Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein System zum Befestigen eines Panels wie einem Sandwich-Bodenpanel auf einer Unterkonstruktion wie einer Sitzschiene eines Flugzeuges durch eine Schraubverbindung mit einer Sicherung der Schraubverbindung gegen Loslösen von Schraube und Mutter durch Vibration.

In Flugzeugen ist es üblich, die Verbindung zwischen einem Bodenpanel und der Unterkonstruktion gegen Flüssigkeiten abzudichten. Darüber hinaus ist es notwendig, die Verbindung gegen ein Lösen der Verbindungselemente durch Vibration zu sichern. Dabei müssen mindestens 50 Ein- und Ausschraubzyklen ohne Beschädigung der Verbindungselemente gewährleistet sein. Üblicherweise werden bei der Fertigung von Sandwich-Panelen auf den Schraubenpositionen Stopfen aus glasfaserverstärktem Kunststoff eingearbeitet, nachträglich gebohrt und angesenkt.

Ferner ist es üblich, zum Herstellen der Verbindung Clipmuttern einzusetzen, wie sie beispielsweise aus der US 6 918 725 B2 bekannt sind. Clipmuttern sind dafür ausgebildet, auf ein erstes Bauteil aufgeclipt zu werden, das mit einem zweiten Bauteil verschraubt werden soll, selbst aber zu dünn ist, um ein Muttergewinde aufnehmen zu können, und darüber hinaus dafür bestimmt, auf dem zweiten Bauteil auf einer Seite befestigt zu werden, die bei der Montage unzugänglich ist, so dass keine gesonderte Mutter auf der von dem zweiten Bauteil abgewandten Seite des ersten Bauteils angebracht werden kann. Wenn die Clipmutter auf dem ersten Bauteil angebracht worden ist, über das sie zu diesem Zweck so weit geschoben worden ist, bis ein an einem Klemmarm derselben zu einem anderen Klemmarm derselben hin vorstehender Flansch in eine entsprechende Bohrung in dem ersten Bauteil eingerastet ist, kann das zweite Bauteil an die zu dem Flansch entgegengesetzte Seite des einen Klemmarms angelegt werden. Anschließend kann eine Schraube durch das zweite Bauteil und den Clip hindurch in die durch diesen gehalterte Mutter eingeschraubt und angezogen werden, um die beiden Bauteile fest miteinander zu verbinden, wie es in der vorgenannten US 6 918 725 B2 im einzelnen beschrieben ist. Als Sicherung der Schraubverbindung wird die Clipmutter schon vor ihrem Einsatz leicht oval gequetscht.

Die Lösung mit einem Clip kann bei der Befestigung von Leichtbau-Panels eingesetzt werden. Dabei muss aber auf die Möglichkeit einer abgedichteten Verbindung verzichtet werden. Sobald die Forderung besteht, dass es möglich sein muss, die Verbindung mehrere Male zu lösen und wieder herzustellen, ist ferner eine Lösung mit einer Mutter, die zur Sicherung der Verbindung vorab leicht oval gequetscht worden ist, nicht mehr geeignet. Beim Ein- und Ausschrauben eines Bolzens in eine gequetschte Mutter wird das Gewinde des Bolzens so beschädigt, dass es maximal 5 Zyklen übersteht. Weiter kann eine Clipmutter nicht bereits bei der Sitzschienenfertigung oder bei Sitzschienenmontage in einem Flugzeug verliersicher vormontiert werden, weil der Clip dafür nicht stabil genug wäre, mit der Folge, dass später bei der Panelmontage zumindest einige Clipmuttern nicht mehr vorhanden sein würden. Die Clipmuttern werden deshalb üblicherweise erst bei der Endmontage an den Sitzschienen angebracht. Das führt zu einem höheren Aufwand bei der Endmontage.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System der eingangs genannten Art so auszubilden, dass wesentlich mehr Ein- und Ausschraubzyklen ohne Beschädigung der Verbindungselemente möglich sind, dass eine Abdichtung der Verbindung gegen Flüssigkeiten möglich ist und dass der Montageaufwand bei der Endmon- tage nach Möglichkeit minimiert und insgesamt eine Kosten red uktion erzielt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein System der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Schraube mit einem im Querschnitt unrunden End- bereicht versehen ist und dass ein Sicherungselement mit der Mutter drehfest verbunden oder verbindbar ist und elastisch federnd und formschlüssig mit dem unrunden Endbereich in Eingriff ist oder bringbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem ist die Schraubensicherung von dem Gewinde der Schraube und der Mutter entkoppelt, denn die Schraube ist für die Schraubensicherung mit einem im Querschnitt unrunden Fortsatz versehen, mit dem das Sicherungselement elastisch federnd und formschlüssig in Eingriff ist oder bringbar ist. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem die Schraube in die Mutter eingedreht wird und schließlich am entgegengesetzten Ende der Mutter austritt, kommt der im Querschnitt unrunde Endbereich der Schraube mit dem elastisch federnd ausgebildeten Sicherungselement in formschlüssigen Eingriff. Die Verbindung kann ebenso einfach wieder durch Drehen der Schraube in entgegengesetzter Richtung gelöst werden. Das Gewinde von Schraube und Mutter bleibt dadurch völlig unbeschädigt. Diese Schraubensicherung ist bei dem System nach der Erfindung mindestens fünfzigmal herstellbar und wieder lösbar. Es bereitet auch keinerlei Probleme, zwischen Schraube und Mutter für eine Abdichtung gegen Flüssigkeiten zu sorgen. Darüber hinaus können die Verbindungselemente der Schraubverbindung in der Unterkonstruktion bzw. im Panel vormontiert werden, was den Montageaufwand in der Endmontage minimiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Befestigungssystems nach der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

In einer Ausgestaltung ist die Mutter eine an der Unterkonstruktion befestigte oder befestigbare Blindnietmutter. Das ermöglicht, die Verbindung von Schrau- be und Mutter von einer Seite aus herzustellen. Die Blindnietmutter wird mittels eines Nietensetzgerätes aus der Bohrung ein Stück weit herausgezogen. Die Blindnietmutter bildet dabei unterkonstruktionsseitig einen Nietkopf. Dieser Nietkopf fixiert die Blindnietmutter an der Unterkonstruktion und ermöglicht so das Befestigen eines Panels auf der Unterkonstruktion durch Einschrauben der Schraube von der Panelseite her, ohne dass die Blindnietmutter festgehalten werden muss. Diese ist nämlich an der Unterkonstruktion durch den Nietvorgang verdrehsicher montiert.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Schraube in ihrem unrunden Endbereich eine Art Keilverzahnung auf. Diese wird zweckmäßig mit abgerundeten Zahnkanten gestaltet, so dass auch ein wiederholter formschlüssiger Eingriff zwischen Sicherungselement und Schraube ohne nennenswerte Abnutzung erfolgt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Sicherungselement einen ersten Arm auf, der einen den unrunden Endbereich umgreifenden Federclip trägt, welcher in die Art Keilverzahnung einfasst. Das Sicherungselement besteht bevorzugt aus nichtrostendem Stahl. Das Sicherungselement ist ein gesondertes Bauteil, das von dem Gewinde der Verbindungselemente der Schraubverbindung entkoppelt ist und so die gewünschte Zahl von mindestens 50 Ein- und Ausschraubzyklen ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Sicherungselement einen zweiten Arm auf, der den Federclip umgreift. Der zweite Arm schützt den Federclip vor einem axialen Verbiegen durch die Schraube. Dadurch wird verhindert, dass die federnden Teile des Sicherungselementes zu stark nach außen gebogen werden und ihre Federwirkung verlieren.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Sicherungselement einen Haltering auf, der die beiden Arme trägt und an der Mutter selbst fest angebracht ist und/oder bei gesetzter Mutter zwischen der Mutter und der Unterkonstruktion drehfest eingespannt ist. Dadurch ist eine zentrische Halterung des Sicherungs- elementes in Bezug auf die Mutter auf Dauer gewährleistet.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das System eine erste Einsatzbuchse, die zur Befestigung in dem Panel und zur versenkten Aufnahme der Schraube ausgebildet ist. Dadurch, dass in dem Panel die erste Einsatzbuchse zum Befestigen der Schraube vorgesehen ist, kann erreicht werden, dass die Verbindungsstelle in dem Panel höhere Kräfte aufnehmen kann, so dass ein Leichtbau-Panel in Sandwich-Konstruktion eingesetzt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der ersten Einsatzbuchse und einem Kopf der Schraube ein Dichtungsring angeordnet. Der Dichtungsring ermöglicht, unter dem Kopf der Schraube eine Abdichtung zu erzielen. Diese kann durch Aufbringen des Dichtungsringes an der Unterseite des Kopfes der Schraube oder auf der ersten Einsatzbuchse oder durch Einlegen des Dichtungsringes zwischen diesen beiden Bauteilen hergestellt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung hat die gesetzte Schraube in der ersten Einsatzbuchse radiales Spiel. Dazu wird vorzugsweise die Bohrung in der Einsatzbuchse mit einem entsprechenden Übermaß gefertigt. Dadurch wird erreicht, dass eine X- oder Y-Bewegung in der Ebene des Panels ermöglicht wird und so Fertigungstoleranzen kompensiert werden können. Außerdem wird dadurch eine schnellere Montage ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Mutter als eine Spannmutter ausgebildet, die in dem Panel axial verschiebbar und um bis zu 180° drehbar ist. Der Einsatz einer solchen Spannmutter ermöglicht einen stark vereinfachten Aufbau der Unterkonstruktion, weil dort weder eine Bohrung noch das Anbringen einer Blindnietmutter erforderlich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Spannmutter einen Riegel auf, mit dem das Panel zwischen der Unterkonstruktion und der Schraube einspannbar ist. Mit einem so ausgestalteten Befestig ungssystem ist die Schraubverbindung besonders schnell und kostengünstig herstellbar. Das Panel und die Unterkonstruktion brauchen nämlich lediglich zwischen dem Riegel und dem Schraubenkopf eingeklemmt zu werden, indem die Schraube zusammen mit der Spannmutter um bis zu 180° in die Klemmstellung gedreht und dann fertig angezogen wird. Entsprechend einfach lässt sich eine solche Schraubverbindung wieder lösen.

In einer weiteren Ausgestaltung wird statt der ersten Einsatzbuchse eine zweite Einsatzbuchse verwendet, die zur Befestigung in dem Panel und zur versenkten Aufnahme der Schraube und außerdem so ausgebildet ist, dass die Mutter in der zweiten Einsatzbuchse axial verschiebbar und um bis zu 180° drehbar ist. Das ermöglicht auf besonders einfache Weise eine schnelle und sichere Montage eines Panels auf dem Unterbau.

In einer weiteren Ausgestaltung ist mindestens ein Führungselement an der Mutter angebracht, das mit mindestens einem panelseitigen Führungselement in Eingriff ist, welches die Drehbewegung der Mutter, die bis zu 180° betragen kann, begrenzt. Das ermöglicht die Vereinfachung des Aufbaus der Unterkonstruktion, weil die Führungs- und Spannfunktionen nur panelseitig vorgesehen zu werden brauchen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das an der Mutter angebrachte Führungselement ein Führungsstift und es sind zwei panelseitige Führungselemente vorhanden, die jeweils in der zweiten Einsatzbuchse als eine sich über bis zu 180° erstreckende Nut bzw. als eine mit dieser in Verbindung stehende axiale Nut ausgebildet sind. Die gesamte Führungsfunktion lässt sich so leicht durch entsprechende Ausbildung der Spannmutter und der zweiten Einsatzbuchse realisieren.

In einer weiteren Ausgestaltung hat die Schraube in ihrem unrunden Endbereich im Querschnitt die Form eines Polygons. Diese Ausgestaltung des Systems er- möglicht einen einfachen Aufbau des Sicherungselements und trotzdem eine gute Drehmomentübertragung zwischen Schraube und Spannmutter.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Sicherungselement als ein Sicherungsbügel ausgebildet, der in einen radialen Umfangsschlitz der Mutter eingeführt ist und mit zwei elastisch federnd auslenkbaren Armen mit dem unrunden Bereich der Schraube in Eingriff ist oder bringbar ist. In Kombination mit der vorgenannten Ausgestaltung des Systems korrespondiert der Sicherungsbügel mindestens teilweise mit dem Querschnitt des unrunden Endbereiches, wobei der Sicherungsbügel einen etwas geringeren Innendurchmesser besitzt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Umfangsschlitz der Mutter ein axialer Steg zum lösbaren Haltern des Sicherungsbügels vorhanden. Aufgrund dieses Steges ist der Sicherungsbügel an der Mutter verliersicher vormontiert anbringbar. Der Sicherungsbügel weist dabei vorzugsweise einen mit dem Querschnitt des Steges korrespondierenden Querschnitt auf und ist an diesem einclipbar. Die einclipbaren Elemente des Sicherungsbügels sind so ausgelegt, dass diese auch beim Verdrehen der Schraube durch das Federn des vorderen Teils des Sicherungsbügels nicht die vormontierte Position an dem Steg verlassen können.

In einer weiteren Ausgestaltung unterstützt das Sicherungselement mittels einer Drehmomentübertragungshilfe die Drehmomentübertragung zwischen der Schraube und der Mutter. In Kombination mit den federnd elastisch auslenkbaren Armen kann der Sicherungsbügel so ausgebildet werden, dass die Arme mit geringer Kraft elastisch federnd auslenkbar sind, dass aber trotzdem ein hohes Drehmoment zwischen der Schraube und der Spannmutter übertragen werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem Kopf der Schraube und der zweiten Einsatzbuchse um den Schaft der Schraube eine Druckfeder angeordnet. Diese bewirkt, dass die Schraube im nicht fertig gesetzten Zustand aus dem Panel hervorragt. Es ist damit optisch klar erkennbar, wenn das Befestigungs- system nicht richtig montiert ist und das Panel nicht zwischen Unterkonstruktion und Schraubenkopf eingeklemmt ist. Bei korrekter Montage ist die Schraube vorzugsweise vollständig im Panel versenkt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der zweiten Einsatzbuchse und dem Kopf der Schraube ein Dichtungsring angeordnet. Das ermöglicht die gewünschte Abdichtung der Schraubenverbindung auch bei der Ausführungsform, bei der als Mutter eine Spannmutter mit Riegel eingesetzt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht die Einsatzbuchse aus Kunststoff und ist mit dem Panel verklebt oder verklebbar. Als ein geeigneter Kunststoff kommt dafür ein Thermoplast wie z. B. Torion oder PEEK in Frage. Dadurch lässt sich gegenüber dem glasfaserverstärkten Stopfen eine Gewichtseinsparung erzielen. Bei Einsatz des Systems in einem Flugzeug ist das Gewicht nämlich ein wichtiges Kriterium. Darüber hinaus ergibt sich eine Kosten red uktion durch die Vor- montierbarkeit und durch das Einsparen von Nacharbeiten wie bei der Verwendung von Stopfen aus glaserfaserverstärktem Kunststoff, die nachträglich noch gebohrt und angesenkt werden müssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer Längsschnittansicht eine erste Ausführungsform eines

Systems nach der Erfindung in einem fertig montierten Zustand,

Fig. 2 in einer perspektivischen Teildarstellung eine mit dem System nach Fig. 1 hergestellte Schraubverbindung mit einer zugeordneten Schraubensicherung, Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung das System nach Fig. 1 zum

Befestigen eines Sandwich-Bodenpanels auf einer Unterkonstruktion,

Fig. 4 in einer Längsschnittansicht eine zweite Ausführungsform des Systems nach der Erfindung in einem vormontierten Zustand,

Fig. 5 in einer gleichen Ansicht wie in Fig. 4 das System im fertig montierten Zustand,

Fig. 6 eine Querschnittansicht zur Demonstration einer Schraubensicherung, die bei der zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt,

Fig. 7 das System nach Fig. 4 in auseinandergezogener Darstellung und zusätzlich ein Detail A in vergrößerter Darstellung,

Fig. 8 als eine Einzelheit eine Einsatzbuchse der zweiten Ausführungsform des Systems in perspektivischer Darstellung,

Fig. 9 die Einsatzbuchse nach Fig. 8 in einer Ansicht von unten,

Fig. 10 die Montage eines Sandwich-Bodenpanels mit der zweiten Ausführungsform des Systems nach der Erfindung vor dem Aufsetzen des Bodenpanels auf eine Sitzschiene eines Flugzeuges und

Fig. 11 die Anordnung nach Fig. 10, aber nunmehr in fertig montiertem

Zustand.

Für das erfindungsgemäße System zum Befestigen eines Panels wie einem Sandwich-Bodenpanel auf einer Unterkonstruktion wie einer Sitzschiene eines Flugzeuges durch eine Schraubverbindung mit einem Sicherungselement zum Sichern der Schraubverbindung gegen Loslösen von Schraube und Mutter durch Vibration, welche das übliche Befestigungssystem aus Clipmutter und Schraube ablösen soll, werden im Folgenden zwei verschiedene Ausführungs- formen beschrieben. Die erste Ausführungsform des Befestigungssystems, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, ist in den Fig. 1 -3 dargestellt. Die zweite Ausführungsform des Befestigungssystems, die insgesamt mit 110 bezeichnet ist, ist in den Fig. 5-11 dargestellt. Unter Bezugnahme auf diese Figuren werden die beiden Ausführungsformen im Folgenden beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform tragen gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten Ausführungsform um 100 erhöhte Bezugszahlen. Ein wesentlicher Bestandteil der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungssystems 10 ist eine Blindmutter 12, hingegen ist ein wesentlicher Bestandteil der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungssystems 110 eine Spannmutter 112.

Fig. 1 zeigt die insgesamt mit 10 bezeichnete erste Ausführungsform des Befestigungssystems nach der Erfindung in einer Längsschnittansicht in einem bereits fertig montierten Zustand. Das System 10 dient zum Befestigen eines Panels 20, hier einem Sandwich-Bodenpanel, auf einer Unterkonstruktion 22, hier einer Sitzschiene eines Flugzeuges, durch eine insgesamt mit 30 bezeichnete Schraubverbindung aus der Blindnietmutter 12 und einer Schraube 14 mit einem Sicherungselement 40 zum Sichern der Schraubverbindung 30 gegen Loslösen von Schraube 14 und Blindnietmutter 12 durch Vibration. Die Schraube 14 ist mit einem im Querschnitt unrunden Endbereich 16 versehen. Das Sicherungselement 40 ist mit der Blindnietmutter 12 drehfest verbunden und befindet sich elastisch federnd mit dem unrunden Endbereich 16 in formschlüssigem Eingriff. Die Schraube 14 hat einen Kopf 14a mit einem Werkzeuginnenangriff 14b. Vervollständigt wird das Befestigungssystem 10 durch eine in einer Bohrung 24 des Panels 20 angebrachte Einsatzbuchse 50. Die Einsatzbuchse 50 hat eine obere Schulter, die eine Ringnut aufweist, in welcher ein als ein O-Ring ausgebildeter Dichtungsring 60 angeordnet ist, welcher an der gegenüberliegenden Unterseite des Schraubenkopfes 14a abdichtend anliegt. Auf dem Schaft der Schraube 14 ist zwischen der Unterseite des Kopfes 14a und dem unrunden Endbereich 16 ein Gewinde 18 ausgebildet, das mit dem Gewinde der Blindnietmutter 12 in Eingriff ist. Zwischen dem Panel 20 und der Unterkonstruktion 22 ist ein Dichtungsband 23 angeordnet.

Die Einsatzbuchse 50 ist durch Spritzgießen aus einem verstärkten thermoplastischen Hightech-Material wie Torion oder PEEK hergestellt und in die Bohrung des Panels 20 mittels Polyurethanklebstoff eingeklebt. Die Einsatzbuchse 50 dient als ein Lager für den Dichtungsring 60. Die Einsatzbuchse 50 weist an ihrer in Fig. 1 oberen Seite eine Senkbohrung 54 auf, die so bemessen ist, dass der Schraubenkopf 14a bei gesetzter Schraube 14 mit der oberen Seite der Einsatzbuchse 50 bündig ist. Die Einsatzbuchse 50 ist ihrerseits so bemessen und in die Bohrung 24 des Panels 20 eingesetzt, dass sie mit dessen oberer und unterer Seite bündig ist, wie es in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Einsatzbuchse 50 ist weiter so bemessen, dass sie der Schraube 14 ein radiales Spiel erlaubt, das vorzugsweise 0,8 mm beträgt.

Die Blindnietmutter 12 ist in Fig. 3 im noch nicht gesetzten Zustand gezeigt, in Fig. 1 hingegen im gesetzten Zustand, in welchem sie an der Unterkonstruktion 22 befestigt ist. Die Blindnietmutter 12 wird in ein Loch 29 in der Unterkonstruktion 22 eingesetzt und durch ein übliches Blindnietsetzwerkzeug axial zusammengezogen, so dass die Blindnietmutter an der Unterseite der Unterkonstruktion einen Wulst 26 ausbildet und die Unterkonstruktion 22 zwischen dem Wulst 26 und einem oberen Bund 27 der Blindnietmutter drehfest eingespannt wird. Das Sicherungselement 40 weist einen Haltering 48 auf, der bei dem Setzen der Blindnietmutter 12 zwischen dem Wulst 26 und der Unterseite der Unterkonstruktion 22 drehfest eingespannt wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Alternativ kann der Haltering 48 aber auch an der Blindnietmutter 12 von Haus aus befestigt, z. B. angeschweißt sein. Die Blindnietmutter 12 besteht vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Teildarstellung eine mit dem Befestigungssystem 10 nach Fig. 1 hergestellte Schraubverbindung mit einer zugeordneten Schraubensicherung zum Sichern der Schraubverbindung gegen Loslösen von Schraube 14 und Mutter 12 durch Vibration. Als ein Teil der Schraubensicherung weist die Schraube 14 in ihrem unrunden Endbereich 16 eine Art Keilverzahnung 17 auf, welche durch miteinander abwechselnde Zähne 17a und Zahnlücken 17b gebildet ist. Das Sicherungselement 40 weist einen ersten Arm 42 auf, der einen den unteren Endbereich 16 umgreifenden Federclip 44 trägt, welcher mit einem radial nach innen vorstehenden Ende in eine der Zahnlücken 17b der Keilverzahnung 17 einfasst. Das Sicherungselement 40 wird bei der hier beschriebenen ersten Ausführungsform bei dem Setzen der Blindnietmutter 12 an der Unterkonstruktion 22 fixiert. Das Sicherungselement 40 ist ein gesondertes Teil, das von dem Gewinde 18 der Schraube 14 und dem Gewinde der Blindnietmutter 12 entkoppelt ist und so wenigstens 50 Ein- und Ausschraubzyklen der Schraube 14 gewährleistet. Die Zähne 17a der Keilverzahnung 17 sind wie dargestellt oben abgerundet, um die Abnützung der Zähne 17a und des Federclips 44 möglichst gering zu halten. Der Federclip 44 des Sicherungselements 40 sorgt für ein Verriegelungsdrehmoment an der Schraube 14 von maximal 150 Ncm und für ein Losbrechdrehmoment von wenigstens 80 Ncm. Das Sicherungselement 40 weist einen zweiten Arm 46 auf, der den Federclip 44 umgreift und den Federclip 44 vor einem axialen Verbiegen durch die Schraube 14 schützt. Das Sicherungselement 40 weist darüber hinaus den Haltering 48 auf, der die beiden Arme 42, 46 trägt und, wie oben bereits dargelegt, an der Blindnietmutter 12 selbst fest angebracht ist und/oder bei gesetzter Blindnietmutter zwischen der Blindnietmutter und der Unterkonstruktion 22 drehfest eingespannt ist. Die letztgenannte Alternative ist in Fig. 1 gezeigt. Das Sicherungselement 40 besteht ebenfalls vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl.

Die auseinandergezogene Darstellung des Befestigungssystems 10 nach Fig. 1 , die in Fig. 3 gezeigt ist, veranschaulicht das Befestigen des Panels 20, das hier ein Sandwich-Bodenpanel ist, auf einer Unterkonstruktion 22, die hier die Sitzschiene eines Flugzeuges ist. In der Darstellung in Fig. 3 ist die Einsatzbuchse 50 bereits in der Bohrung 24 in dem Panel 20 befestigt. Die Blindnietmutter 12 wird, wie oben bereits geschildert, durch die Einsatzbuchse 50 hindurch in das Loch 29 eingeführt. Anschließend wird von unten her das Sicherungselement 40 über die Blindnietmutter 12 geschoben, bis es an der Unterseite der Unterkonstruktion 22 in Anlage ist. Danach wird die Blindnietmutter 12 mit einem Blind- nietsetzgerät gesetzt, also an der Unterkonstruktion 22 gemeinsam mit dem Sicherungselement 40 so fixiert, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Anschließend wird die Schraube 14 mit ihrem Gewinde 18 in das entsprechende Innengewinde der Blindnietmutter 12 eingeschraubt, bis sie mit ihrem Kopf 14a in der Einsatzbuchse 50 versenkt ist. Bei dem Austritt aus der Blindnietmutter 12 ratscht der unrunde Endbereich 16 in dem Federclip 44, bis die Schraube 14 schließlich die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Lage einnimmt und der Federclip 44 endgültig in eine Zahnlücke 17b einfasst. Das Panel 20 ist so durch die Schraubverbindung auf der Unterkonstruktion 22 befestigt worden und gleichzeitig ist eine Schraubensicherung hergestellt worden, die die Schraubverbindung gegen Loslösen von Schraube 14 und Blindnietmutter 12 durch Vibration sichert. Durch Drehen der Schraube 14 in umgekehrter Richtung mit Hilfe des Werkzeuginnenangriffes 14b ist die Schraubverbindung wieder lösbar, wobei der unrunde Endbereich wieder in dem Federclip 44 ratscht, bis die Schraube 14 aus dem Federclip 44 freigekommen ist.

Fig. 4 zeigt in einer Längsschnittansicht die zweite Ausführungsform des Systems nach der Erfindung in einem vormontierten Zustand, wobei das Befestigungssystem insgesamt mit 110 bezeichnet ist. Fig. 5 zeigt in einer gleichen Ansicht wie in Fig. 4 das Befestigungssystem 110 im fertig montierten Zustand. Fig. 6 zeigt eine Querschnittansicht zur Demonstration einer Schraubensicherung, die bei dem Befestigungssystem 110 zum Einsatz kommt. Diese Querschnittansicht dient lediglich zu Demonstrationszwecken, d. h. sie entspricht nicht einer Querschnittansicht, die dem in Fig. 4 oder 5 dargestellten Zustand des Befestigungssystems 110 entspricht.

Das Befestigungssystem 110 dient wie das Befestigungssystem 10 zum Befestigen eines Panels 120, das hier auch ein Sandwich-Bodenpanel ist, auf einer Unterkonstruktion 122, die hier auch eine Sitzschiene eines Flugzeuges ist, durch eine Schraubverbindung 130 mit einer Sicherung der Schraubverbindung gegen Loslösen einer Schraube 114 und der Spannmutter 112 durch Vibration. Bei dem Befestigungssystem 110 ist die Schraube 114 mit einem im Querschnitt unrunden Endbereich 116 versehen, in welchem die Schraube im Querschnitt die Form eines Polygons 117 hat, wie es in Fig. 6 zu erkennen ist. Die Spannmutter 112 wird vorzugsweise als ein kaltgeschmiedetes Teil hergestellt.

Die Schraubensicherung des Befestigungssystems 110 umfasst außer dem im Querschnitt unrunden Endbereich 116 der Schraube 114 ein Sicherungselement 140, das mit der Spannmutter 112 drehfest verbunden ist und elastisch federnd und formschlüssig mit dem unrunden Endbereich 116 in Eingriff ist, wie es am besten in Fig. 6 zu erkennen ist. Im Gegensatz zu dem Befestigungssystem 10, bei dem die Mutter 12 eine Blindnietmutter ist, ist bei dem Befestigungssystem 110 die Mutter 112 eine Spannmutter, die in dem Panel 120 axial verschiebbar und in einem Bereich von bis zu 180° drehbar ist. Ein Drehwinkel von 180° wird zwar bevorzugt, ein Drehwinkel von z. B. nur 90° wäre jedoch auch geeignet. Die Spannmutter 112 weist einen Riegel 113 auf, mit dem das Panel 120 zwischen der Unterkonstruktion 122 und der Schraube 114 einspannbar ist. In dem vormontierten Zustand nach Fig. 4 ist das Panel 120 auf der Unterkonstruktion 122 noch nicht festgespannt. Hingegen greift im fertig montierten Zustand nach Fig. 5 der Riegel 113 an der Unterseite der Unterkonstruktion 122 an und das Panel 120 ist zwischen der Schraube 114 und der Unterkonstruktion 122 eingespannt. Zu diesem Zweck ist eine Einsatzbuchse 150 in dem Panel 120 befestigt und zur versenkten Aufnahme der Schraube 114 und außerdem so ausgebildet, dass die Spannmutter 112 in der Einsatzbuchse 150 axial verschiebbar und um Winkel von bis zu 180° drehbar ist. Wie bei der ersten Ausführungsform ist vorzugsweise zwischen dem Panel 120 und der Unterkonstruktion 122 ein Dichtband 123 angeordnet. Die Einsatzbuchse 150 ist wie die Einsatzbuchse 50 ein thermoplastisches Bauteil, das durch Spritzgießen aus verstärktem thermoplastischen Hightech-Material wie Torion oder PEEK hergestellt ist. Die Einsatzbuchse 150 ist wie die Einsatzbuchse 50 in eine Bohrung 124 in dem Panel 120 eingeklebt. Als Klebematerial wird auch hier zweckmäßig ein Polyurethanklebstoff verwendet.

Fig. 7 zeigt das Befestigungssystem 110 nach Fig. 4 in auseinandergezogener Darstellung. Als Detail A ist der unrunde Endbereich 116 vergrößert dargestellt, um dessen Planflächen besser sichtbar zu machen, die im Querschnitt das Polygon 117 ergeben. An der Spannmutter 112 ist ein Führungselement angebracht, das mit wenigstens einem panelseitigen Führungselement in Eingriff ist, welches die Drehbewegung der Mutter 112 begrenzt. Das an der Mutter 112 angebrachte Führungselement ist bei der hier beschriebenen zweiten Ausführungsform des Befestigungssystems ein Führungsstift 175. Es sind zwei panel- seitige Führungselemente vorhanden, die in der Einsatzbuchse 150 als eine sich über 180° erstreckende Nut 155 bzw. als eine mit dieser in Verbindung stehende axiale Nut 156 ausgebildet sind. Fig. 8 zeigt als eine Einzelheit die Einsatzbuchse 150 des Befestigungssystems 110 in perspektivischer Darstellung. Fig. 9 zeigt die Einsatzbuchse 150 nach Fig. 8 in einer Ansicht von unten. In Fig. 8 sind die sich über 180° erstreckende Nut 155 und die mit dieser in Verbindung stehende axiale Nut 156 am Besten zu erkennen. Das obere Ende der axialen Nut 156 ist in Fig. 7 sichtbar und außerdem in Fig. 8.

In dem vormontierten Zustand des Befestigungssystems 110, der in Fig. 4 gezeigt ist, befindet sich der Führungsstift 175 der Spannmutter 112 in der Nut 155 und an einem Anschlag 157, der in Fig. 9 gezeigt ist. Wenn die Schraube 114 aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung weiter eingedreht wird, wird durch den Schrauber, dessen Bit in den Werkzeuginnenangriff 114b eingeführt wird, die Schraube 114 in der Darstellung in Fig. 4 unweigerlich etwas nach unten gedrückt. Die gegenseitige Haftreibung zwischen dem Außengewinde 118 der Schraube 114 und dem Innengewinde der Spannmutter 112 bewirkt, dass die Spannmutter 112 die Drehung der Schraube mitzumachen beginnt. Dabei bewegt sich der Führungsstift 175 von dem Anschlag 157 weg, während der Riegel 113 unter die Unterkonstruktion 122 gedreht wird. Sobald der Riegel 113 dort angekommen ist, also sobald die Spannmutter eine Drehung um 180° aus- geführt hat, gelangt der Führungsstift 175 in die axiale Nut 156, die nun beim weiteren Drehen der Schraube 114 die Spannmutter 112 am weiteren Drehen hindert, so dass sich die Spannmutter 112 axial aufwärts bewegt, bis der Riegel

113 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung an der Unterseite der Unterkonstruktion 122 anliegt und die Schraube soweit angezogen ist, dass sie in der Einsatzbuchse 150 versenkt angeordnet ist.

Bei dem Befestigungssystem 110 ist das Sicherungselement 140 als ein Sicherungsbügel 144 ausgebildet, der gemäß der Darstellung in Fig. 7 in einen radialen Umfangsschlitz 170 der Spannmutter 112 eingeführt wird. In dem Umfangs- schlitz 170 der Spannmutter 112 ist gemäß der Darstellung in Fig. 6 ein axialer Steg 176 zum lösbaren Haltern des Sicherungsbügels 144 vorhanden. Der Sicherungsbügel 144 wird bei dem Einführen in den Umfangsschlitz 170 der Mutter 112 auf den Steg 176 aufgeclipst, wie es in Fig. 6 zu erkennen ist. Wenn die Schraube 114 auf vorstehend beschriebene Weise angezogen wird und aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung innerhalb der Spannmutter 112 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung innerhalb der Spannmutter 112 gelangt, kommen zwei elastisch federnd auslenkbare Arme 144a, 144b mit dem unrunden Endbereich 116 der Schraube 114 in Eingriff. Nachdem die Schraube 114 so weit in die Spannmutter 112 eingedreht worden ist, dass ihr unrunder Endbereich 116 sich zwischen die federnden Arme 144a, 144b des Sicherungsbügels 144 befindet, kann von der Schraube 114 über den Sicherungsbügel 144 ein größeres Drehmoment als mittels der gegenseitigen Haftreibung der Gewinde übertragen werden. Dieses größere Drehmoment hilft, zum Lösen der Schraubverbindung den Riegel 113 von der Unterkonstruktion 122 zu lösen und die Spannmutter 112 aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung zurück in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zu drehen. Ein radialer Vorsprung an dem Riegel 113 auf dessen der Schraube 114 zugewandter Seite bildet dabei eine Drehmomentübertragungshilfe 172, welche das Sicherungselement 140 bei der Drehmomentübertragung von der Schraube 114 auf die Spannmutter 112 unterstützt. Bei dem weiteren Losdrehen der Schraube

114 behält die Spannmutter 112 die in Fig. 4 gezeigte Stellung bei, während die Schraube 112 schließlich wieder in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gelangt, in der der Kopf 114a der Schraube 114 wieder über das Panel 120 nach oben vorsteht.

Fig. 6 dient zum Veranschaulichen der Position des Sicherungsbügels 144 in Relation zu der Schraube 114 und zu der Spannmutter 112 sowie zur Veranschaulichung der verliersicheren Befestigung des Sicherungsbügels 144 an dem Steg 176 sowie zur Veranschaulichung der Drehmomentübertragung zwischen dem Sicherungsbügel 144 und dem Riegel 113. Wenn der Riegel 113 unter der Unterkonstruktion 122 in Anlage ist, wie in Fig. 5, befindet sich der Führungsstift 175 selbstverständlich nicht an dem Anschlag 157, sondern in einer demgegenüber um 180° verdrehten Position, nämlich unter oder in der axialen Nut 156. Fig. 6 dient nur zu Demonstrationszwecken und veranschaulicht nicht die Position des Führungsstiftes 175, wenn der Riegel 113 in der Spannstellung nach Fig. 5 ist.

Zwischen dem Kopf der Schraube 114 und der Einsatzbuchse 150 ist um den Schaft der Schraube 114 eine Druckfeder 180 angeordnet, wie es am besten in den Fig. 4, 5 und 7 zu erkennen ist. Die Druckfeder 180 ist nur zur Indizierung wichtig: falls der Riegel 113 nicht unter die Unterkonstruktion 122 fasst, also die Spannstellung nicht ganz erreicht hat, kann die Spannmutter 112 mit Hilfe der Schraube 114 trotzdem angezogen werden. In diesem Fall drückt aber die Druckfeder 180 die Schraube 114 so weit nach oben, dass sie über das Panel 120 nach außen übersteht. Diese Stellung ist ein Indikator dafür, dass die Schraubverbindung 130 noch nicht oder nicht richtig hergestellt worden ist. Die Druckfeder 180 erfüllt somit keine Befestigungsfunktion. Die Druckfeder 180 ist zwar hier als eine Schraubendruckfeder dargestellt, sie könnte jedoch durch einen Gummidruckpuffer od. dgl. ersetzt werden.

Wie bei dem Befestigungssystem 10 ist bei dem Befestigungssystem 110 zwischen der Schraube 114 und der Einsatzbuchse 150 ein als O-Ring ausgebildeter Dichtungsring 160 angeordnet. Der Dichtungsring 160 sitzt gemäß der Darstellung in den Fig. 4 und 5 am Umfang eines unterhalb des Kopfes der Schrau- be 114 vorgesehenen Bundes und liegt im fertig montierten Zustand des Befestigungssystems 110, der in Fig. 5 gezeigt ist, an der Innenwand einer Zwischen- senkbohrung in der Einsatzbuchse 150 an, wie es in Fig. 5 zu erkennen ist. Die Innenwand der Zwischensenkbohrung der Einsatzbuchse 150, an die sich der Dichtungsring 160 anlegt, ist in der Darstellung in Fig. 5 nach unten hin konisch zulaufend ausgebildet, was die Abdichtung erleichtert. Im vormontierten Zustand drückt die Druckfeder 180, die sich einenends an der Unterseite des Kopfes 114a der Schraube 114 und anderenends in der Einsatzbuchse 150 abstützt, in der Darstellung in Fig. 4 die Schraube 114 nach oben. Der Führungsstift 175 befindet sich dabei in der Spannmutter 112 in der Nut 155.

Anhand der Fig. 10 und 11 wird die Befestigung eines Panels 120 auf einer Unterkonstruktion 122 mit Hilfe des Befestigungssystems 110 nun näher beschrieben. Der Sicherungsbügel 144 ist zuvor an der Spannmutter 112 vormontiert worden. Die Einsatzbuchse 150 ist zuvor in dem Panel 120 montiert worden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Der Dichtungsring 160 wird auf den Bund unter dem Kopf 114a der Schraube 114 aufgebracht, die Druckfeder 180 wird über den Schraubenschaft geschoben und die Schraube 114 wird mit der Druckfeder 180 von oben her in die Einsatzbuchse 150 eingeführt, während von unten her die Spannmutter 112 in die Einsatzbuchse 150 eingeführt wird. Die Schraube 114 wird in die Spannmutter 112 eingedreht, bis sie sich etwa in einer in Fig. 4 gezeigten Stellung befindet. Die Spannmutter 112 mit dem Riegel 113 wird dann mit Hilfe der Schraube 114 über deren Werkzeuginnenangriff 114b aus der Position nach Fig. 4 um 180° in eine Position gedreht, in welcher sich der Riegel 113 zwar unter der Unterkonstruktion 122 befindet, von dieser aber noch Abstand aufweist, das Panel 120 also zwischen der Schraube und dem Riegel auf der Unterkonstruktion 122 noch nicht eingespannt ist. Anschließend wird die Schraube 114 weiter eingedreht, wobei sich nun der Führungsstift axial beweglich in der Nut 156 befindet und der Sicherungsbügel 144 auf dem unrunden Endbereich 116 ratscht. Dabei wird der Kopf 114a der Schraube 114, der in Fig. 10 noch aus dem Panel 120 hervorschaut, in dem Panel 120 versenkt. Bei dem weiteren Anziehen der Schraube 114 bleibt der Führungsstift 175 der Spann- mutter 112 in der Nut 156, so dass das Panel 120 gemäß Fig. 11 auf einem Flansch einer Sitzschiene festgespannt wird. Die Darstellung in den Fig. 10 und 11 lässt erkennen, dass die Unterkonstruktion 122 im Vergleich mit der Unterkonstruktion 22 für die Befestigung keinerlei Löcher benötigt, so dass die Unterkonstruktion 122 einfacher aufgebaut sein kann als bei Einsatz des Befestigungssystems 10.

Bezugszeichenliste

Befestigungssystem (erste Ausführungsform)

Blindnietmutter

Schraube a Kopf b Werkzeuginnenangriff

Endbereich

Art Keilverzahnung a Zahn b Zahnlücke

Gewinde

Panel

Unterkonstruktion

Dichtungsband

Bohrung

Wulst

Bund

Loch

Schraubverbindung

Sicherungselement erster Arm

Federclip zweiter Arm

Bügel

Haltering erste Einsatzbuchse

Senkbohrung

Dichtungsring 0 Befestigungssystem (zweite Ausführungsform)2 Spannmutter 113 Riegel

114 Schraube

114a Schraubenkopf

114b Werkzeuginnenangriff

116 Endbereich

117 Polygon

118 Gewinde

120 Panel

122 Unterkonstruktion

123 Dichtungsband

124 Bohrung

130 Schraubverbindung

140 Sicherungselement

144 Sicherungsbügel

144a Arm

144b Arm

150 zweite Einsatzbuchse

154 Senkbohrung

155 Nut

156 axiale Nut

157 Anschlag

160 Dichtungsring

170 Umfangsschlitz

172 Drehmomentübertragungshilfe

175 Führungsstift

176 Steg

180 Druckfeder