DE1244587B

DE1244587B - Rigid detachable connection for lightweight panels, especially sandwich panels, e.g. B. in aircraft construction

Info

Publication number: DE1244587B
Application number: DEN26381A
Authority: DE
Inventors: Charles Molin; Marius Pinchemel
Original assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Current assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Priority date: 1964-03-16
Filing date: 1965-03-15
Publication date: 1967-07-13

Description

Biegesteife lösbare Verbindung für Leichtbauplatten, insbesondere Sandwichplatten, z. B. im Flugzeugbau Die Erfindung bezieht sich auf biegesteife lösbare Verbindungen für Leichtbauplatten und betrifft insbesondere eine Verbindung für Sandwichplatten, z. B. im Flugzeugbau, die aus zwei Deckplatten gebildet werden, zwischen denen eine poröse oder wabenförmige Zwischenschicht liegt. Dies gibt den Sandwichplatten ihre Steifigkeit, und sie zeichnen sich durch ein sehr günstiges Verhältnis Gewicht zu Trägheitsmoment aus.Rigid detachable connection for lightweight panels, in particular Sandwich panels, e.g. B. in aircraft construction The invention relates to rigid detachable connections for lightweight panels and relates in particular to a connection for sandwich panels, e.g. B. in aircraft construction, which are formed from two cover plates, between which there is a porous or honeycomb-shaped intermediate layer. This gives the Sandwich panels their rigidity, and they are very cheap Ratio of weight to moment of inertia.

In einigen Anwendungsbereichen ist es häufig erforderlich, Sandwichplatten lösbar miteinander zu verbinden, wobei sehr widerstandsfähige und gleichzeitig lösbare Konstruktionen verlangt werden. Aus Gründen der Gewichtsersparnis und zur Vermeidung von Verstärkungen versucht man, die abnehmbare Platte nach ihrer mechanischen Verbindung mit der übrigen Konstruktion an der Kraftübertragung teilnehmen zu lassen und damit zur mechanischen Festigkeit der gesamten Konstruktion beizutragen.In some areas of application it is often necessary to use sandwich panels releasably connect to each other, being very resistant and at the same time releasable Constructions are required. For reasons of weight saving and avoidance of reinforcements one tries to remove the plate after its mechanical connection to participate in the power transmission with the rest of the construction and thus contribute to the mechanical strength of the entire construction.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Verbindung zu schaffen, die folgende Anforderungen erfüllt: Die mechanische Verbindung zweier Leichtbauplatten, insbesondere zweier Sandwichplatten, muß die auf die eine Platte aufgebrachten mechanischen Beanspruchungen auf die andere Platte übertragen und selbst zur Festigkeit der durch die Platten gebildeten Einheit beitragen; sie muß jede Platte zur Festigkeit der durch die Platten gebildeten Einheit beitragen lassen und mindestens gleiche mechanische Eigenschaften aufweisen, wie jede Platte selbst; sie muß das wiederholte Verbinden und Lösen der Platten ohne Einbuße an Festigkeit gestatten und in ihrer Form konstruktiv an eine beliebige Form der zu verbindenden Platten und an eine beliebige Verbindungslinie dieser Platten angepaßt werden können.The invention has therefore set itself the task of a connection to create that meets the following requirements: The mechanical connection of two Lightweight panels, especially two sandwich panels, must be placed on one panel transferred mechanical stresses to the other plate and themselves contribute to the strength of the unit formed by the plates; she must let each plate contribute to the strength of the unit formed by the plates and have at least the same mechanical properties as each plate itself; it must repeatedly connect and disconnect the panels without sacrificing strength allow and in their shape constructively to any shape of the to be connected Plates and can be adapted to any connecting line of these plates.

Bei einer bekannten Verbindung werden die zu verbindenden Ränder der Sandwichplatten beiderseits zwischen genieteten Verbindungslaschen gefaßt oder an Verbindungsprofile angenietet. Dabei wird das zwischen den äußeren Deckplatten liegende poröse Füllmaterial zusammengedrückt und in seinem Gefüge zerstört, so daß die zuvor aufgestellten Forderungen von dieser Verbindung nicht erfüllt werden.In a known connection, the edges to be connected are the Sandwich panels gripped or on both sides between riveted connecting straps Connection profiles riveted. This is the one between the outer cover plates porous filling material compressed and destroyed in its structure, so that the previously requirements made by this association are not met.

Die Erfindung geht einen anderen Weg und löst die gestellte Aufgabe in der Weise, daß an den zu verbindenden Plattenenden an beiden Plattenseiten verschieden lange Laschen fest angebracht sind, die durch einen gemeinsamen Profilträger, dessen Höhe der Plattendicke entspricht, gegeneinander abgestützt sind, und die Platten so aneinandergefügt sind, daß die Laschen ineinandergreifen, wobei jeweils eine lange Lasche auf der gegenüberliegenden kurzen Lasche aufliegt und die Laschen mittels Verbindungsgliedern, die durch den Profilträger hindurchgehen, verbunden sind.The invention takes a different approach and solves the problem in such a way that the ends of the panels to be connected are different on both sides of the panel long tabs are firmly attached by a common profile beam, whose Height corresponds to the plate thickness, are supported against each other, and the plates are joined together so that the tabs interlock, one each long flap rests on the opposite short flap and the flaps by means of Connecting links that pass through the profile beam are connected.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g.1 den Querschnitt einer kreisförmigen ebenen Zugangstür, die mit einer Wand lösbar verbunden ist, F i g. 2 die Verbindung im Schnitt in größerem Maßstab.Further features within the scope of the invention are set out in the subclaims marked. An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g.1 the cross section of a circular flat access door, which with a wall is releasably connected, F i g. 2 the connection on a larger scale Scale.

Die Zugangstür 2 und die Wand 1 bestehen aus gleichen Sandwichplatten mit Deckplatten 2a, 2b für die Tür und l a, 1 b für die Wand.The access door 2 and the wall 1 consist of the same sandwich panels with cover plates 2a, 2b for the door and la , 1b for the wall.

Die Verbindung besteht aus zwei kreisringförmigen Rahmen 3 und 4, die die Öffnung einrahmen und mit der Wand 1 bzw. der Tür 2 verbunden sind. Diese Rahmen 3 und 4 liegen in der gemeinsamen Ebene der beiden zu verbindenden Platten, und ihr Querschnitt ist so ausgebildet, daß sie sich ineinanderfügen und sich längs zweier zueinander paralleler Absätze teilweise gegenseitig bedecken. Die gegenseitige Verbindung dieser Rahmen erfolgt durch zwei kreisförmige, konzentrische Reihen von Schrauben, die in zu diesem Zweck in den Rahmen 3 und 4 angebrachten Bohrungen stecken.The connection consists of two circular frames 3 and 4, which frame the opening and are connected to the wall 1 and the door 2, respectively. These Frames 3 and 4 are in the same plane as the two panels to be connected, and their cross-section is so designed that they interlock and extend longitudinally two mutually parallel paragraphs partially cover each other. The mutual Connection of these frames is made by two circular, concentric rows of Screws that are inserted into the holes drilled in frames 3 and 4 for this purpose.

Der mit der Platte 1 verbundene Rahmen wird durch ein parallel zur Verbindungslinie laufendes U-förmiges Profil 3 c gebildet, das zur Basis des Profils parallele Seitenflanschen hat, sowie durch zwei Streifen 3 a und 3 b, die auf der Basis bzw. den Seitenflanschen des Profils 3 c liegen. Diese Streifen sind mit dem Profil z. B. durch Schweißen verbunden.The frame connected to the plate 1 is parallel to the Connecting line running U-shaped profile 3 c formed, which is the base of the profile has parallel side flanges, as well as by two strips 3 a and 3 b on the Base or the side flanges of the profile 3 c lie. These strips are with the Profile z. B. connected by welding.

Wie man deutlicher in F i g. 2 erkennt, entspricht die Höhe des Profils 3 c der Dicke der Platte 1. Die Außenseite der Basis des Profils 3 c befindet sich genau in der Ebene der Außenseite der Deckplatte 1 a der Sandwichplatte 1, und das Profil 3 c ist, z. B. durch Schweißen, fest mit der Deckplatte 1 b an seinem sich auf diese Platte legenden Seitenflansch verbunden. Diese Verbindung wurde schematisch durch die Schweißpunkte 9 und 10 dargestellt.As can be seen more clearly in FIG. 2 recognizes, corresponds to the height of the profile 3 c of the thickness of the plate 1. The outside of the base of the profile 3 c is located exactly in the plane of the outside of the cover plate 1 a of the sandwich panel 1, and that Profile 3c is e.g. B. by welding, firmly to the cover plate 1 b on his himself connected to this plate laying side flange. This connection became schematic represented by the weld points 9 and 10.

Der Rahmenteil 3 a ist, z. B. durch Schweißen, einerseits mit der Basis des Profils 3 c und andererseits mit der Deckplatte 1 a der Sandwichplatte 1 fest verbunden, die Verbindungen sind durch die Schweißpunkte 11, 12, 13 und 14 dargestellt.The frame part 3 a is, for. B. by welding, on the one hand with the Base of the profile 3 c and on the other hand with the cover plate 1 a of the sandwich panel 1 firmly connected, the connections are made by welding points 11, 12, 13 and 14 shown.

Der Rahmenteil 3 b ist, z. B. durch Schweißen, einerseits mit den Seitenflanschen des Profils 3 c und nach einer leichten Absetzung zur Erreichung der Höhe der Deckplatte 1 b andererseits mit dieser Deckplatte 1 b fest verbunden. Die Verbindungen sind durch die Schweißpunkte 15, 16, 17, 18, 19 und 20 dargestellt.The frame part 3 b is, for. B. by welding, on the one hand with the Side flanges of the profile 3 c and after a slight offset to achieve the height of the cover plate 1 b on the other hand firmly connected to this cover plate 1 b. The connections are represented by weld points 15, 16, 17, 18, 19 and 20.

Der so gebildete und fest mit der Platte 1 verbundene Rahmen 3 ist mit zwei kreisförmigen und konzentrischen Reihen von Bohrungen senkrecht zur Ebene der Platte 1 versehen, die zum Durchgang der Verbindungsschrauben bestimmt sind. Die Bohrungen der inneren Reihe, mit den Achsen x5 x5 und x7 x7, entsprechen den Schrauben 5 und 7, die Achsen liegen genau in der Symmetrieebene des Profils 3 c. Die äußere Reihe mit den Achsen ys'ys und y7 y7, entspricht den Schrauben 6 und 8sie befindet sich in dem nicht mit der Deckplatte 1 b verbundenen Seitenflansch des Profils 3 c. Die Achsen zweier benachbarter Schrauben, wie 5 und 6 oder 7 und 8, befinden sich bevorzugt nicht in einer gleichen, durch die Achse u' u der Zugangstür 2 liegenden Ebene. An den Bohrungen der inneren Reihe und im Inneren des Profils 3 c sind Distanzhülsen 5 a und 7 a angebracht. Diese Distanzhülsen dienen dazu, die Vorspannkraft der Schrauben aufzunehmen und dank ihrer Befestigung, z. B. durch Einfügen einer verengerten Hülsenpartie in mit dem Profil 3 c und der Platte 3 b verschweißte Rundstücke, die Auflagefläche der Schrauben zu vergrößern.The frame 3 thus formed and firmly connected to the plate 1 is provided with two circular and concentric rows of bores perpendicular to the plane of the plate 1, which are intended for the passage of the connecting screws. The holes in the inner row, with the axes x5 x5 and x7 x7, correspond to screws 5 and 7, the axes lie exactly in the plane of symmetry of profile 3c. The outer row with the axes ys'ys and y7 y7 corresponds to the screws 6 and 8 and is located in the side flange of the profile 3c which is not connected to the cover plate 1b. The axes of two adjacent screws, such as 5 and 6 or 7 and 8, are preferably not located in the same plane lying through the axis u 'u of the access door 2. Spacer sleeves 5 a and 7 a are attached to the holes in the inner row and inside the profile 3 c. These spacer sleeves are used to absorb the biasing force of the screws and thanks to their attachment, for. B. by inserting a narrowed sleeve part in with the profile 3 c and the plate 3 b welded round pieces to increase the contact surface of the screws.

Der mit der die Zugangstür bildenden Platte 2 verbundene Rahmen ist genau gleich aufgebaut wie der Rahmen 3, die Innenseite des Rahmens 3 wird die Außenseite des Rahmens 4 und umgekehrt. Außerdem sind die zum Durchgang der Schrauben durch den Rahmen 4 bestimmten Bohrungen so angeordnet, daß die Achsen und Durchmesser der äußeren Reihe des Rahmens 4 mit denen der inneren Reihe des Rahmens 3 zusammenfallen und umgekehrt.The frame connected to the panel 2 forming the access door is constructed exactly the same as the frame 3, the inside of the frame 3 becomes the outside of the frame 4 and vice versa. In addition, the screws are to pass through the frame 4 specific holes arranged so that the axes and diameter of the outer row of the frame 4 coincide with those of the inner row of the frame 3 and vice versa.

Die verschiedenen Bauteile 3 a, 3 b, 3 c, 5 a, 7 a des Rahmens 3 entsprechen den mit 4 a, 4 b, 4 c, 6 a, 8 a bezeichneten Bauteilen des Rahmens 4, und die durch die Schweißpunkte 10 bis 20 dargestellten Verbindungen des Rahmens 3 entsprechen den mit 10' bis 20' bezeichneten Schweißpunkten des Rahmens 4.The various components 3 a, 3 b, 3 c, 5 a, 7 a of the frame 3 correspond to the components of the frame 4 denoted by 4 a, 4 b, 4 c, 6 a, 8 a , and by the weld points 10 to The connections of the frame 3 shown in FIG. 20 correspond to the weld points of the frame 4, denoted by 10 ′ to 20 ′.

In F i g. 2 erkennt man, daß die Rahmen 3 und 4 nach ihrer Verbindung durch zwei Reihen von Schrauben ihrerseits eine steife Sandwichplatte bilden. Die verschiedenen Bauteile dieser Platte, d. h. besonders die Abmessungen und die mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Streifen und Profile sowie die Anzahl, die Abmessungen und die Lage der verschiedenen Verbindungsschrauben, kann man so festlegen, daß die Festigkeit der Verbindung gegenüber den verschiedenen mechanischen Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt wird, mindestens der Festigkeit der Platten 1 und 2 entspricht.In Fig. 2 it can be seen that the frames 3 and 4 after their connection in turn, form a stiff sandwich panel using two rows of screws. the various components of this plate, d. H. especially the dimensions and the mechanical Properties of the various strips and profiles, as well as the number and dimensions and the position of the various connecting screws can be determined so that the strength of the connection against the various mechanical loads, which it is exposed to at least equal to the strength of panels 1 and 2.

Besonders bilden die Achsen x5 x5 und die in der Schnittebene gelegene Achse des Profils 4c zwischen den durch die äußeren Verbindungspunkte 9 und 13, 9' und 13' der Rahmen 3 und 4 mit den entsprechenden Platten 1 und 2 gehenden Achsen v'v und t't drei steife Kästen, und man kann die verschiedenen Bauteile der Verbindung so festlegen, daß das Trägheitsmoment dieser Kästen in bezug auf eine genau durch die Mittelebene der Platten 1 und 2 gehende Ebene gleich dem Trägheitsmoment der Platten 1 und 2 in bezug auf die gleiche Achse wird. So kann die Verbindung senkrecht zu ihr wirkende Biegekräfte F" aufnehmen. Die übertragbarkeit von in .der Ebene der Platten 1 und 2 einwirkenden Zugkräften F, F wird durch die Scherfestigkeit der Verbindungen 9 bis 20, 9' bis 20' und der entsprechend berechneten Verbindungsschrauben gewährleistet. Die Festigkeit gegenüber längs F', F in umgekehrter Richtung wirkenden Druckkräften hängt einerseits von den gleichen Teilen wie zuvor ab und andererseits von der Beulfestigkeit der Streifen 3 a, 3 b, 4 a, 4b, die durch die Abstände zwischen den verschiedenen Achsen v'v, x5 x5, y6 'y6, t't bestimmt wird, Abstände, die immer so klein wie möglich sind.In particular, the axes x5 x5 and the axis of the profile 4c located in the cutting plane form between the axes v'v and t passing through the outer connection points 9 and 13, 9 'and 13' of the frames 3 and 4 with the corresponding plates 1 and 2 There are no three rigid boxes and the various components of the connection can be determined so that the moment of inertia of these boxes with respect to a plane passing exactly through the median plane of plates 1 and 2 is equal to the moment of inertia of plates 1 and 2 with respect to the same Axis will. The connection can absorb bending forces F "acting perpendicular to it. The transferability of tensile forces F , F acting in the plane of the plates 1 and 2 is determined by the shear strength of connections 9 to 20, 9 ' to 20' and the correspondingly calculated connecting screws The strength against compressive forces acting in the opposite direction along F ', F depends on the one hand on the same parts as before and on the other hand on the buckling resistance of the strips 3 a, 3 b, 4 a, 4 b , which is caused by the distances between the various axes v'v, x5 x5, y6 'y6, t't is determined, distances that are always as small as possible.

Claims

Claims: 1. Rigid detachable connection for lightweight panels, especially sandwich panels, z. B. in aircraft, characterized in that on the plate ends to be connected on both plate sides of different lengths (3, 3 a, or 4, 4 a) are fixedly attached, which by a common profile support (3c or 4c) Corresponds to the height of the plate thickness, are supported against each other, and the plates are joined together so that the tabs interlock, with one long tab (3 or 4 ) resting on the opposite short tab (3a or 4a) and the tabs by means of connecting links , which go through the profile beam, are connected.

2. Connection for lightweight panels according to claim 1, characterized in that the interlocking tabs through at least two screws (5, 6) are connected.

3. Connection for lightweight panels according to claim 1 to 2, characterized in that the profile supports are U-shaped own, and that the Connecting screws this profile beam lengthways enforce their center line.

4. Connection for lightweight panels according to claim 1 to 3, characterized in that spacer sleeves (5 a, 6 a) are inserted into the profile support and that the connecting screws enforce these sleeves. References considered: U.S. Patent No. 2,720,948.