(19) |
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(11) |
EP 1 393 835 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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19.10.2005 Patentblatt 2005/42 |
(22) |
Anmeldetag: 08.07.2003 |
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(54) |
Anordnung zur Verbindung von dünnwandigen Metallstrukturen
Arrangement for the connection of thin-walled metal structures
Système d'assemblage de structures métalliques à parois minces
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
23.08.2002 DE 10238820
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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03.03.2004 Patentblatt 2004/10 |
(73) |
Patentinhaber: Airbus Deutschland GmbH |
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21129 Hamburg (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Assler, Herwig, Dr.
21635 Jorgk (DE)
- Schmidt, Hans-Jürgen
21614 Buxtehude (DE)
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(74) |
Vertreter: Hansmann, Dierk |
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Patentanwälte
Hansmann-Klickow-Hansmann
Jessenstrasse 4 22767 Hamburg 22767 Hamburg (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
WO-A-92/22751
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US-A- 5 297 760
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- DATABASE WPI Section PQ, Week 199120 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class
Q61, AN 1991-147224 XP002279633 -& SU 1 574 931 A (KHARK AVIATION INST), 30. Juni
1990 (1990-06-30)
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung von verbundenen dünnwandigen Metallstrukturen,
wobei mindestens zwei Metallbleche einen überlappenden Bereich aufweisen, der zwischen
den Blechen eine Kontaktfläche bildet, und im überlappenden Bereich mindestens eine
Nietreihe vorgesehen ist, die einer zyklischen Zugbeanspruchung ausgesetzt ist (siehe
z.B. US-A- 5 297 760).
[0002] Derartige Nietverbindungen sind derzeit die im Flugzeugbau am häufigsten verwendeten
Fügeverbindungen. Dabei wird ein Formschluss durch mechanisches Ineinandergreifen
geometrischer Formen an den zu verbindenden Teilen hergestellt. Sowohl der Lochleibungswiderstand
der Einzelteile als auch der Scherwiderstand der Niete müssen größer als die von außen
wirkende Beanspruchung sein. Gegenseitig überlappende Bleche werden üblicherweise
ein- oder mehrreihig unter Verwendung von Voll-, Pass-, Schraub- oder Blindnieten
miteinander verbunden. Typische Beispiele für die Verbindung dünnwandiger Strukturen
sind Längs- und Quernähte sowie Nähte an Hautreparaturen. Da eine Vielzahl der Nietverbindungen
an einem Flugzeug von grundlegender Bedeutung für die Lufttüchtigkeit ist, erfolgt
eine individuelle Dimensionierung der Nietverbindung (Niettyp, -größe, -abstand, etc.)
unter Beachtung der lokalen statischen und dynamischen Lasten, wobei eine hohe, möglichst
inspektionsfreie Lebensdauer ein wesentliches Erfordernis darstellt. Üblicherweise
sind große Bereiche einer Flugzeugstruktur während ihres Betriebs einer zyklischen
Zugbeanspruchung ausgesetzt. Bei den zum Einsatz kommenden metallischen Werkstoffen
besteht die potentielle Gefahr der Ermüdung mit Rissbildung und nachfolgender Rissausbreitung.
Einzelrisse und insbesondere in Wechselwirkung tretende Mehrfachrisse (widespread
fatigue damage) können die Festigkeitseigenschaften erheblich reduzieren und sind
bei der Festlegung von Inspektionsintervallen zu berücksichtigen. Insbesondere die
im Flugzeugbau gewichtsoptimierten dünnwandigen Strukturen weisen vielfach einen hohen
Sekundärbiegungsanteil auf, so dass sich niedrige Anrisslebensdauern bei gleichzeitig
hohem Inspektionsaufwand ergeben. Eine Sekundärbiegung tritt dann auf, wenn Lastachse
und neutrale Phase in einem Strukturbauteil nicht identisch sind, sondern beispielsweise
im Fall zweier überlappender Bleche einen Versatz aufweisen.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen
Anordnung die Ermüdungsfestigkeit von Nietverbindungen mit hohem Sekundärbiegeanteil
zu erhöhen und das Rissfortschrittsverhalten zu verbessern.
[0004] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.
[0005] Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass durch die Einführung einer erfindungsgemäßen
zusätzlichen Nietreihe, welche primär einer Sekundärbiegebelastung ausgesetzt ist,
eine Entlastung der ursprünglich äußeren (hochbelasteten) Nietreihe erfolgt. Die damit
verbundene Reduzierung der in den Nietreihen jeweils auftretenden Maximalspannung
führt sowohl zu einer Verlängerung der Anrisslebensdauer als auch zu einer Reduzierung
der nachfolgenden Rissausbreitung. Als Konsequenz davon verlängern sich für derartige
Nietstrukturen die zulässigen Inspektionsintervalle bzw. verringert sich der Inspektionsaufwand
in Form von Geld und Zeit. Letzteres ist insbesondere im Fall von Nietreparaturen
von Bedeutung, bei denen außerplanmäßige Standzeiten am Boden als Folge von Zusatzinspektionen
entfallen.
Es ergibt sich als einen weiteren Vorteil, dass zusätzliche Verfahren zur gezielten
Reduzierung der lokal wirksamen Maximalspannung angewendet werden können. Ein derartiges
Verfahren ist die Kaltverfestigung. Dabei wird das Nietloch in radialer Richtung plastisch
vorverformt (aufgeweitet), um an der Innenseite tangentiale Druckeigenspannungen zu
erzeugen und die effektiv wirksame Zugspannung zu reduzieren. Das aus Experimenten
bekannte Grundproblem dieses Verfahrens ist seine relative Unwirksamkeit bei Strukturen
mit großer Sekundärbiegung. Die Kaltverfestigung kann mit der Anwendung der Erfindung
seine volle Wirksamkeit in den ursprünglichen Nietreihen zeigen, da die Sekundärbiegung
primär nur in der erfindungsgemäßen zusätzlichen Nietreihe wirksam ist. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Anordnung zu einer Verbesserung der
Lufttüchtigkeit beiträgt.
[0006] Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 11
angegeben. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
[0007] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches nachstehend
anhand der Figuren 4 bis 7 näher beschrieben wird. In den Figuren 1 bis 3 sind derzeit
übliche Nietverbindungen einer Flugzeugstruktur gezeigt und im folgenden erläutert.
Es sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
[0008] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Längsnaht einer Flugzeugstruktur im verformten
Zustand,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer dreireihigen Längsnaht als vergrößerte Detaildarstellung
von Fig. 1,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der am Rand einer Nietlochbohrung auftretenden Spannungen,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung einer dreireihigen Längsnaht mit einer erfindungsgemäßen
zusätzlichen Nietreihe und
- Fign. 5 bis 7
- Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Nietelements der zusätzlichen Nietreihe
gemäß Fig. 4.
[0009] In den Figuren 1 bis 3 ist eine Nietverbindung ersichtlich, wie sie derzeit für die
Verbindung von Hautfeldern 101 und 102 einer Flugzeugstruktur 100 üblich ist. Die
Verbindung der Hautfelder 101 und 102 ist mit einer dreireihigen einschnittigen Längsnaht
103 realisiert. Die so ausgebildete Flugzeugstruktur 100 ist während ihres Betriebs
einer zyklischen Zugbeanspruchung ausgesetzt, die lokal eine hohe Biegebelastung erzeugt,
was die gezeigte Verformung (übertrieben dargestellt) der Flugzeugstruktur 100 hervorruft.
Bei den üblicherweise zum Einsatz kommenden metallischen Werkstoffen besteht die potentielle
Gefahr der Ermüdung mit Rissbildung und nachfolgender Rissausbreitung. Einzelrisse
und insbesondere in Wechselwirkung tretende Mehrfachrisse (widespread fatigue damage)
können die Festigkeitseigenschaften erheblich reduzieren. Die Biegebelastung wird
als Sekundärbiegung bezeichnet und resultiert aus dem durch die Blechdicken hervorgerufenen
Versatz a (siehe Fig. 2) der Kraftangriffsrichtungen. Der Ort der maximalen Sekundärbiegung
ist üblicherweise die äußere Nietreihe 105. Insbesondere die im Flugzeugbau gewichtsoptimierten
dünnwandigen Strukturen weisen an den Nietreihen 105 vielfach einen hohen Sekundärbiegungsanteil
auf.
Die Ermüdungsfestigkeit bzw. Dauer bis zur Rissinitiierung am Rand der Nietbohrung
wird maßgeblich durch die lokal auftretende Maximalspannung beeinflusst. In Fig. 3
ist am Beispiel der einschnittigen dreireihigen Nietverbindung 103 die Spannungsverteilung
an einer Nietlochbohrung 104 im Hautblech 101 dargestellt. Die beim Nieten vorliegende
diskrete Verbindung der Hautbleche 101 und 102 führt zu einer sehr inhomogenen Spannungsverteilung
am Nietloch 104. Vereinfachend kann die lokal auftretende Maximalspannung σ
max=Δσ
1+Δσ
2+Δσ
3 als Überlagerung von 3 einzelnen Belastungsfällen interpretiert werden:
- ebene Platte mit leerem Loch unter Längslast (F1 → Δσ1),
- ebene Platte mit ausgefülltem Loch mit Pinload (F2 → Δσ2) und
- ebene Platte mit leerem Loch unter Biegung (M1 → Δσ3).
Der Ort der maximalen Sekundärbiegung in der mehrreihigen Längsnaht 103 ist üblicherweise
die äußere Nietreihe 105, die auch als ermüdungskritische Nietreihe bezeichnet werden
kann. Hier tritt eine Rissinitiierung 106 am Rand der Nietlochbohrung am ehesten auf.
[0010] In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 1 von verbundenen dünnwandigen Metallstrukturen
gezeigt, die im wesentlichen aus einem ersten Metallblech 2 und einem zweiten Metallblech
3 besteht, die einen Überlappungsbereich 4 aufweisen. Im Überlappungsbereich 4 wird
eine Kontaktfläche 5 zwischen den Metallblechen 2 und 3 gebildet. Im Überlappungsbereich
4 sind mehrere parallel angeordnete Nietreihen 6, 6', 6" vorgesehen. Eine derartige
Anordnung ist beispielsweise verwendbar als Längsnaht zur Hautfeldverbindung einer
Flugzeugstruktur. Die ermüdungskritische Nietreihe (siehe auch Erläuterungen zu Fig.
1 bis 3) ist in der gezeigten Ausführungsform die zum Ende 4A der Überlappung vom
Blech 2 angeordnete Nietreihe 6. Die vorgeschlagene Erfindung zielt darauf ab, die
Ermüdungsfestigkeit von Nietverbindungen mit hohem Sekundärbiegeanteil - hier auftretend
an der ermüdungskritischen Nietreihe 6 - zu erhöhen und das Rissfortschrittsverhalten
zu verbessern. Erfindungsgemäß wird dafür die Maximalspannung in der kritischen äußeren
Nietreihe 6 reduziert, indem der Sekundärbiegeanteil Δσ
3 auf ein Minimum reduziert wird. Dieses wird erreicht, indem eine zusätzliche Nietreihe
7 eingefügt wird, welche primär nur dem Sekundärbiegeanteil (Δσ
3) ausgesetzt ist. Die vormals kritische äußere Nietreihe 6 wird nun zur zweiten Nietreihe,
die einer signifikant reduzierten Biegebeanspruchung ausgesetzt ist.
Es ist vorgesehen, parallel und benachbart zur ermüdungskritischen Nietreihe 6 in
Richtung des Überlappungsendes 4A die zusätzliche Nietreihe 7 anzuordnen. Damit erfolgt
eine Entlastung der ursprünglich äußeren (hochbelasteten) Nietreihe 6. Die damit verbundene
Reduzierung der in den Nietreihen 6, 6', 6" jeweils auftretenden Maximalspannung führt
sowohl zu einer Verlängerung der Anrisslebensdauer als auch zu einer Reduzierung der
nachfolgenden Rissausbreitung. Die zusätzliche Nietreihe 7 weist Mittel 8 zum Zusammenhalten
der Metallbleche 2 und 3 auf, unterdrückt jedoch nicht eine Relativverschiebung der
Metallbleche 2 und 3 in der Kontaktfläche 5. Die Mittel 8 sind als Nietelemente ausgebildet,
die parallel zur Nietachse 9 durch Formschluss die Metallbleche 2 und 3 in Kontakt
halten. Eine vertikale Relativverschiebung der Bleche 2 und 3 wird durch diesen Formschluss
verhindert, während eine horizontale Relativverschiebung lediglich durch Reibung,
nicht aber durch Formschluss, behindert wird. Eine erste Ausführungsform zum Erreichen
des Formschlusses ist, dass das Nietelement 8 zwischen dem Nietkopf 17 und dem Schließkopf
18 ein Zusammenhalten der Bleche 2 und 3 in der Kontaktfläche 5 erreicht, jedoch eine
Klemmkraft nur so groß ist, dass das erste Blech 2 relativ zum zweiten Blech 3 unter
Berücksichtigung der auftretenden Reibkraft verschoben werden kann. Der Nietschaft
10 weist dazu eine lokale Verjüngung 11 auf, der einen berührungslosen Spalt 12 zwischen
der Nietlochbohrung 13 und dem verjüngten Teil des Nietschafts 11 ermöglicht. Gleichzeitig
ist der verjüngungsfreie Teil des Nietschafts 10 in die Nietlochbohrung 14 eingepasst.
[0011] In den Figuren 5 bis 7 sind Ausführungsformen einer konstruktiven Umsetzung des Nietelements
8 gezeigt. Die abgebildeten konkreten Varianten basieren auf Hi-Lok Passnieten mit
aufschraubbarem Schließring (Hi-Lok-Collar) 19. Eine Nut 20 im oberen Blech 2 vermeidet
einen Überstand des Nietkopfes 17. Zwischen Nietschaft 10 und dem unteren Blech 3
kann oder sollte eine Presspassung gewählt werden. In Fig. 5 ist mit Verwendung der
speziellen Hi-Lok-Passniete die bereits in Fig. 4 beschriebene erste Ausführungsform
8 realisiert.
[0012] Eine lokale Einschnürung des Nietschaftes 10 (Verjüngung 11) im Bereich des oberen
Bleches 2 ermöglicht eine lediglich durch Reibung behinderte horizontale Relativverschiebung
der Bleche. Eine Optimierung der Klemm- bzw. Reibkraft kann mit Hilfe des definierbaren
Anzugsmomentes des für diese Ausführungsform anwendbaren Schließringes 19 erfolgen.
In der Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform 8' eines Nietelementes gezeigt.
Eine Vergrößerung des Innendurchmessers der Nietlochbohrung 15 im oberen Blech 2 ermöglicht
eine lediglich durch Reibung behinderte horizontale Relatiwerschiebung der Bleche
2 und 3. Ein Formschluss in vertikaler Richtung wird wie bereits in der ersten Ausführungsform
dadurch erreicht, dass das Nietelement 8 zwischen dem Nietkopf 17 und dem Schließkopf
18 die Bleche 2 und 3 zusammenhält. Auch in dieser Ausführungsform 8' kann eine Optimierung
der Klemm- bzw. Reibkraft mit Hilfe des Anzugsmomentes für den Schließring erfolgen.
In Fig. 7 ist eine dritte Ausführungsform 8" eines Nietelementes gezeigt. Auch hier
ermöglicht eine Vergrößerung des Innendurchmessers der Nietlochbohrung 15 im oberen
Blech 2 eine lediglich durch Reibung behinderte horizontale Relatiwerschiebung der
Bleche 2 und 3. Der Nietschaft 10 weist in dieser Ausführungsform einen Absatz 16
auf, mit dem ein Formschluss in vertikaler Richtung dadurch erreicht wird, dass das
Nietelement 8 zwischen dem Absatz 16 und dem Schließkopf 18 das untere Blech 3 hält
und dass eine geeignete Spielpassung zwischen dem oberem Blech 2 und dem Nietkopf
17 ausgewählt wird.
Bezugszeichenliste
[0013]
- 1 -
- Anordnung
- 2 -
- erstes Metallblech
- 3 -
- zweites Metallblech
- 4 -
- Überlappungsbereich
- 4A -
- Endbereich der Überlappung
- 5 -
- Kontaktfläche
- 6, 6',6" -
- Nietreihe
- 7 -
- zusätzliche Nietreihe
- 8 -
- Nietelement
- 9 -
- Nietachse
- 10 -
- Nietschaft
- 11 -
- Verjüngung am Nietschaft
- 12 -
- Spalt
- 13 -
- Nietloch im ersten Blech
- 14 -
- Nietloch im zweiten Blech
- 15 -
- vergrößertes Nietloch
- 16 -
- Absatz im Nietschaft
- 17 -
- Nietkopf
- 18 -
- Schließkopf
- 19 -
- aufschraubbarer Schließring
- 20 -
- Nut im ersten (oberen) Blech
- 100 -
- Flugzeugstruktur
- 101 -
- Hautfeld 1
- 102 -
- Hautfeld 2
- 103 -
- Längsnaht
- 104 -
- Nietlochbohrung
- 105 -
- ermüdungskritische Nietreihe
- 106 -
- Rissinitiierung
1. Anordnung von verbundenen dünnwandigen Metallstrukturen, wobei mindestens zwei Metallbleche
(2,3) einen überlappenden Bereich (4) aufweisen, der zwischen den Blechen (2,3) eine
Kontaktfläche (5) bildet, und im überlappenden Bereich (4) mindestens eine Nietreihe
(6) vorgesehen ist, die einer zyklischen Zugbeanspruchung ausgesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
parallel und benachbart zur ermüdungskritischen Nietreihe (6) eine zusätzliche Nietreihe
(7) im Endbereich (4A) der Überlappung (4) angeordnet ist, welche Mittel zum Zusammenhalten
(8) der Bleche (2, 3) in der Kontaktfläche (5) aufweist, die eine Relatiwerschiebung
der Bleche (2, 3) in der Kontaktfläche (5) ermöglichen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Mittel zum Zusammenhalten der Bleche als Nietelement (8) ausgebildet ist, das
parallel zur Nietachse (9) durch Formschluss die Bleche (2,3) in Kontakt hält.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Nietelement (8) senkrecht zur Nietachse (9) einen Formschluss vermeidet und in
der Kontaktfläche (5) maximal Reibung auftritt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietschaft (10) des Nietelementes (8) eine lokale Verjüngung (11) aufweist, die
einen Spalt (12) zwischen Nietlochbohrung (13) des einen Bleches (2) und der Verjüngung
(11) bewirkt und der verjüngungsfreie Teil des Nietschafts (10) in die Nietiochbohrung
(14) des zweiten Bleches (3) eingepasst ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlochbohrung (15) des einen Bleches (2) im Verhältnis zum Nietschaft (10)
des Nietelementes (8) in der Weise vergrößert ist, das ein Spalt (12) zwischen Nietlochbohrung
(15) und Nietschaft (10) entsteht und der Nietschaft (10) in die Nietlochbohrung (14)
des anderen Bleches (3) eingepasst ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen Nietschaft (10) und Nietlochbohrung (14) des zweiten Bleches (3) eine Presspassung
gebildet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietelement (8) im Nietschaft (10) einen Absatz (16) zur Klemmung des zweiten
Blechs (3) aufweist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietelement (8) zwischen Nietkopf (17) und Schließkopf (18) eine definierte Klemmkraft
auf die Bleche (2, 3) aufbringt.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die definierte Klemmkraft mittels eines Schließringes (19) als Schließkopf einstellbar
ist.
10. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietelement (8, 8', 8") als Hi-Lok-Passniet mit aufschraubbarem Schließring (Hi-Lok-Collar)
ausgebildet ist.
11. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nut (20) im oberen Blech (2) zur Aufnahme der Nietelemente (8) vorgesehen ist.
1. Arrangement of connected thin-walled metal structures, wherein at least two metal
sheets (2, 3) have an overlapping region (4), which forms a contact area (5) between
the sheets (2, 3), and in the overlapping region (4) at least one rivet row (6) is
provided, which is subject to cyclical tensile loading,
characterized in that
parallel and adjacent to the fatigue-critical rivet row (6) an additional rivet row
(7) is disposed in the end region (4A) of the overlap (4) and comprises means (8)
of holding the sheets (2, 3) together in the contact area (5), which means (8) enable
a relative displacement of the sheets (2, 3) in the contact area (5).
2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a means of holding the sheets together takes the form of a rivet element (8), which
holds the sheets (2, 3) in contact parallel to the rivet axis (9) by positive locking.
3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the rivet element (8) prevents a positive locking transversely of the rivet axis
(9) and maximum friction arises in the contact area (5).
4. Arrangement according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the rivet shank (10) of the rivet element (8) has a local taper (11) that leads to
a gap (12) between rivet hole (13) of the one sheet (2) and the taper (11) and the
taper-free part of the rivet shank (10) is fitted into the rivet hole (14) of the
second sheet (3).
5. Arrangement according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the rivet hole (15) of the one sheet (2) is enlarged in relation to the rivet shank
(10) of the rivet element (8) such that a gap (12) arises between rivet hole (15)
and rivet shank (10) and the rivet shank (10) is fitted into the rivet hole (14) of
the other sheet (3).
6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that
between rivet shank (10) and rivet hole (14) of the second sheet (3) an interference
fit is formed.
7. Arrangement according to one of claims 2 to 6,
characterized in that
the rivet element (8) has in the rivet shank (10) a shoulder (16) for clamping the
second sheet (3).
8. Arrangement according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the rivet element (8) between rivet head (17) and snap-head (18) applies a defined
clamping force onto the sheets (2, 3).
9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the defined clamping force is adjustable by means of a steel collar (19) as a snap-head.
10. Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
the rivet element (8, 8', 8") takes the form of a Hi-Lok tolerance rivet with a screw-on
steel collar (Hi-Lok collar).
11. Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
a groove (20) is provided in the upper sheet (2) for receiving the rivet elements
(8).
1. Système de structures métalliques à parois minces liées entre elles, dans lequel au
moins deux tôles métalliques (2, 3) présentent une zone de recouvrement (4) qui forme
une surface de contact (5) et au moins une rangée de rivets (6) soumise à une sollicitation
cyclique de traction est prévue dans la zone de recouvrement (4), caractérisé par le fait que, parallèlement à la rangée de rivets (6) critique sur le plan de la fatigue et dans
le voisinage de celle-ci, une rangée de rivets (7) supplémentaire est disposée dans
la région d'extrémité (4A) du recouvrement (4) laquelle rangée de rivets comporte
des moyens (8) pour tenir les tôles (2, 3) au niveau de la surface de contact (5)
qui permettent un glissement relatif desdites tôles (2, 3) au niveau de la surface
de contact (5).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un moyen pour tenir les tôles est conformé en rivet (8), lequel rivet tient les tôles
(2, 3) en contact, parallèlement à l'axe de rivet (9) par liaison par obstacle.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le rivet (8) perpendiculairement à l'axe de rivet (9) ne réalise pas une liaison
par obstacle et qu'un frottement maximal est créé au niveau de la surface de contact
(5).
4. Système selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la tige (10) du rivet (8) présente une réduction locale de diamètre (11), qui entraîne
la formation d'un espace (12) entre le trou de passage de rivet (13) dans l'une des
tôles (2) et la réduction de diamètre (11), et que la portion sans réduction de diamètre
de la tige de rivet (10) est ajustée dans le trou de passage de rivet (14) de la seconde
tôle (3).
5. Système selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le trou de passage de rivet (15) de l'une des tôles (2) est agrandi par rapport à
la tige (10) du rivet (8) de manière à former un espace (12) entre le trou de passage
de rivet (15) et la tige de rivet (10), et que la tige de rivet (10) est ajustée dans
le trou de passage de rivet (14) de l'autre tôle (3).
6. Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'un assemblage serré est réalisé entre la tige de rivet (10) et trou de passage de
rivet (14) de la seconde tôle (3).
7. Système selon une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que le rivet (8) présente dans sa tige (10) un gradin (16) pour bloquer la seconde tôle
(3).
8. Système selon une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le rivet (8), entre la tête de rivet (17) et la rivure (18), applique une force de
serrage définie sur les tôles.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la force de serrage définie peut être réglée à l'aide d'une bague (19) formant rivure.
10. Système selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rivet (8, 8', 8") est un rivet ajusté Hi-Lok à bague formant rivure vissable (Hi-Lok-Collar).
11. Système selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une rainure (20) est prévue dans la tôle supérieure (2) pour recevoir les rivets (8).