NO148532B - Skjaerpinneforbindelse. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en skjærpinneforbindelse omfattende første og andre del som skal. forbindes med hverandre og en skjærpinne til å forbinde de to deler, hvilken skjærpinne har et hode og et skaft med en passasje som strekker seg aksialt langs skjærpinnens lengde, hull for innføring av skjærpinnen i den første og andre del, slik at med pinnen innført i begge hull i de to deler kan pinnen utvides ved hjelp av en dor for å forbinde delene med hverandre ved at skaftendepartiet i den andre dels hull utfyller hulltverrsnittet, hvor hullet i den første del strekker seg gjennom hele delen og har en diameter som er mindre enn hulldiameteren i den andre del, og hvor passasjen sett i lengdesnitt har parallelle sider ved skjærpinnens hodeende og innover mot skjærpinnens skaftende konvergerende sider ved pinnens skaftende .

Det er alminnelig kjent at to deler med hensiktsmessig form kan forbindes med hverandre ved hjelp av hulnagler med inn-vendige sylindriske vegger og en konisk overgang mot enden, idet hulnaglene ekspanderes ved gjennomtrekking av en tapp med en utvidelse på dennes frie ende. Slike forbindelser er f.eks. kjent fra svensk patent 187 290 og tysk offl.skrift 2 0 36 784.

Skjærpinneforbindelser brukes til å forbinde deler med hverandre som på et eller annet punkt skal skilles fra hverandre ved at tverrpinnen klippes av.

Fra US patent 4 046 053 er en blindnagleforbindelse tidligere kjent med en hul blindnagle med hode som er ført inn i et hull gjennom to plater og deretter ekspandert, og hvor en plugg er ført inn i hulnaglens nedre del i avstand fra hodet. Hulnaglen tjener til en varig forbindelse av to plater med hverandre.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skjærpinneforbindelse av den innledningsvis nevnte art, som er slik at skjærpinnen må være istand til å motstå en viss skjærkraft på pinnen uten brudd, men som ved en annen forutbestemt skjærkraft må klippes av, slik at delene som er forbundet ved hjelp av skjærpinnen vil kunne skilles eller forskyves i forhold til hverandre.Den kraft som trenges for å klippe av skjærpinnen, må kunne bestemmes nøyaktig på forhånd. Ved hjelp av oppfinnelsen har man forbedret de tidligere kjente hulnagleforbindelser for å oppnå den nevnte hensikt og oppfinnelsen utmerker seg ved at forbindelsen omfatter en plugg for innsetning i passasjen etter utvidelse av skjærpinnens konvergerende eller tilspissede sider og sammenbindingen av de to deler, og hvor pluggen har en lengde som er mindre enn skaftets, slik at pluggen når den brukes i sin helhet, kan plasseres i passasjen i skaftet og i avstand fra skjærpinnehodet og i sin helhet beliggende i den andre del når delene er forbundet med hverandre. Oppfinnelsen er særlig anvendelig i rakettutskytningsrør hvor skjærpinneforbindelsesstyrken innstilles med tanke på å bestemme tidspunktet og betingelsene for frigjøring av raketten fra røret. Fordelen med skjærpinneforbindelsen ifølge oppfinnelsen er bl.a. oppnåelse av meget større nøyaktighet ved utvelgelsen av den øn-skelige skjærkraft (se også nest siste avsnitt av beskrivelsen)

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 illustrerer en tidligere kjent måte å benytte en

. hulnagle og en tapp til å forbinde to deler med hverandre, fig.

2 et aksialsnitt av en skjærpinne i samsvar med oppfinnelsen som forbinder to deler med hverandre, fig. 3 viser en rekke aksialsnitt og illustrerer hvordan en plugg kan anbringes i skjærpinnen ifølge fig. 2, og fig. 4 er et sideriss av den bakre ende av en rakett og illustrerer bruksmåten for skjærpinneanordningen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 illustrerer den tidligere kjente fremgangsmåte for fastgjøring av en blindnagle 10 i et hull 12 som strekker seg gjennom en første del 14 og en andre del 16. Naglen 10 har et skaft 18 med konstant diameter og et hode 20 med en større diameter som kan være avrundet på toppen som vist. Hodet 20 kan imidlertid ha en annen kjent utførelse og være f.eks. flatt,nedsenket, rundt eller ovalt. Før blindnaglen er festet ved hjelp av en passende tapp 22 i hullet 12, har naglen en aksialt forløpende passasje 24 som består av to seksjoner. Den første seksjon 26 har

parallelle sider sett i lengdesnitt som vist på fig. 1 og denne første seksjon strekker seg gjennom hodet 20 og endel av skaftet 18. Den andre seksjon 28 er tilspisset innover mot skaftenden 30 og denne andre seksjon befinner seg ved skaftets ende.

For montering av naglen 10 innsettes tappen 22 ut fra bunnen og gjennom passasjen 24 helt frem til tappens hode 32 kom-mer i anlegg med bunnen til blindnaglen. Den øvre ende av tappen klemmes fast i et kjent verktøy som samtidig drar opp på tappen og skyver den ned på naglens hode 20. Bare et bunnparti 34 av dette verktøy er vist på fig. 1. Tappen med naglen på settes så inn i hullet 12 på en måte som er vist på fig. l(a) og tappen trekkes så opp gjennom naglen 10 til denne holdes fast på plass ved hjelp av verktøyets bunnparti.

Som vist på fig. 1(b) er diameteren av tappens hode stør-re enn innerdiameteren av passasjen 24 ved naglens bunn, slik at naglen utvides mot sidene av hullet 12 i den andre del 16. Til-spissingen av den andre seksjon 28 tillater at materialet i naglen som sammenpresses mellom tappens 22 hode og hullets" innervegg, kan presses oppover, slik at den utvidede nagle fullstendig fyller hullet når tappen er trukket helt gjennom (fig. l(d)). Den fastgjorte nagle 10 blir igjen med en jevn passasje 24 med parallelle sider og en diameter som er lik eller noe mindre enn diameteren til tappens hode. Naglen 10 holdes på plass ved friksjon mellom tappen og hullets 12 vegg.

Hvis blindnaglen 10 skal brukes som en skjærpinne som kan motstå en bestemt skjærkraft F , kan det oppstå vanskeligheter hvis denne belastning F^ er syklisk eller vibrasjonsaktig.

En slik belastning kan forårsake at den utvidede nagle vil sammen-trykkes på ny til dens mer eller mindre opprinnelige form og vil tillate at naglen løsner i hullet 12 og eventuelt faller ut. Hvis en nagle 10 er bestemt til å avskjæres ved en spesifisert skjærkraft F2, vil det antagelig oppstå vanskeligheter hvis naglen faller sammen eller presses sammen før avskjæringen. Dette kan nem-lig på en uønsket måte forlenge den tid som trenges til separering av den første og den andre del 14 og 16 fra hverandre.

En montert skjærpinne utført i samsvar med oppfinnelsen er vist på fig. 2 og denne skjærpinne 35 ligner blindnaglen 10

før monteringen. Skjærpinnen har en passasje som er oppdelt i to seksjoner, hvorav den ene har parallelle sider og den andre er tilspisset innover mot skaftets ende. Skjærpinnen 35 er innret-tet til å forbinde den første og den andre del 14,16 med hverandre stort sett på samme måte som naglen 10. Man vil imidlertid se at et hull 36 som strekker seg gjennom den første del 14, har en mindre diameter enn et hull 38 i den andre del 16. Skjærpinnen er utført slik at når den utvides av tappen i skaftpartiet av pinnen i den andre del 16, fyller den fullstendig ut tverrsnittet av hullet 38. Fyllingen av hullet kan sikres ved å velge hensikts-messige dimensjoner for passasjen 24 ved bunnen av skjærpinnen og ved å velge en hensiktsmessig tilspissingsvinkel for den andre passasjeseksjon 28 i skjærpinnen. Ved riktig valg av diametrene

for de to hull 36,38 og en hensiktsmessig passasje 24 i skjærpinnen dannes en skulder 40 på skjærpinnens skaft under den første del 14. Denne skulder låser positivt skjærpinnen på plass, slik at det er mindre sannsynlig at denne kan løsne i hullene 36 og 38 og eventuelt falle ut.

Fortrinnsvis er lengden av den parallelle seksjon 26 i passasjen 24 av skjærpinnen før ekspansjonen valgt slik at den alltid vil skjæres av et skjærplan 42. Man vil forstå at skjærplanet for skjærpinnen 35 er bestemt av de til hverandre støtende flater av den første og den andre del 14,16. Pinnen 35 vil derfor skjæres av når en tilstrekkelig stor kraft tvinger den første og den andre del til å bevege seg i forhold til hverandre langs en retning som er parallell med skjærplanet 42. I tilfelle av at det er en variasjon i plasseringen av skjærplanet 42 som følge av f.eks. variasjon i tykkelsen av den første del 14, vil utstrek-ningen av den parallelle seksjon 26 i skjærpinnen allikevel sikre et konstant skjærareal.

Skjærpinneanordningen ifølge fig. 2 benyttes fortrinnsvis i forbindelse med en solid plugg,' hvis montering er vist på fig. 3. Pluggen 44 som kan være av metall,såsom stål, innsettes i passasjen 24 under bruk av passende slagstempel 46. Da diameteren av pluggen 44 er noe større enn diameteren av tappens hode 32, vil pluggen ikke simpelthen gli ned i passasjen 24, men må drives inn i denne. Pluggen settes inn til en dybde i skjærpinnen umid-delbart under skjærplanet 42, som vist på fig. 3(b). En skulder

48 på slagstemplet 46 sikrer at pluggen settes inn i riktig dybde og ikke dypere. Partiet av slagstemplet 46 under skulderen 48 kan ha samme diameter som pluggen. Da pluggen må tvinges inn i passasjen 24, oppnås god friksjonspasning mellom pluggen og inner-siden av skjærpinnen. Man vil forstå at bruken av den kompakte plugg 44 i passasjen 24 hindrer at skjærpinnens 35 nedre parti kan falle sammen som følge av syklisk belastning. Da dette bunnparti ikke kan trykkes sammen og da det utvidede ytre parti av skjærpinnen 35 i den andre del 16 er større enn hullet 36 i den første

del 14, er skjærpinnen positivt låst på plass og kan ikke løsne eller falle ut. Da dessuten pluggens 44 øvre flate befinner seg umiddelbart under skjærplanet, virker denne flate 50 som en ambolt slik at skjærpinnen kan avskjæres rent. Disse egenskaper ved skjærpinneanordningen ifølge oppfinnelsen reduserer forsinkelsen ved atskillelsen av den første og den andre del 14,16 når den

forutbestemte skjærbelastning er nådd.

Den ovenfor beskrevne skjærpinneanordning med pluggen er særlig hensiktsmessig i bruk i et rakettholde- og utløsningssystem og bruksmåten fremgår av fig. 4 på tegningene. Bare rakettens bakre parti og innretningene til å forbinde det bakre parti med utskytningsrøret er vist. Ytterligere detaljer ved raketten og utskytningsanordningen kan finnes i søkernes tilsvarende kanadiske søknad 236 576 av 29. september 1975 som svarer til norsk patent-søknad 76 3911. Disse andre detaljer vil ikke bli beskrevet her, da de ikke utgjør noen del av denne oppfinnelse. Det bakre parti av raketten omfatter en dyseanordning 52, til hvilken det er festet tre finner 54 som kan svinges utover når raketten er frigjort fra utskytningsrøret. En holdedel eller skjærpinnering 56 er forbundet med den bakre ende av dyseanordningen ved hjelp av tre skjær-pinner 35. Holderen 56 strekker seg utover fra siden av rakettens bakre ende, slik at det utad forløpende parti av delen kan klemmes fast mellom en aktre side av rakettutskyteren og en avtagbar hol-deplate. Det er å forstå at holdedelen 56 og dyseanordningen 52

er analoge med den første og den andre del 14 og 16 som vist på

fig. 2 og 3. Tre korte knaster 58 (bare en er vist på fig.4) strekker seg fra holdedelen (skjærringen) mot frontenden av raketten og knastene er skilt med omtrent 120° i omkretsretningen. Skjærringen som omfatter knastene 58,er fortrinnsvis av aluminium-støpegods slik at den blir billig i fremstilling og knastmaterialet er derfor meget mykt. Dessuten er dimensjonene av rakettdyseanord-ningen 52 og utskytningsrøret slik at radialtykkelsen av de korte knaster 58 i området for skjærpinnene må være liten.

Holde- og utløsningsanordningen for raketten som omfatter skjærringen 56, dyseanordningen 52 og skjærpinnene må være istand til å holde raketten i utskytningsrøret når raketten er utsatt for vibrasjonsbelastninger, såsom slike som er forårsaket ved aerody-namisk belastning, sjokkbelastninger under avtagning og landing og belastninger som forårsakes ved flyets manøvrering. Dessuten må anordningen med sikkerhets kunne frigjøre raketten etter anten-ning. Da differansen mellom holdebelastningenog antennings-skyvekraften eller frigjøringsbelastningen F 2 er forholdsvis liten, er det viktig at hele mekanismen er sikkert reproduserbar. En slik utløsningsmekanisme er tilveiebragt ved hjelp av skjærpinneanordningen som er beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 3.

Den største fordel med skjærpinneforbindelsen som er beskrevet ovenfor i forhold til tidligere kjente forbindelser er den forøkede nøyaktighet ved utvelgelsen av en ønskelig skjærkraft. Dette er lett å forstå når man betrakter Fig. 3 og sammenligner med det som fremheves i hovedkravets karakteristikk. Fig. 3(c) viser en skjærpinne med et hode 20 med stort diameter (Fig. lc), et skaft 18 med konstant diameter plassert i den andre del 16 slik at hodet 20 tjener til å feste den første forbindelsesdel 14 (Fig. 2) til den første forbindelsesdel 16. Forskjellig fra hva som er tidligere kjent ifølge Fig. 1 er skjærpinnen 35 ifølge oppfinnelsen utstyrt med en passasje hvori pluggen 44 er anordnet. Pluggen strekker seg ikke over hele lengden av passasjen men bare til skilleplanet mellom den første del 14 og den andre del 16. Pluggen 44 bringer således to meget viktige trekk. For det første, ettersom den ikke strekker seg langs hele lengden av skjærpinnen, tilveiebringer den et forholdsvis lite tverrsnittsareal av et parti av skjærpinnen der skjærpinnen skal revne når det er ønskelig. Det forholdsvis lille tverrsnittsarealet letter oppgaven med nøy-aktig bestemmelse av kraften for hvilken pinnen skal avskjæres. Nøyaktigheten for denne bestemmelse av et tverrsnittsareal er mindre når tverrsnittsarealet er større, hvilket ville være tilfelle hvis pluggen 44 strakk seg over hele lengden av passasjen 24.

Ytterliger oppnås at toppflaten av skjærpinnen 44 virker som en ambolt som i virkeligheten forhindrer betydelig deformasjon av det "tomme" toppartiet av skjærpinnen umiddelbart før avskjæringen av pinnen, hvilken virkning ytterligere øker nøyaktigheten ved bestemmelsen av den kraften som kreves for avskjæring av pinnen. Samtidig tjener pluggen 44 sin vanlige funksjon og holder skaftet 18 med konstant diameter fast i den andre forbindelsesdel 16.

Claims (2)

1. Skjærpinneforbindelse omfattende første og andre del (14, 16) som skal forbindes med hverandre og en skjærpinne (35) til å forbinde de to deler, hvilken skjærpinne har et hode (20) og et skaft (18) med en passasje (24) som strekker seg aksialt langs skjærpinnens (35) lengde, hull (36,38) for innføring av skjærpinnen (35) i den første og den andre del (14,16), slik at med pinnen (35) innført i begge hull (36,38) i de to deler kan pinnen (35) utvides ved hjelp av en dor (22) for å forbinde delene med hverandre ved at skaftendepartiet i den andre dels (16) hull (38) utfyller hulltverrsnittet, hvor hullet (36) i den første del (14) strekker seg gjennom hele delen og har en diameter som er mindre enn hulldiameteren i den andre del (38), og hvor passasjen (24)sett i lengdesnitt har parallelle sider (26) ved skjærpinnens (20) hodeende og innover mot skjærpinnens skaftende konvergerende sider (28) ved pinnens skaftende (18),karakterisert ved at forbindelsen omfatter en plugg (44) for innsetning i passasjen (24) etter utvidelse av skjærpinnens (35) konvergerende eller tilspissede sider (28) og sammenbindingen av de to deler (14 og 16), og hvor pluggen (44) har en lengde som er mindre enn skaftets (18), slik at pluggen (44) når den brukes i sin helhet kan plasseres i passasjen (24) i skaftet (18) og i avstand fra skjærpinnehodet (20) og i sin helhet beliggende i den andre del (16) når delene (14 og 16) er forbundet med hverandre.

2. Forbindelse ifølge krav 1, karakterisert ved at pluggens (44) diameter er noe større enn passasjens (24) diameter etter utvidelse av skjærpinnen (35) ved hjelp av doren (22).