende 50 und ein offenes unteres Ende 52 hat (2).
Das geschlossene Ende 50 kann integral mit einem Bolzenelement 54 ausgebildet
sein, das sich von dem geschlossenen Ende 50 axial durch
das rohrförmige
Gehäuse 48 erstreckt. Bolzenelement 54 enthält ein Außengewinde 56.
Um das Bolzenelement 54 befindet sich zwischen diesem und
der rohrförmigen
Seitenwand 48 ein ringförmiger
Raum 58. Dies geht aus der 2 hervor.
Die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 enthält einen
Basisteil 60, von dem die vorspringenden Teile 44, 46 vorstehen,
wie dies aus 1 bis 5 hervorgeht.
Die Führungsteilabschnitte 22, 24 bilden zwischen
sich eine radiale Einspannöffnung 62 aus. In
gleicher Weise bilden die Führungsteilabschnitte 26, 28,
zwischen sich eine radiale Einspannöffnung 64 aus. Die Öffnungen 62, 64 sind
so bemessen, dass sie die vorspringenden Teile 44 und 46 aufnehmen
können.
Wenn das Basisteil 60 der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 auf
der Oberfläche 30 aufsitzt,
befinden sich die vorspringenden Teile 44 und 46 in
den Öffnungen 62 und 64 und
sitzen auf den Teilen der Oberfläche 30,
die sich zwischen den Führungsteilen 22, 24, 26, 28 ausdehnen.
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Bezüglich 2,
wenn die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 in
der Weise bewegt wird, dass ihr Basisteil 60 innerhalb
des Innenraumes aufsitzt, der durch und zwischen den Führungsteilabschnitten 22, 24, 26, 28 bestimmt
wird, ist die zylindrische äußere Oberfläche des
rohrförmigen
Gehäuses 48 im
Wesentlichen konzentrisch mit den konkaven inneren Oberflächen der
Führungsteilabschnitte 22, 24, 26, 28.
Jedoch haben die konkaven Oberflächenteile
der Führungsteilabschnitte 22, 24, 26, 28 einen
größeren Durchmesser
als der Durchmesser der äußeren Oberfläche des
rohrförmigen
Gehäuses 48.
Als Ergebnis hieraus kann das rohrförmige Gehäuse 48 sich in seiner
Lage innerhalb des von den Führungsteilabschnitten 22, 24, 26, 28 gebildeten Raumes
verschieben. Die Öffnungen 62, 64 sind breiter
als die vorspringenden Teile 44, 46. Deshalb erlauben
sie, dass eine solche verschiebende Bewegung auftritt. Die Bewegung
kann als eine umkreisende Bewegung beschrieben werden. Ebenso lässt sie sich
als eine seitlich umlaufende Bewegung beschreiben. Die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 kann
in einem Bereich von vollen 360 Grad umlaufen.
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Nach
der Platzierung des Basisteils 60 der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 innerhalb des
durch die und zwischen den Führungsteilabschnitten 22, 24, 26, 28 gebildeten
Raumes, wird der Rückhaltering 15 in
die Nutsegmente 36, 38, 40, 42 eingelegt.
Wie Kenner der Technik wissen, gibt es ein Werkzeug, mit dem sich
die freien Ende 66 und 68 ergreifen und in einem
Umfang auseinander spreizen lassen, der genügt, dass sich der Rückhaltering 15 in die
Rillen 36, 38, 40, 42 einbringen
lässt.
Die Positionierung des Ringes 15 in die Rillen 36, 38, 40, 42 ist aus
der Aufsichtsskizze 4 erkennbar. Ist der Rückhaltering 15 installiert,
dann erstreckt er sich über
die vorspringenden Teile 44, 46 und verhindert
auf diese Weise eine axiale Bewegung der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 weg
von der Fläche 30 und
aus dem Raum über
der Oberfläche 30 und zwischen
den Führungsteilen 22, 24, 26, 28 heraus. Die Öffnungen 62, 64 und
die offenen Räume
zwischen den Führungsteilabschnitten 22, 28 und
den Führungsteilabschnitten 24 und 26 sind
schmaler als die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14.
Auf diese Weise ist es nicht möglich,
dass die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 sich
seitwärts
aus ihrer eingeschränkten
Stellung innerhalb der Führungsteile
der Bolzenbefestigung heraus bewegen kann.
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In
der 2 wird die rohrförmige Buchse 16 der
Bolzenbefestigung 12 innerhalb einer runden Öffnung 70 gezeigt,
die in einem ersten Teil 72, d.h. in der ersten Wand oder
Platte, ausgebildet ist. Aus der 2 geht hervor,
dass sich die rohrförmige
Buchse 16 über
die innere Oberfläche
der Platte 72 erstreckt. Eine Fassung für einen Dichtungsring 74 ist
in einem zweiten Verbindungsteil, d.h. in der zweiten Wand oder
Platte 76, ausgeformt, und zwar direkt über einer Öffnung 78 in der Platte 76,
die zur zentralen Öffnung
im Buchsenteil 16 ausgerichtet ist.
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Wie
aus der 2 hervorgeht, ist ein Dichtungsring 80 in
die Dichtungsfassung 74 eingebracht. Die Öffnung 78 ist
mit einem konischen Einlass 82 versehen, um damit den Senkkopf 84 einer
rohrförmigen
Mutter 86 aufzunehmen (3). Die
rohrtörmige Mutter 86 enthält ein verlängertes
rohrförmiges
Körperteil 88,
das mit einem Innengewinde 90 versehen ist. Das Innengewinde 90 kommt
mit dem Außengewinde 56 des
Mutternelementes 54 in Eingriff. Nach dem Zusammenbau des
in 2 dargestellten Elements, wird das rohrförmige Mutternelement 86 durch
die Öffnung 78 und
in den ringförmigen
Raum 58 um das Bolzenelement 56 geschoben. Ein
Drehwerkzeug wird in eine Drehwerkzeugfassung 92 eingeführt. Die
Fassung 92 kann eine sechskantige Form haben, und das Drehwerkzeug
(hier nicht gezeigt) kann ein passendes sechskantiges Abschlussteil
besitzen, das in die Fassung 92 gesteckt wird. Mit der
Drehung des Werkzeuges lässt
sich die rohrförmige
Mutter 86 drehen, ihr Gewinde 90 veranlasst wird,
einzugreifen und sich entlang dem Gewindegang 56 zu bewegen.
Dabei bewegt sich die rohrförmige
Mutter 86 am Ende in den freien Raum 58 hinein.
Eventuell bewegt sich das abgeschrägte Ende 84 in den
abgeschrägten
Einlass 82 der Öffnung 78. Indem
das innere Ende der rohrförmigen
Mutter 86 sich in die Öffnung 78 hinein
bewegt, berührt
sie die abgeschrägte
Oberfläche 94 am
gegenüber
liegenden Ende des Bolzenelementes 54. Dieser Kontakt bewegt
das Bolzenelement 54 und die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 seitwärts, so
dass sich das rohrförmige
Mutternteil 88 mit der ringförmigen Öffnung 56 ausrichtet.
Während
des anfänglichen
Drehens der rohrförmigen
Mutter 86, kann ein zusätzliches
seitwärts
Schieben der Elemente 54, 14 geschehen, zumindest
bis die rohrförmige
Mutter 86 sich ausreichend innerhalb der rohrförmigen Buchse 16 befindet,
um eine passende Ausrichtung des rohrförmigen Mutternteils 86 mit
dem Bolzenelement 54 und der ringförmigen Öffnung 58 sicher zu
stellen. Die rohrförmige
Mutter 86 wird gedreht, bis die Drehung zum Ende kommt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 in
engen Kontakt mit der Oberfläche 30 des
Basisteils 20 der Bolzenbefestigung 12 gezogen.
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Vorzugsweise
wird die Bolzenbefestigung an das erste Wandteil montiert unter
Benutzung der Werkzeuge und Methoden, wie sie in dem US-Patent Nr.
5.380.136, erteilt am 10. Januar 1995 an Charles M. Copple und Leonard
F. Reid und abgetreten an die Fatigue Technology Inc. offen gelegt
sind. Die rohrförmige
Buchse der Bolzenbefestigung 16 wird in die ringförmige Öffnung 70 in
der Wand 72 eingefügt. Siehe 10 des Patents Nr. 5.380.136. Dann wird eine
Manschette mit einem Spalt auf einen Dorn gesteckt, der an einem
Ziehwerkzeug angebracht ist. Als nächstes werden die Manschette
und der Dorn durch die Zentrums-Öffnung 32 in
die rohrförmige Buchse 16 eingeführt, wie
in 12 und 13 von US-Patent
5.380.136 gezeigt wird. Dann wird das Ziehwerkzeug eingesetzt, um
den Dorn durch die Buchse und die mittige Öffnung 32 zu ziehen.
Ein vorspringendes Stück
hält die
gespaltene Manschette an Ort und Stelle innerhalb der rohrförmigen Buchse,
während
das Ziehwerkzeug den Dorn durch die Öffnung 30 zieht. Dies
befördert
das verlängerte Ende
des Dorns durch die gespaltene Manschette. Die kräftige Bewegung
des verlängerten
Endes des Dorns durch die gespaltene Manschette bewirkt eine radiale
Ausdehnung der gespaltenen Manschette und eine radiale Ausdehnung
der rohrförmigen
Buchse 16. Die auftretende Ausdehnung ist ausreichend, um
eine ständige
Erweiterung der Außen-
und Innendurchmesser der rohrförmigen
Buchse 16 zu bewirken. Diese radiale Ausdehnung der rohrförmigen Buchse 16 führt unverzüglich in
der Wand 72 um die rohrtörmige Buchse 16 herum
zu Restdruckspannungen, die Ermüdungserscheinungen
entgegenwirken. Diese Spannungen bewahren die Öffnung 70 vor dem
Auftreten zyklischer Zugbeanspruchungen, die Ermüdungsrisse vermehren können.
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Die
radiale Ausdehnung erzeugt ebenfalls eine strafte Presspassung zwischen
der rohrförmigen
Buchse 16 und der Seitenwand der Öffnung 70. Diese strafte
Presspassung sichert die Bolzenbefestigung 12 an der Wand 72 und
sorgt für
Widerstand gegen Torsion und den Herausziehkräften, die bei Installation
und Entfernung von Befestigungsmitteln auftreten können. Die
Außenfläche der
rohrförmigen Buchse 16 kann
maschinell oder anderweitig behandelt werden, um ihr einen vergrößerten Reibungs-Koeffizient
zu geben. Zum Beispiel kann die Bolzenbefestigung 12 auf
einer Drehbank behandelt, oder eine Anzahl kleiner Rillen können in
die äußere Oberfläche der
rohrförmigen
Buchse 16 maschinell eingefräst werden. Die äußere Oberfläche der
rohrförmigen
Buchse 16 lässt
sich auch durch eine Sandstrahlbehandlung aufrauen.
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Eine
vollständigere
Beschreibung der Verbesserung gegen Ermüdungserscheinungen durch eine
kalte Ausdehnung findet man im US-Patent Nr. 3.566.662, erteilt
am 2. März
1971 an Lewis A. Champoux. Ein Dorn allein, oder eine Spaltdorn-Kaltbehandlung
kann ebenfalls bei der Installierung der Bolzenbefestigungen 12 angewendet
werden, um damit in der Wand 72 Restdruckspannungen zu
erzeugen, die sofort um die Öffnung
70 herum entstehen, und somit Ermüdungserscheinungen entgegenwirken.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der Erfindung ist die rohrförmige Buchse 16 in
ihrer Wirkung eine Laufbuchse für
die rohrförmige
Mutter 86. Das Basisteil der Bolzenaufnahme-Vorrichtung
ist ein Flansch an der Laufbuchse. In der bevorzugten Ausführungsform
sind dieser Flansch und die Elemente 22, 24, 26, 28 integral
mit der Buchse 16 ausgebildet. Jedoch ist es auch möglich, dass
das Basisteil oder der Flansch getrennt von der Laufbuchse oder
der Buchse 16 hergestellt und anschließend mit dieser verbunden wird.
Auch kann die Art, wie die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung an der Bolzenaufnahmevorrichtung
befestigt wird, sich von dem unterscheiden, was dargestellt ist.
Der Rückhaltering 15 kann
von den Zeichnungen abweichende Formen annehmen. Zum Beispiel kann
er aus Draht hergestellt sein. Auch könnte er an die Elemente 22, 24, 26, 28 oder
ihnen entsprechende Teile durch einen einfachen Druckvorgang angeheftet
sein.
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Die
Dichtungsrille 74 ist ein Zusatz. Auch kann, wie 5 zeigt,
eine Dichtungsrille im Basisteil der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 ausgebildet
sein und ein Dichtungsring 80' in diese Rille eingebracht werden.
Wenn dann die Teile zusammengefügt
sind und die rohrförmige
Mutter 86 fest angezogen ist, wird das Basisteil der Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung
fest gegen den äußeren Flansch
an der Laufbuchse, d.h. die Basiskonstruktion auf der rohrförmigen Buchse 16 gezogen.
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Die
rohrförmige
Mutter 86 ist so bemessen, dass sie entweder eine Fangpassung
oder Spielpassung mit der mittigen Öffnung in der Laufbuchse oder Buchse 16 bildet.
Man kann auch eine Presspassung verwenden.
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Die
Kombinationen, wie sie in 3 und 5 gezeigt
werden, bewirken eine starke Verbindung. In der bevorzugten Ausführungsform
ist die Laufbuchse oder Buchse 16 kalt gedehnt, um sie
mit der Wand oder der Platte 72 zu verbinden, und in dem
Vorgang zur Erhöhung
der Lebensdauer und Vermeidung von Ermüdungserscheinungen werden Restdruckspannungen
unmittelbar um die Öffnung 70 herum
in die Wand 72 eingebracht. Die rohrförmige Mutter 86 wird
durch die Zentrums-Öffnung
in die Laufbuchse oder Buchse 66 geführt in geeigneter Ausrichtung
zu dem Gewinde des Bolzenelementes 54. Als Ergebnis vollzieht
sich die Gewindeeinrastung genau dort, wo sich die Gewinde 56 und 90 treffen,
und der Zustand, dass sich die Gewinde über Kreuz treffen, wird verhindert.
Die rohrförmige
Mutter selbst besitzt eine hohe Scherfestigkeit. Diese wird noch
verstärkt
durch die Gegenwart der Laufbuchse oder Buchse 16 in der Öffnung 70.
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Bezüglich zur 2 werden
die Elemente 15 und 50 nicht eingebaut, wenn die
Werkzeuge zur Kaltdehnung benutzt werden, um die Laufbuchse oder
Buchse 16 in der Öffnung 70 zu
installieren. Nach dieser Installation, wird die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 mit
ihrem Basisteil 60 auf der Außenseite des Flansches angebracht.
Unabhängig
davon, wie die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 an
der Außenseite
des Flansches auf der Laufbuchse oder Buchse 16 befestigt
ist. Ein Nutzen würde
durch die Erfindung selbst dann erzielt, wenn die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 nicht
an der Außenseite
des Flansches befestigt wäre.
Vergleicht man zum Beispiel 2 und 3,
wo die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 mit
ihrem Basisteil gegen die Flanschfläche 30 angebracht ist,
ist die Verbindungsschraube bereit, die rohrförmige Mutter 86 aufzunehmen.
Der Schaft 88 der rohrförmigen
Mutter 86 wird durch die Öffnung 98 in die zweite
Wand 76 eingeführt,
und zwar von der zweiten Seite der zweiten Wand 76. Die
rohrförmige
Mutter 86 wird dann nach Innen bewegt, bis der Anfang ihres
Gewindes 90 auf den Anfang des Gewindes 56 trifft.
Dann wird die rohrförmige
Mutter 86 so gedreht, dass ihr Gewinde 90 greift
und sie ihren Weg entlang des Gewindes 56 zurücklegt.
Das Drehen wird fortgesetzt, bis es zu einem festen Eingriff zwischen
dem Bolzenelement 54 und dem rohrförmigen Mutternelement 86 kommt.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Bolzenelement-Rückhaltevorrichtung 14 an
ihrer Basis im festen Zusammenschluss mit der Flanschfläche 30. Die
zweite Seite (innere Seite) der Wand 72 trifft gegen die
erste Seite (Innenseite) der Wand 76. Die Wände 72 und 76 werden
fest gegen einander angezogen, und das Bolzen-Element 54 und
die rohrförmige
Mutter 86 werden ebenfalls fest zusammen gezogen. Eine
Verbindung von hoher Scherfestigkeit wird so hergestellt.
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Es
ist innerhalb des Rahmens der Erfindung, die rohrförmige Buchse 16 innerhalb
einer Öffnung auch
durch andere Möglichkeiten
als der Kaltdehnung zu befestigen. Zum Beispiel kann das Loch mit einem
Gewinde versehen werden und das hierzu passende Gegengewinde auf
dem rohrförmigen Schaft
angebracht werden. Damit kann der rohrförmige Schaft in die Gewindeöffnung geschraubt
werden. Oder der rohrförmige
Schaft könnte
länger
sein als die Öffnung,
in die er eingefügt
wird, so dass er ein Ende aufweist, das aus der hinteren Seite herausragt.
Ist die Bolzenbefestigung 16 erst einmal in der Öffnung installiert,
kann das vorspringende Endstück in
der Weise aufgeweitet werden, dass die rohrtörmige Buchse sich mit der Wand
oder einem anderem Werkstück
verbindet. Auch kann die Bolzenbefestigung dieser Erfindung für ein weites
Spektrum unterschiedlicher Werkstücke und Materialien benutzt werden.
Sie kann bei Metall-Teilen,
Verbundelementen, verschiedenen Strukturkunststoffen verwendet werden.
Für den
Fall einer Installation bei Verbundmaterialien (d.h. ohne Metall),
muss die Kaltdehnung gesteuert werden, um örtlichen Schaden an dem umgebenden
Verbundmaterial zu vermeiden.
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Die
dargestellten Ausführungsformen
sind nur Beispiele der vorliegenden Erfindung und sind deshalb keine
Begrenzung. Es ist verständlich,
dass sich in der jeweiligen Struktur, den Materialien und Merkmalen
viele Änderungen
vornehmen lassen, ohne Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb
ist es meine Absicht, dass meine Patentrechte nicht auf die hier
dargestellten und beschriebenen besonderen Ausführungsformen begrenzt werden,
sondern im Licht der folgenden Ansprüche zu verstanden werden sollen.