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Patent Searching and Data


Title:
PUSH-PULL ROD, METHOD FOR PRODUCING A PUSH-PULL ROD AND USE OF A PUSH-PULL ROD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/233808
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates a push-pull rod (1) having a tubular body (2) and at least one connecting sleeve (3), wherein the at least one connecting sleeve is connected to the tubular body, made of a corrosion-resistant steel, at at least one end (4) of the tubular body, wherein the tubular body has a diameter (6, 10) : wall thickness (7) ratio of greater than or equal to 15.

Inventors:
UHL ALBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/063200
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
May 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GMT GUMMI METALL TECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
F16C7/02
Foreign References:
GB339100A1930-12-04
DE102006024225A12006-11-30
DE202010006303U12010-08-19
DE19953597A12000-05-11
Other References:
MARSCHALL: "Marschall Preisliste und Kalkulation 2015", 28 April 2015 (2015-04-28), XP055667329, Retrieved from the Internet [retrieved on 20200211]
Attorney, Agent or Firm:
MERTZLUFFT-PAUFLER, Cornelius et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Zug-Druck-Stange (1), mit einem Rohrkörper (2) und wenigstens einer Verbindungshülse (3) , wobei die wenigstens eine Verbindungshülse (3) an wenigstens einem Ende (4) des Rohrkörpers (2) mit dem Rohrkörper (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) und die Verbindungshülse (3) durch eine Lötverbindung (5) Stoffschlüssig miteinander verbunden sind .

2. Zug-Druck-Stange (1) nach dem Oberbegriff aus Anspruch 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) ein Verhältnis von Durchmesser (6, 10) : Wandstärke (7) von größer oder gleich 15 aufweist.

3. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Rohrkörper (2) aus Edelstahl hergestellt ist.

4. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Rohrkörper (2) eine Wandstärke (7) von maximal 1,8 mm, insbesondere von maximal 1,5 mm, insbesondere von maximal 1,2 mm, insbesondere von maximal 1,0 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm, insbesondere von maximal 0,6 mm, insbesondere von maximal 0,5 mm oder geringer, aufweist.

5. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungshülse (3) eine Kupplungsstelle (8) aufweist, über welche Kupplungsstelle (8) eine Kopplung der Verbindungshülse (3) mit weiteren Bauteilen einrichtbar oder eingerichtet ist.

6. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Rohrkörper (2) gewindefrei ausgestaltet ist.

7. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Lötverbindung (5) durch Hartlöten ausgebildet ist, vorzugweise wobei das Hartlöten in einem Temperaturbereich von 450°C bis 1000°C, insbesondere von 500°C bis 900°C, insbesondere von 550°C bis 800°C, insbesondere von 600°C bis 750°C erfolgte.

8. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Innendurchmesser (9) der Verbindungshülse (3) wenigstens im Verbindungsbereich (14) zwischen dem Rohrkörper (2) und der Verbindungshülse (3) größer als ein

Außendurchmesser (10) des Rohrkörpers (2) ausgebildet ist, wobei das Ende (4) des Rohrkörpers (2) wenigstens teilweise in eine Aufnahme (11) der Verbindungshülse (3) eingesetzt ist, so dass zwischen dem Rohrkörper (2) und der Verbindungshülse (3) ein Lötspalt (12) ausgebildet ist, in welchem ein erhärtetes Lot (13) angeordnet ist.

9. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verbindungshülse (3) aus Edelstahl hergestellt ist.

10. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungshülse (3) und der Rohrkörper (2) wenigstens teilweise die gleiche Wandstärke (7) aufweisen.

11. Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit des Materials des Rohrkörpers (2) und/oder der Verbindungshülse (3) mindestens 800

Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 900 Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 1000 Newton/Quadratmillimeter oder mehr, beträgt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Zug-Druck-Stange (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohrkörper (2) und eine Verbindungshülse (3) durch Löten miteinander stoffschlüssig verbunden werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) und die Verbindungshülse (3) durch induktives Löten miteinander stoffschlüssig verbunden werden .

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötvorgang unter einer Schutzgasatmosphäre vorgenommen wird, insbesondere wobei wenigstens Stickstoff als Schutzgas eingesetzt wird.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Lötvorgang ein Flussmittel eingesetzt wird, insbesondere nach DIN EN 1045 F12.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötvorgang in einem Temperaturbereich von 450°C bis 1000°C, insbesondere von 500°C bis 900°C, insbesondere von 550°C bis 800°C, insbesondere von 600°C bis 750°C erfolgt.

17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lot (13) ein Silberlot und/oder ein Hartlot vorzugsweise nach DIN EN 1044 AG402 und/oder ein Lot mit einem Schmelzbereich von 600°C bis 730°C eingesetzt wird.

18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lötspalt (12) zwischen dem Rohrkörper (2) und der Verbindungshülse (3) so schmal ausgestaltet ist, dass während des Lötvorgangs ein Lot (13), insbesondere ein verflüssigtes Lot (13), durch eine Kapillarwirkung in den Lötspalt (12) gezogen wird.

19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prüfungsschritt die Lötstelle zwischen dem Rohrkörper (2) und der Verbindungshülse (3) durch Röntgen überprüft wird.

20. Zug-Druck-Stange (1) hergestellt durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, vorzugsweise wobei der Rohrkörper (2) ein Verhältnis von Durchmesser (6, 10) : Wandstärke (7) von größer oder gleich 20 aufweist.

21. Verwendung einer Zug-Druck-Stange (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche und/oder hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19 bei einer Temperatur von mehr als 120°C, insbesondere bei mindestens 130°C, insbesondere mindestens 140°C, insbesondere bei mindestens 150°C, insbesondere bei mindestens 160°C.

22. Verwendung einer Zug-Druck-Stange (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche im Flugzeugbau, insbesondere zur Aufhängung und/oder Abstützung von Bauteilen und/oder zur Aussteifung von Strukturen, vorzugsweise zur Aussteifung eines Rumpfs eines Flugzeugs.

/ Zusammenfassung

Description:
Zug-Druck-Stange , Verfahren zur Herstellung einer Zug-Druck-Stange und Verwendung einer Zug-Druck-

Stange

Die Erfindung betrifft eine Zug-Druck-Stange, mit einem Rohrkörper und wenigstens einer

Verbindungshülse, wobei die wenigstens eine Verbindungshülse an wenigstens einem Ende des

Rohrkörpers mit dem Rohrkörper verbunden ist. Insbesondere kann es sich dabei um eine Zug-Druck- Stange handeln, die dazu geeignet ist, um im Flugzeugbau zur Herstellung eines Flugzeugs eingesetzt zu werden.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur

Herstellung einer Zug-Druck-Stange. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die

Verwendung einer Zug-Druck-Stange bei Temperaturen von über 120°C.

Zug-Druck-Stangen sind Bauteile, die beispielsweise im Flugzeugbau zum Einsatz kommen, um Bauteile aufzuhängen und/oder abzustützen und/oder um Strukturen auszusteifen, wie zum Beispiel den Rumpf eines Flugzeugs. Durch die Zug-Druck-Stangen können daher Zug- und/oder Drückkräfte, insbesondere während des Betriebes eines Flugzeuges, übertragen werden.

Gerade im Flugzeugbau muss darauf geachtet werden, dass die zur Herstellung von Flugzeugen verbauten Teile relativ leicht ausgebildet sind, um das Gesamtgewicht möglichst gering zu halten .

Konventionelle Zug-Druck-Stangen, die in Flugzeugen in den meisten Fällen Anwendung finden, weisen daher in der Regel Rohrkörper auf, die aus leichten Metallen, wie insbesondere Aluminium, oder faserverstärkten Kunststoffen bestehen. Solche konventionellen Zug-Druck-Stangen haben daher auch ein relativ geringes Gewicht. Allerdings weisen diese Zug-Druck- Stangen mit Bauteilen aus Aluminium oder kohlefaserverstärktem Kunststoffen in Verbindung mit Aluminium den Nachteil auf, dass sie verhältnismäßig korrosionsanfällig sind, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Beispielsweise kann eine Bimetallkorrosion auftreten, wenn unterschiedliche Metalle verwendet werden und die Zug- Druck-Stangen widrigen Witterungsbedingungen ausgesetzt sind.

Insbesondere im Flugzeugbau werden für verschiedenste Anwendungen auch in den sicherheitsrelevanten Bereichen außerhalb und innerhalb der Kabine Bauteile benötigt, die störungsfrei und ausfallsicher über einen sehr langen Zeitraum ohne Wartung funktionieren.

In Bezug auf die Zug-Druck-Stangen bedeutet dies, dass diese in sehr engen aufeinander folgenden Intervallen vorsorglich gewartet werden müssen und nach einer relativ kurzen Einsatzdauer routinemäßig ausgetauscht oder wenigstens im Zuge der Wartung ausgebaut, zerlegt, geprüft und erneut eingebaut werden müssen. Diese Tätigkeiten sind mit einem enormen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Des Weiteren weisen vorbekannte Zug-Druck-Stangen mit einem Rohrkörper aus relativ leichtem Material, wie Aluminium, den Nachteil auf, dass eine sichere Kraftübertragung nur bei Temperaturen bis maximal 120°C möglich ist. Derartige Zug- Druck-Stangen dürfen jedoch nicht bei Temperaturen zum Einsatz kommen, die höher als 120°C liegen. Somit können vorbekannte Zug-Druck-Stangen zum Beispiel nicht dazu eingesetzt werden, um eine Lagerung der APU (Auxiliary Power Unit) vorzunehmen.

Korrosionsbeständigere Metalle weisen jedoch eine höhere Dichte als Aluminium auf. Das hat zur Folge, dass Zug-Druck- Stangen mit Rohrkörpern aus derartigen Metallen den Nachteil mit sich bringen, dass das Gesamtgewicht dieser Zug-Druck- Stangen im Vergleich zu solchen mit Rohrkörpern aus Aluminium oder Kunststoff deutlich höher ausfällt. Daher eignen sie sich auch nicht oder nur bedingt für den Leichtbau, wie insbesondere den Flugzeugbau.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Zug- Druck-Stange und/oder ein Verfahren zur Herstellung einer Zug-Druck-Stange bereitzustellen, bei welcher die zuvor genannten Nachteile ausgeräumt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Zug-Druck-Stange mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und/oder gemäß Anspruch 2 gelöst .

Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe eine Zug-Druck- Stange eingangs genannter Art vorgeschlagen, wobei der Rohrkörper und die Verbindungshülse durch eine Lötverbindung stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Es hat sich gezeigt, dass durch eine wenigstens zweiteilige Ausgestaltung einer Zug-Druck-Stange, bei welcher ein Rohrkörper aus Metall mit einer Verbindungshülse aus Metall verlötet ist, eine relativ dünnwandige Ausgestaltung des Rohrkörpers möglich ist. Dünnwandige Rohrkörper weisen grundsätzlich den Nachteil auf, dass es schwierig bis nicht möglich ist, daran insbesondere durch Umformung eine Kupplungsstelle, wie zum Beispiel ein Gewinde, auszubilden, über welche Kupplungsstelle die Zug-Druck-Stange mit weiteren Bauteilen verbindbar oder in Montagestellung verbunden ist. Da Zug- Druck-Stangen in Flugzeugen häufig eine sicherheitsrelevante Funktion haben, ist es hier besonders wichtig, dass eine ausfallsichere Kraftübertragung möglich ist. Deshalb muss eine sichere und ausreichend stabile Verbindung zwischen der Zug-Druck-Stange und dem weiteren Bauteil, insbesondere über eine Kupplungsstelle der Zug-Druck-Stange, einrichtbar sein. Durch das Stoffschlüssige Verbinden des Rohrkörpers mit einer Verbindungshülse ist es möglich, einen stabilen, leichten und dennoch kostengünstigen Rohrkörper zu verwenden. Der Rohrkörper kann somit eine Art Grundkörper der Zug-Druck- Stange sein. Die Verbindungshülse kann dazu eingerichtet sein, dass darüber eine Verbindung, insbesondere Kopplung und/oder Verschraubung, mit weiteren Bauteilen möglich ist.

Durch Verlöten, insbesondere Hartverlöten, des Rohrkörpers mit der Verbindungshülse entsteht eine besonders stabile stoffschlüssige Verbindung, ohne dass es zu einer ungewollten Verformung und/oder Gefügeveränderung der verlöteten Bauteile während des Lötvorgangs kommt, wie dies beispielsweise bei Schweißarbeiten der Fall wäre. Wie bereits zuvor erläutert, werden Zug-Druck-Stangen häufig in sicherheitsrelevanten Bereichen eingesetzt, so dass eine Verformung und/oder Gefügeveränderung der Bauteile beispielsweise aufgrund eines Verschweißens die Stabilität der Zug-Druck-Stange negativ beeinträchtigen kann. Überraschenderweise ist eine solche Verformung und/oder Gefügeveränderung beim Verlöten jedoch nicht zu beobachten, da hierfür geringere Temperaturen erforderlich sind.

Zudem können durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung korrosionsbeständige Metalle zur Herstellung des Rohrkörpers und/oder der Verbindungshülse verwendet werden. Derartige Zug-Druck-Stangen sind so korrosionsbeständig, dass sie Salzsprühtests (für einen Zeitraum von >750 Stunden) bestehen und/oder medienbeständig insbesondere gemäß RCTA-DO-160 sind.

Weiter können somit Zug-Druck-Stangen bereitgestellt werden, die bei Temperaturen von mehr als 120°C, insbesondere von bis zu 160°C, zum Einsatz kommen können.

Durch die Verwendbarkeit von relativ dünnwandigen Rohrkörpern ist es zudem möglich, stabile Zug-Druck-Stangen mit geringem Gewicht bereitzustellen.

Alternativ oder ergänzend dazu wird zur Lösung der Aufgabe weiter eine Zug-Druck-Stange eingangs genannter Art vorgeschlagen, wobei der Rohrkörper ein Verhältnis von Durchmesser : Wandstärke von größer oder gleich 15 aufweist. Insbesondere kann der Rohrkörper ein Verhältnis von Durchmesser : Wandstärke von größer oder gleich 18, insbesondere von größer oder gleich 20, insbesondere von größer oder gleich 22, insbesondere von größer oder gleich 25, aufweisen. Der Durchmesser kann sich auf den Außendurchmesser beziehen. Die Vorteile, die im vorstehenden Absatz beschrieben sind, gelten ausnahmslos auch für die Merkmale dieses Absatzes. Bislang üblicherweise verwendete Zug-Druck-Stangen weisen ein Durchmesser : Wandstärke- Verhältnis von kleiner als 15 auf, da es bislang nicht möglich war, eine ausreichende Festigkeit der Rohrkörper zu erreichen, wenn die Wandstärke in Relation zu dem vorgesehenen Durchmesser des Rohrkörpers zu gering ausgestaltet wurde. Eine bestimmte dynamische Festigkeit der Zug-Druck-Stange ist jedoch für eine sichere Kraftübertragung erforderlich, wobei die Festigkeit maßgeblich vom verwendeten Material und der Wandstärke des Rohrkörpers abhängt. Außerdem ist es somit möglich, gleiche Druckkräfte mit einer Zug- Druck-Stange, wie sie hierin beschrieben und beansprucht ist, im Vergleich zu Zug-Druck-Stangen mit beispielsweise Aluminium-Rohrkörpern oder Rohrkörpern aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) zu übertragen, wobei der Durchmesser der Rohrkörper bei der erfindungsgemäßen Zug- Druck-Stange geringer ausfallen kann.

Somit ist es möglich, im Vergleich zu bislang verwendeten, konventionellen Zug-Druck-Stangen durch die hierin beschriebene Erfindung, Zug-Druck-Stangen mit ähnlich geringem Gewicht, jedoch mit deutlich verbesserter Korrosions- und Temperaturbeständigkeit bereitzustellen. Zudem weisen die erfindungsgemäßen Zug-Druck-Stangen die Möglichkeit auf, dass ein Einsatz mit allen, derzeit im Flugzeugbau gängigen Gewindegrößen, beispielsweise durch Anpassung der Verbindungshülse, möglich ist. Die Montage der Bauteile ist zudem einfach und somit kostengünstig.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen optional zusammen mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und/oder 2 kombiniert werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Rohrkörper aus Edelstahl hergestellt sein. Edelstahl weist zwar im Vergleich zu Aluminium eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht auf, besitzt aufgrund dessen jedoch auch eine dreimal höhere Festigkeit. Somit ist es möglich, die Wandstärke von Rohrkörpern aus Edelstahl im Vergleich zu vorbekannten Zug- Druck-Stangen besonders gering auszugestalten, ohne dass die Zug-Druck-Stangen gegenüber vorbekannten Zug-Druck-Stangen ein höheres Gewicht aufweisen. Zudem ist Edelstahl besonders korrosionsbeständig. Daher eignet sich Edelstahl zur Herstellung von korrosionsbeständigen Rohrkörpern und/oder Zug-Druck-Stangen .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Rohrkörper eine Wandstärke von maximal 1,8 mm, insbesondere von maximal 1,5 mm, insbesondere von maximal 1,2 mm, insbesondere von maximal 1,0 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm, insbesondere von maximal 0,6 mm, insbesondere von maximal 0,5 mm oder geringer, aufweist. Durch eine derart dünnwandige Ausgestaltung des Rohrkörpers kann auch ein insgesamt geringerer Durchmesser des Rohrkörpers vorgesehen werden, was zu einer Einsparung an Bauraum führt .

Vorzugsweise kann der Rohrkörper insbesondere über einen Großteil seiner Länge oder über seine gesamte Länge eine einheitliche oder eine nahezu einheitliche Wandstärke aufweisen. Somit ist eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung eines Rohrkörpers möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Verbindungshülse eine Kupplungsstelle aufweisen, über welche Kupplungsstelle eine Kopplung der Verbindungshülse mit weiteren Bauteilen, wie beispielsweise einer Anschlussgabel, einrichtbar oder in Montagestellung eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Verbindungshülse als eine Gewindehülse ausgebildet sein und eine als Gewindebohrung ausgebildete Kupplungsstelle aufweisen. Durch die Verbindungshülse ist es weiter möglich, durch Anpassen der Kupplungsstelle unterschiedliche Anschlussgeometrien vorzusehen, die beispielsweise an verschiedene Sicherungselemente und/oder Rohrenden abstimmbar ist/sind. Der Rohrkörper kann dabei jeweils unverändert bleiben.

Um die Stabilität und Festigkeit des Rohrkörpers nicht negativ zu beeinträchtigen, kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Rohrkörper gewindefrei ausgestaltet ist. Der Rohrkörper kann daher beispielsweise gerade und/oder mit einer gerade verlaufenden Wandung ausgestaltet sein, um eine besonders gute Kraftübertragung zu erreichen. Somit ist keine Umformung der Wandung des Rohrkörpers nach dessen Herstellung mehr erforderlich. Umformungen können häufig dazu führen, dass insbesondere dünnwandige Rohrkörper instabiler werden, da dadurch Schwachstellen entstehen können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Lötverbindung, beispielsweise die bereits zuvor genannte Lötverbindung, durch Hartlöten ausgebildet sein. Vorzugweise kann das Hartlöten in einem Temperaturbereich von 450°C bis 1000°C, insbesondere von 500°C bis 900°C, insbesondere von 550°C bis 800°C, insbesondere von 600°C bis 750°C erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass selbst dünnwandige Rohrkörper keine ungewollten Verformungen und/oder Gefügeveränderungen in den angegebenen Temperaturbereichen aufweisen, dass jedoch die durch das Hartlöten erzeugte Lötstelle (Verbindungsstelle) eine besonders feste und stabile Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse darstellt.

Um eine optimale Lötstelle (Verbindungsstelle) zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse auszubilden, über welche besonders hohe Kräfte übertragbar sind, kann ein Innendurchmesser der Verbindungshülse wenigstens im Verbindungsbereich zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse größer als ein Außendurchmesser des Rohrkörpers ausgebildet sein, wobei ein Ende, insbesondere ein freies Ende, des Rohrkörpers wenigstens teilweise und/oder bis zu einem Anschlag in eine Aufnahme der Verbindungshülse eingesetzt ist, so dass zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse ein Lötspalt ausgebildet ist, in welchem ein erhärtetes Lot angeordnet ist. In der Aufnahme der Verbindungshülse kann ein Anschlag ausgebildet sein, welcher eine maximale Einschubtiefe des Rohrkörpers in die Verbindungshülse definiert, so dass dadurch auch die Größe der Verbindungsfläche zwischen Rohrkörpern Verbindungshülse definiert ist. Der Lötspalt kann dabei so schmal ausgestaltet sein, dass beim Löten das aufgeschmolzene Lot durch eine Kapillarkraft in den Lötspalt hineingezogen ist. Alternativ ist es möglich, dass der Rohrkörper eine Aufnahme aufweist, in welche die Verbindungshülse eingeführt ist, wobei auch hier in gleicher Weise ein Lötspalt ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Verbindungshülse aus Edelstahl hergestellt sein. Wie bereits zuvor beschrieben wurde, ist Edelstahl besonders korrosionsbeständig und daher auch für den Einsatz bei widrigen Witterungsverhältnissen geeignet, um eine besonders langlebige Zug-Druck-Stange ausbilden zu können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Verbindungshülse und der Rohrkörper wenigstens teilweise die gleiche Wandstärke aufweisen. Insbesondere können die Verbindungshülse und der Rohrkörper wenigstens im Bereich der Verbindungsstelle die gleiche Wandstärke aufweisen. Somit ist eine Zug-Druck-Stange mit besonders geringem Gewicht bereitstellbar .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Festigkeit des Materials des Rohrkörpers und/oder der Verbindungshülse mindestens 800 Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 900 Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 1000 Newton/Quadratmillimeter oder mehr, beträgt. Somit ist es möglich, einen möglichst dünnwandigen Rohrkörper mit ausreichend guter Festigkeit herzustellen.

Die oben genannte Aufgabe wird zudem durch die Merkmale des nebengeordneten Verfahrensanspruchs gelöst.

Insbesondere wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer Zug-Druck-Stange vorgeschlagen, wobei ein Rohrkörper und eine Verbindungshülse durch Löten miteinander Stoffschlüssig verbunden werden. Insbesondere kann das Verfahren zur Herstellung einer Zug- Druck-Stange, wie sie hierin beschrieben und beansprucht ist, verwendet werden. Somit ergeben sich für das Verfahren die gleichen Vorteile, wie diese bereits in Bezug auf die Zug- Druck-Stange beschrieben wurden.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen optional zusammen mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruchs kombiniert werden können .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Rohrkörper und die Verbindungshülse durch induktives Löten miteinander Stoffschlüssig verbunden werden. Somit kann ein besonders sicherer Fertigungsprozess für die Serienfertigung gewährleistet werden.

Um eine die Stabilität und Festigkeit der Zug-Druck-Stange negativ beeinträchtigende Oxidation zu minimieren oder zu verhindern, kann der Lötvorgang unter einer Schutzgasatmosphäre vorgenommen werden. Insbesondere kann dabei wenigstens Stickstoff als Schutzgas eingesetzt werden.

Um eine bessere Benetzung der Werkstücke durch ein beim Lötvorgang verwendetes Lot zu erreichen, kann beim Lötvorgang ein Flussmittel eingesetzt werden. Insbesondere kann ein Flussmittel nach DIN EN 1045 F12 eingesetzt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der Lötvorgang in einem Temperaturbereich von 450°C bis 1000°C, insbesondere von 500°C bis 900°C, insbesondere von 550°C bis 800°C, insbesondere von 600°C bis 750°C erfolgen. Bei diesen Temperaturbereichen kann eine Verformung und/oder Gefügeveränderung der zu verlötenden Bauteile, insbesondere dünnwandigen Bauteile, verhindert werden, gleichzeitig jedoch eine besonders feste und stabile Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse hergestellt werden .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann als Lot ein Silberlot und/oder ein Hartlot nach DIN EN 1044 AG402 und/oder ein Lot mit einem Schmelzbereich von 600°C bis 730°C eingesetzt werden.

Um eine optimale Verbindungsstelle zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse hersteilen zu können, kann ein Lötspalt zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse so schmal ausgestaltet sein, dass während des Lötvorgangs ein Lot, insbesondere ein verflüssigtes Lot, durch eine Kapillarwirkung in den Lötspalt gezogen wird.

Um sicherzustellen, dass die Stoffschlüssige Lötverbindung eine ausreichende Stabilität aufweist, kann in einem Prüfungsschritt die Lötstelle zwischen dem Rohrkörper und der Verbindungshülse durch Röntgen überprüft werden.

Die Erfindung betrifft zudem eine Zug-Druck-Stange hergestellt durch das zuvor genannte Verfahren, vorzugsweise wobei der Rohrkörper ein Verhältnis von Durchmesser : Wandstärke von größer oder gleich 20 aufweist.

Die Erfindung betrifft weiter eine Verwendung einer Zug- Druck-Stange, wie sie hierin beschrieben und beansprucht ist, bei einer Temperatur von mehr als 120°C, insbesondere bei mindestens 130°C, insbesondere bei mindestens 140°C, insbesondere bei mindestens 150°C, insbesondere bei mindestens 160°C. Übliche, bislang im Leichtbau, insbesondere im Flugzeugbau, eingesetzte Zug-Druck-Stangen können aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht bei Temperaturen von über 120°C eingesetzt werden, da deren Stabilität bei solchen Temperaturen nicht mehr ausreicht, um eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu eignet sich die hierin beschriebene und beanspruchte Zug-Druck- Stange für den Einsatz bei Temperaturen von über 120°C.

Die Erfindung betrifft zudem eine Verwendung einer Zug-Druck- Stange, wie sie hierin beschrieben und beansprucht ist, im Flugzeugbau, insbesondere zur Aufhängung und/oder Abstützung von Bauteilen und/oder zur Aussteifung von Strukturen, vorzugsweise zur Aussteifung eines Rumpfs eines Flugzeugs. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.

Es zeigt:

Fig. 1 einen längs geschnittenen Teilabschnitt einer möglichen Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Zug-Druck-Stange im Detail.

In Figur 1 ist eine im Ganzen als 1 bezeichnete Zug-Druck- Stange in einer Schnittdarstellung abgebildet. Die Zug-Druck- Stange 1 ist dazu eingerichtet, eine Kraftübertragung zwischen wenigstens zwei durch die Zug-Druck-Stange 1 miteinander verbundene Bauteile auszuüben. Beispielsweise kann die Zug-Druck-Stange 1 als Bauteil eines Flugzeuges verwendet werden, um andere Bauteile aufzuhängen, abzustützen und/oder auszusteifen. Derartige Zug-Druck-Stangen 1 können jedoch generell im Leichtbau eingesetzt werden, da sie ein verhältnismäßig geringes Gewicht aufweisen, jedoch eine sehr gute dynamische Festigkeit aufweisen. Zug-Druck-Stangen 1 können daher grundsätzlich zu Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften eingesetzt werden.

Die Zug-Druck-Stange 1 weist wenigstens einen Rohrkörper 2 und eine Verbindungshülse 3 oder mehrere Verbindungshülsen 3 auf. Die wenigstens eine Verbindungshülse 3 ist an einem freien Ende 4 des Rohrkörpers 2 mit dem Rohrkörper 2 fest verbunden, insbesondere so dass keine Verstellung des Rohrkörpers 2 relativ zur Verbindungshülse 3 möglich ist. Bei der dargestellten Ausführungsvariante ist der Rohrkörper 2 stoffschlüssig mit der Verbindungshülse 3 verbunden.

Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Rohrkörper 2 und Verbindungshülse 3 ist vorzugsweise durch ein Lötverbindung 5 ausgebildet. Die Lötverbindung 5 kann durch ein erhärtetes Lot 13 ausgebildet sein, durch welches der Rohrkörper 2 mit der Verbindungshülse 3 verbunden ist. Durch die Lötverbindung 5 kann eine besonders stabile stoffschlüssige Verbindung ausgebildet werden, die auch dazu geeignet ist, große Kräfte zu übertragen, ohne dass es zu einer Beschädigung der Zug- Druck-Stange 1 kommt. Lötverbindungen 5 kamen bislang bei der Herstellung von Zug-Druck-Stangen 1 nicht zum Einsatz, da deren Prüfung verhältnismäßig aufwändig ist und Rohrkörper 2 eingesetzt wurden, deren Wandstärke 7 ausreichend war, um Umformungen des Materials vornehmen zu können.

Die Verbindungshülse 3 kann eine Durchgangsbohrung aufweisen, welche vorzugsweise in Längsrichtung der Zug-Druck-Stange 1 verläuft. Beispielsweise kann die Durchgangsbohrung als eine Gewindebohrung ausgestaltet sein, so dass die Kupplungsstelle 8 der Verbindungshülse 3 durch ein Innengewinde ausgebildet ist .

Durch die Verbindung von Rohrkörper 2 und Verbindungshülse 3 ist es ferner möglich, besonders dünnwandige Rohrkörper 2 zur Ausbildung der Zug-Druck-Stange 1 einzusetzen. Dies hat den Vorteil, dass unnötiges Gewicht eingespart werden kann, insbesondere dann, wenn Rohrkörper 2 aus korrosionsbeständigen Werkstoffen mit höherer Dichte zur Ausbildung der Zug-Druck-Stange 1 zum Einsatz kommen.

Grundsätzlich ist es nachteilig oder sogar überhaupt nicht mehr möglich, eine Umformung eines dünnwandig ausgebildeten Rohrkörpers 2 vorzunehmen. Umformungen können nämlich zu Schwachpunkten führen, die während des Gebrauchs einer Zug- Druck-Stange 1 zu einem Defekt, insbesondere einem Bruch, führen können.

Zug-Druck-Stangen 1 weisen in der Regel jedoch wenigstens eine Kupplungsstelle 8, auf die beispielsweise an wenigstens einem freien Ende der Zug-Druck-Stange 1 ausgebildet ist. Die Kupplungsstelle 8 dient in der Regel dazu, eine Kopplung/Verbindung mit anderen Bauteilen herstellen zu können. Bei dünnwandigen Rohrkörpern 2 ist es somit nicht möglich oder zumindest nicht ratsam, eine Kupplungsstelle 8, wie beispielsweise ein Gewinde, durch Umformung auszubilden.

Der Rohrkörper 2 weist ein Verhältnis (D/s) von Durchmesser (D) 6 zu Wandstärke (s) 7 von größer oder gleich 15 auf. Insbesondere kann der Rohrkörper 2 ein Verhältnis von Durchmesser 6 zu Wandstärke 7 von größer oder gleich 18, insbesondere von größer oder gleich 20, insbesondere von größer oder gleich 22, insbesondere von größer oder gleich 25, aufweisen. Der Durchmesser 6 kann sich auf den maximalen Außendurchmesser 10 beziehen. Durch die Verwendung einer Zug- Druck-Stange 1 zumindest aus Rohrkörper 2 und Verbindungshülse 3 können besonders dünnwandige, korrosionsbeständige und eine hohe Festigkeit aufweisende Rohrkörper 2 aus Werkstoffen verwendet werden, deren Dichte größer als die üblicherweise im Flugzeugbau verwendeten Rohrkörper aus Aluminium oder aus faserverstärktem Kunststoff ist .

Der Rohrkörper 2 kann aus Edelstahl (VA) hergestellt sein. Grundsätzlich sollte der Rohrkörper aus einem Metall hergestellt sein, dessen Festigkeit circa dreimal höher als die Festigkeit von vergleichbaren Rohrkörpern aus Aluminium ist .

Der Rohrkörper 2 kann beispielsweise eine Wandstärke 7 von maximal 1,8 mm aufweisen. Insbesondere kann der Rohrkörper 2 eine Wandstärke 7 von maximal 1,5 mm, insbesondere von maximal 1,2 mm, insbesondere von maximal 1,0 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm, insbesondere von maximal 0,6 mm, insbesondere von maximal 0,5 mm oder geringer, aufweisen.

Die wenigstens eine Verbindungshülse 3 kann dazu eingerichtet sein, über eine Kupplungsstelle 8 mit weiteren Bauteilen koppelbar zu sein. Die Zug-Druck-Stange 1 kann beispielsweise zwei Verbindungshülse 3 aufweisen, die insbesondere an jeweils einem Ende 4 des Rohrkörpers 2 mit dem Rohrkörper 2 stoffschlüssig verbunden sind.

Um insbesondere an dünnwandigen Rohrkörpern 2 keine Umformungen vornehmen zu müssen, kann der Rohrkörper 2 frei von einer Kupplungsstelle 8 und/oder gewindefrei sein.

Die Lötverbindung 5 kann beispielsweise durch Hartlöten ausgebildet sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Vorgang innerhalb eines Temperaturbereichs von 450°C bis 1000°C, insbesondere von 500°C bis 900°C, insbesondere von 550°C bis 800°C, insbesondere von 600°C bis 750°C erfolgte. Somit kann verhindert werden, dass es aufgrund von zu hohen Temperaturen zu einer ungewollten Verformung und/oder Gefügeveränderung des Rohrkörpers 2 oder der Verbindungshülse 3 kommt, was die Stabilität der Zug-Druck-Stange 1 negativ beeinträchtigen würde.

Um eine optimale stoffschlüssige Verbindung zwischen Rohrkörper 2 und Verbindungshülse 3 einzurichten, kann ein Innendurchmesser 9 der Verbindungshülse 3 wenigstens im Verbindungsbereich 14 zwischen dem Rohrkörper 2 und der Verbindungshülse 3 größer als ein Außendurchmesser 10 des Rohrkörpers 2 ausgebildet sein. Das Ende 4 des Rohrkörpers 2 kann dabei wenigstens teilweise in eine als wenigstens von einer Seite offener Raum ausgestaltete Aufnahme 11 der Verbindungshülse 3 eingesetzt sein. Somit kann zwischen dem Rohrkörper 2 und der Verbindungshülse 3 ein Lötspalt 12 ausgestaltet sein, in welchem das erhärtete Lot 13 angeordnet ist und durch welches der Rohrkörper 2 und die Verbindungshülse 3 zusammengehalten wird. In der Aufnahme 11 kann ein Anschlag 15 ausgebildet sein, durch welchen eine optimale, insbesondere maximale, Einschubtiefe des Rohrkörpers 2 definiert ist, indem der Rohrkörper 2 im eingeführten Zustand am Anschlag 15 anliegt. Die optimale, insbesondere maximale, Einschubtiefe kann dabei beispielsweise dreimal bis sechsmal größer als die Wandstärke 7 des Rohrkörpers 2 ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Rohrkörper 2 und der Verbindungshülse 3 eingerichtet ist, da der Verbindungsbereich 14 verhältnismäßig großflächig ausgebildet ist.

Die Verbindungshülse 3 und der Rohrkörper 2 kann aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Beispielsweise kann die Verbindungshülse 3 aus Edelstahl hergestellt sein. Edelstahl hat den Vorteil, dass es besonders korrosionsbeständig ist und eine hohe Festigkeit aufweist .

Die Festigkeit des Materials, insbesondere des Metalls, des Rohrkörpers 2 und/oder der Verbindungshülse 3 kann mindestens 800 Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 900 Newton/Quadratmillimeter, insbesondere mindestens 1000 Newton/Quadratmillimeter oder mehr, betragen.

Die Lötverbindung 5 kann beispielsweise durch induktives Löten erzeugt sein.

Um Oxidation im Verbindungsbereich 14 zu verhindern, ist die Lötverbindung 5 beispielsweise unter einer Schutzgasatmosphäre erzeugt. Als Schutzgas kann beispielsweise Stickstoff zum Einsatz kommen.

Als Lot kann beispielsweise ein Silberlot und/oder ein Hartlot nach DIN EN 1044 AG402 zur Ausbildung der Lötverbindung 5 zum Einsatz kommen.

Der Lötspalt 12 kann beispielsweise als ein insbesondere größtenteils in Längsrichtung verlaufender Spalt zwischen einer Innenwandung der Verbindungshülse 3 und einer Außenwandung des Rohrkörpers 2 ausgebildet sein. Der Lötspalt 12 kann eine Breite von maximal 0,15 mm, insbesondere von maximal 0,14 mm, insbesondere von maximal 0,13 mm, insbesondere von maximal 0,12 mm, insbesondere von maximal 0,11 mm, insbesondere von maximal 00,1 mm oder weniger aufweisen. Somit ist es möglich, dass das Lot im verflüssigen Zustand durch eine Kapillarkraft in den Lötspalt 12 gezogen wird und den Rohrkörper 2 und die Verbindungshülse 3 im Verbindungsbereich 14 größtmöglich kontaktiert.

Die Erfindung betrifft also insbesondere eine Zug-Druck- Stange 1, mit einem Rohrkörper 2 und wenigstens einer Verbindungshülse 3, wobei die wenigstens eine Verbindungshülse 3 an wenigstens einem Ende 4 des Rohrkörpers 2 mit dem Rohrkörper 2 aus einem korrosionsbeständigen Stahl verbunden ist, wobei der Rohrkörper 2 ein Durchmesser 6,10 : Wandstärke 7-Verhältnis von größer oder gleich 15 aufweist.

/ Bezugszeichenliste

Bezugszeichenliste

1 Zug-Druck-Stange

2 Rohrkörper

3 Verbindungshülse

4 Ende des Rohrkörpers

5 Lötverbindung

6 Durchmesser (D)

7 Wandstärke (s)

8 Kupplungsstelle

9 Innendurchmesser der Verbindungshülse

10 Außendurchmesser des Rohrkörpers

11 Aufnahme

12 Lötspalt

13 Lot

14 Verbindungsbereich

15 Anschlag

/ Ansprüche