DE102015106561A1

DE102015106561A1 - Fastening device for non-positive connection of structural components

Info

Publication number: DE102015106561A1
Application number: DE102015106561.4A
Authority: DE
Inventors: c/o Airbus Operations GmbH Jörn Paul; c/o Airbus Operations GmbH Müller Markus
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung (1) mit einer Bohrkomponente (20), welche dazu ausgeführt ist, ein erstes Strukturbauteil (31) und eines zweites Strukturbauteil (32) zu durchbohren. Die Befestigungsvorrichtung (1) weist ferner eine Verbindungskomponente (10) auf, welche dazu ausgeführt ist, das erste Strukturbauteil (31) und das zweite Strukturbauteil (32) kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden. Die Bohrkomponente (20) und die Verbindungskomponente (10) sind entlang einer Bohrachse (2) hintereinander angeordnet. Die Bohrkomponente (20) ist an der Verbindungskomponente (10) lösbar befestigt ist oder im Bereich einer Sollbruchstelle (21) mit der Verbindungskomponente (10) verbunden. Die Erfindung betrifft ferner ein Luftfahrzeug (60) mit einem ersten Strukturbauteil (31) und einem zweiten Strukturbauteil (32) sowie ein Verfahren zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Strukturbauteilen.The invention relates to a fastening device (1) with a drilling component (20), which is designed to pierce a first structural component (31) and a second structural component (32). The fastening device (1) further has a connection component (10), which is designed to connect the first structural component (31) and the second structural component (32) to one another in a force-locking and / or form-fitting manner. The drilling component (20) and the connection component (10) are arranged one behind the other along a drilling axis (2). The drilling component (20) is detachably fastened to the connection component (10) or is connected to the connection component (10) in the region of a predetermined breaking point (21). The invention further relates to an aircraft (60) having a first structural component (31) and a second structural component (32) and to a method for producing a frictional connection between structural components.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft die Montage von Strukturbauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Befestigungsvorrichtung, ein Luftfahrzeug mit einem ersten Strukturbauteil und einem zweiten Strukturbauteil, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Strukturbauteilen. The invention relates to the assembly of structural components. In particular, the invention relates to a fastening device, an aircraft with a first structural component and a second structural component, and a method for producing a frictional connection between structural components.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Strukturbauteile werden heutzutage mit den verschiedensten Arten von Befestigungsmitteln montiert. Dabei werden unter anderem Schrauben-, Niet-, Löt-, Schweiß- oder Steckverbindungen verwendet. Für den Fall, dass zur Montage solcher Strukturbauteile Schraubverbindungen oder aber auch Bolzenverbindungen verwendet werden, ist es oftmals erforderlich, dass Bohrungen, insbesondere Durchgangsbohrungen, durch die zu verbindenden bzw. zu montierenden Bauteile vorgesehen werden. Diese Bohrungen dienen der Aufnahme der Schrauben, so dass die Strukturbauteile beispielsweise mittels einer Schraube-Mutter-Verbindung miteinander verbunden werden können. Die dafür erforderlichen Bohrungen durch die zu verbindenden Strukturbauteile werden dabei beispielsweise durch einen Bohrer hergestellt. Structural components are now assembled with a wide variety of fasteners. Among other things, screw, rivet, soldering, welding or plug connections are used. In the event that screw or even bolt connections are used for mounting such structural components, it is often necessary that holes, in particular through holes, are provided by the components to be joined or mounted. These holes serve to receive the screws, so that the structural components can be connected to each other, for example by means of a screw-nut connection. The holes required for this purpose by the structural components to be joined are produced, for example, by a drill.

DE 10 2007 062 087 B4 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer überlappenden Hybridverbindung von zwei oder mehreren Bauteilen. Dabei weisen die zu verbindenden Bauteile jeweils eine Bohrung auf, die dazu ausgeführt ist, um einen Nietkopf vollständig aufzunehmen. DE 10 2007 062 087 B4 describes a method of making an overlapping hybrid connection of two or more components. In this case, the components to be connected each have a bore which is designed to completely accommodate a rivet head.

FR 2 933 378 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fixierung einer Antenne auf einer Außenhaut eines Luftfahrzeugs. Dabei wird die Außenhaut durchbohrt, um Fixierbohrungen zur Aufnahme von Schraubbolzen bereitzustellen. Die Außenhaut ist aus einem Kompositmaterial und die Schraubbolzen sind aus einem metallischen Material gefertigt. FR 2 933 378 A1 describes a method for fixing an antenna on an outer skin of an aircraft. The outer skin is pierced to provide fixing holes for receiving bolts. The outer skin is made of a composite material and the bolts are made of a metallic material.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Montage von Strukturbauteilen zu verbessern. It is an object of the invention to improve the assembly of structural components.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Exemplary embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Befestigungsvorrichtung angegeben. Die Befestigungsvorrichtung weist eine Bohrkomponente auf, welche dazu ausgeführt ist, ein erstes Strukturbauteil und ein zweites Strukturbauteil zu durchbohren. Die Befestigungsvorrichtung weist ferner eine Verbindungskomponente auf, welche dazu ausgeführt ist, das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden. Dabei sind die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente entlang einer Bohrachse hintereinander angeordnet. Dabei kann die Bohrkomponente bezüglich einer Längsachse der Verbindungskomponente, welche kongruent zur Bohrachse ist, exzentrisch angeordnet sein. Die Bohrkomponente ist an der Verbindungskomponente lösbar befestigt und/oder im Bereich einer Sollbruchstelle mit der Verbindungskomponente verbunden. According to one aspect of the invention, a fastening device is specified. The fastening device has a drilling component which is designed to pierce a first structural component and a second structural component. The fastening device furthermore has a connection component which is designed to connect the first structural component and the second structural component to one another in a force-locking and / or form-fitting manner. In this case, the drilling component and the connection component along a drilling axis are arranged one behind the other. In this case, the drilling component can be arranged eccentrically with respect to a longitudinal axis of the connecting component, which is congruent to the drilling axis. The drilling component is releasably attached to the connection component and / or connected in the region of a predetermined breaking point with the connection component.

Durch eine solche Befestigungsvorrichtung ist es möglich, in einem Prozessschritt die zu montierenden bzw. zu verbindenden Strukturbauteile effektiv zu durchbohren und kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Mit anderen Worten weist die Befestigungsvorrichtung sowohl die Bohrkomponente zum Durchdringen der zu verbindenden Strukturbauteile auf als auch die Verbindungs- bzw. Befestigungskomponente, welche nach dem Durchbohren die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Strukturbauteilen bereitstellt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bohrkomponente in erster Linie dazu geeignet ist, das erste und das zweite Strukturbauteil energiesparend, mit wenig Verschleiß und damit auch kostensparend zu durchbohren, so dass eine kraftschlüssige Verbindung beider Strukturbauteile anschließend unmittelbar durch die an der Bohrkomponente befestigte Verbindungskomponente hergestellt werden kann. Dabei ist es möglich, dass die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente verschiedene Materialien aufweisen bzw. aus verschiedenen Materialien gefertigt sind. Insbesondere weist die Bohrkomponente ein zum Durchbohren des ersten und des zweiten Strukturbauteils geeignetes Material auf, wobei die Verbindungskomponente ein zur Verbindung beider Strukturbauteile geeignetes Material aufweist. Vorzugsweise ist die Bohrkomponente verschleißfest ausgeführt, wobei die Verbindungskomponente beispielsweise effektiv Zugkräfte übertragen kann. By means of such a fastening device, it is possible in a process step to effectively pierce the structural components to be assembled or connected and to connect them to one another in a force-fitting manner. In other words, the fastening device has both the drilling component for penetrating the structural components to be connected and the connecting or fastening component which, after piercing, provides the frictional connection between the two structural components. It can be provided that the drilling component is primarily suitable for energy-saving, with little wear and thus cost-saving to pierce the first and the second structural component, so that a non-positive connection of the two structural components then produced directly by the fastened to the drilling component connection component can be. It is possible that the drilling component and the connection component have different materials or are made of different materials. In particular, the drilling component has a material suitable for piercing the first and the second structural component, wherein the connecting component has a material suitable for connecting both structural components. Preferably, the drilling component is designed wear-resistant, wherein the connection component can transmit, for example, effectively tensile forces.

Es sei angemerkt, dass durch das Durchbohren eine Durchgangsbohrung oder ein Durchgangsloch durch beide Strukturbauteile entsteht, in welcher die Verbindungskomponente letztendlich angeordnet ist bzw. verbleibt, um die beiden Strukturbauteile miteinander zu verbinden. Die Verbindungskomponente kann daher die Form eines herkömmlichen Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube, eines Bolzens oder eines Niets, aufweisen. Insbesondere kann die Verbindungskomponente die Form eines sog. lockbolt oder Hi-Lite aufweisen. It should be noted that the through-hole forms a through-hole or a through-hole through both structural components, in which the connection component is ultimately located or left in order to connect the two structural components to each other. The connection component may therefore be in the form of a conventional fastening means, such as a screw, a bolt or a rivet. In particular, the connection component may have the form of a so-called lockbolt or hi-lite.

Die Bohrkomponente und/oder die Verbindungskomponente können zylinderförmig bzw. stift- oder bolzenförmig ausgeführt sein. Die Bohrkomponente ist zum Beispiel ein Bohrkopf, welcher an einem Ende der Verbindungskomponente auf die Verbindungskomponente aufgesteckt ist bzw. formschlüssig oder kraftschlüssig mit dieser verbunden ist. Ferner kann die Bohrkomponente stoffschlüssig mit der Verbindungskomponente verbunden sein, beispielsweise durch eine Schweiß-, Löt-, oder Klebeverbindung. Dabei sind die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente entlang der Bohrachse hintereinander angeordnet und aneinander befestigt. Die Bohrachse ist dabei zum Beispiel die Symmetrieachse der Durchgangsbohrung, welche durch das Durchbohren der beiden Strukturbauteile entsteht. Somit kennzeichnet die Bohrachse die Bewegungsrichtung, welche durch die Befestigungsvorrichtung während des Durchbohrens ausgeführt wird. Mit anderen Worten bewegt sich die Befestigungsvorrichtung, das heißt die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente, während des Durchbohrens des ersten und des zweiten Strukturbauteils entlang der Bohrachse. Die Befestigungsvorrichtung kann dabei eine Rotationsbewegung oder Schraubbewegung ausführen. Es sei angemerkt, dass zumindest eines der beiden Strukturbauteile bereits vorgebohrt sein kann. Eine Vorbohrung kann dabei eines der beiden Strukturbauteile vollständig durchdringen. Ferner kann ein Innengewinde im zweiten Strukturbauteil, beispielsweise mittels Vorbohren, hergestellt sein. The drilling component and / or the connection component may be cylindrical or pin or bolt-shaped. The drilling component is, for example, a drill head which is plugged onto the connection component at one end of the connection component or is positively or non-positively connected thereto. Furthermore, the drilling component may be materially connected to the connection component, for example by a welding, soldering or adhesive connection. In this case, the drilling component and the connection component along the drilling axis are arranged one behind the other and fastened to each other. The drilling axis is, for example, the axis of symmetry of the through hole, which results from drilling through the two structural components. Thus, the drilling axis indicates the direction of movement which is performed by the fastening device during piercing. In other words, the fastening device, that is, the drilling component and the connection component, moves during the drilling of the first and the second structural component along the drilling axis. The fastening device can perform a rotational movement or screwing. It should be noted that at least one of the two structural components can already be predrilled. A pilot hole can completely penetrate one of the two structural components. Furthermore, an internal thread can be produced in the second structural component, for example by means of predrilling.

Die Durchgangsbohrung kann zudem mittels Fräs-Bohren oder Orbitalbohren hergestellt sein. Der Bohrvorgang muss also nicht notwendigerweise auf einen linearen Bohrvorgang beschränkt sein. The through hole can also be made by means of milling drilling or orbital drilling. The drilling process does not necessarily have to be limited to a linear drilling process.

Die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente sind lösbar miteinander befestigt oder im Bereich der Sollbruchstelle miteinander verbunden. Beispielsweise ist eine Trennstelle zwischen der Bohrkomponente und der Verbindungskomponente angeordnet, an welcher das Lösen beider Komponenten voneinander erfolgen kann. Das bedeutet, dass die Bohrkomponente beispielsweise durch ein mechanisches Steckprinzip auf die Verbindungskomponente aufgesetzt sein kann oder, dass die Bohrkomponente durch Stoffschluss mit der Verbindungskomponente verbunden sein kann. Für eine stoffschlüssige, trennbare Verbindung kommen beispielsweise Schweiß-, Löt-, oder Klebeverbindungen in Betracht. Die Sollbruchstelle kennzeichnet somit einen definierten Bereich zwischen der Verbindungskomponente und der Bohrkomponente, an welchem durch das Aufbringen einer externen Kraft die Bohrkomponente von der Verbindungskomponente getrennt und somit eine Bruchfläche erzeugt werden kann. Mit anderen Worten kann eine lösbare Befestigung zwischen der Bohrkomponente und der Verbindungskomponente durch ein mechanisches System erreicht werden oder aber durch ein irreversibles Abtrennen der Bohrkomponente von der Verbindungskomponente, beispielsweise bei einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen beiden Komponenten. Die Bohrkomponente kann bezüglich der Bohrachse eine bestimmte Exzentrizität aufweisen. Insbesondere kann eine Längsachse der Verbindungskomponente einen bestimmten Abstand zu einer Längsachse der Bohrkomponente aufweisen. The drilling component and the connection component are releasably secured together or connected together in the region of the predetermined breaking point. For example, a separation point between the drilling component and the connection component is arranged, at which the release of both components can take place from each other. This means that the drilling component can be placed, for example, by a mechanical plug-in principle on the connection component or that the drilling component can be connected by material connection with the connection component. For a cohesive, separable connection, for example, welded, soldered or glued joints are considered. The predetermined breaking point thus characterizes a defined area between the connection component and the drilling component, on which by the application of an external force, the drilling component can be separated from the connection component and thus a fracture surface can be generated. In other words, a releasable attachment between the drilling component and the connection component can be achieved by a mechanical system or by irreversibly separating the drilling component from the connection component, for example, in a material connection between the two components. The drilling component may have a certain eccentricity with respect to the drilling axis. In particular, a longitudinal axis of the connection component may have a certain distance from a longitudinal axis of the drilling component.

Jedenfalls ist die Bohrkomponente dazu ausgeführt, von der Verbindungskomponente nach dem Durchbohren des ersten Strukturbauteils und des zweiten Strukturbauteils gelöst bzw. getrennt zu werden. Somit kann die nicht mehr benötigte Bohrkomponente von der Verbindungskomponente entfernt werden, so dass aus der Durchgangsbohrung herausragende Teile und damit Unebenheiten vermieden werden. Ferner kann dadurch eine Gewichtseinsparung erzielt werden, was insbesondere in der Luftfahrt von Bedeutung ist. In any event, the drilling component is adapted to be disengaged from the connection component after drilling through the first structural component and the second structural component. Thus, the no longer required drilling component can be removed from the connection component, so that outstanding parts and thus unevenness are avoided from the through hole. Furthermore, this can be achieved a weight saving, which is particularly important in aviation.

Dies ermöglicht es auch, verschiedene Materialien für die Verbindungskomponente und die Bohrkomponente zu verwenden, so dass je nach Belastungsart unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen können. Insbesondere kann für die Bohrkomponente ein verschleißfestes Material verwendet werden, um ein effektives Durchbohren beider Strukturbauteile zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Bohrkomponente aus einer verschleißfesten metallischen Legierung oder aus einem speziellen Stahl gefertigt sein. Die Verbindungskomponente kann zum Beispiel aus Titan oder einer Titanlegierung gefertigt sein. Nach dem Durchbohren kann die nicht mehr benötigte Bohrkomponente von der Verbindungskomponente getrennt werden, so dass letztlich die Verbindungskomponente in der Durchgangsbohrung durch das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil verbleibt, um somit das erste Strukturbauteil mit dem zweiten Strukturbauteil kraftschlüssig zu verbinden. This also makes it possible to use different materials for the connection component and the drilling component, so that different materials can be used depending on the type of load. In particular, a wear-resistant material can be used for the drilling component to allow effective drilling through of both structural components. For example, the drilling component can be made of a wear-resistant metallic alloy or of a special steel. The connection component may be made of, for example, titanium or a titanium alloy. After drilling through, the drill component that is no longer required can be separated from the connection component, so that ultimately the connection component remains in the throughbore through the first structural component and the second structural component, thus frictionally connecting the first structural component to the second structural component.

Das erste und/oder das zweite Strukturbauteil können beispielsweise Sekundärstrukturbauteile, aber auch Primärstrukturbauteile eines Fahrzeugs sein. Insbesondere sind die Strukturbauteile Primär- oder Sekundärstrukturbauteile eines Luftfahrzeugs. Sekundärstrukturbauteile sind beispielsweise Halterungen, Systemanschlüsse, Systemträger, Hilfsrahmen, Querträger oder Verkleidungsteile einer Kabine des Luftfahrzeugs. Primärstrukturbauteile sind beispielsweise Rahmenstrukturen, Versteifungselemente, insbesondere Spanten oder Stringer, oder aber Hautstrukturen, wie beispielsweise die Außenhaut des Luftfahrzeugs. The first and / or the second structural component can be, for example, secondary structural components, but also primary structural components of a vehicle. In particular, the structural components are primary or secondary structural components of an aircraft. Secondary structural components are, for example, brackets, system connections, system carriers, subframes, cross members or trim parts of a cabin of the aircraft. Primary structural components are, for example, frame structures, stiffening elements, in particular ribs or stringers, or else skin structures, such as the outer skin of the aircraft.

Die Verbindungskomponente kann die Form einer Schraube, eines Stiftes, eines Bolzens oder eines Niets aufweisen. Die Verbindungskomponente kann ferner zumindest teilweise einen kreisförmigen Querschnitt bzw. eine Schaftform aufweisen. Während des Durchbohrens des ersten Strukturbauteils und des zweiten Strukturbauteils kann eine Rotationsbewegung des Schaftes der Verbindungskomponente ausgeführt werden, wobei die Rotationsbewegung durch ein entsprechendes Werkzeug, beispielsweise durch ein Schraubwerkzeug, initiiert werden kann. Die Bohrkomponente weist eine in Bewegungsrichtung spitz zulaufende Form auf. Insbesondere weist die Bohrkomponente die Form eines Bohrers oder Bohrkopfes auf. Die Sollbruchstelle, welche zwischen der Verbindungskomponente und der Bohrkomponente angeordnet ist, weist beispielsweise einen kleineren Querschnitt als die Bohrkomponente und/oder die Verbindungskomponente auf. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine Schwachstelle zwischen diesen beiden Komponenten vorgesehen ist, welches ein Trennen beider Komponenten voneinander durch das Aufbringen einer externen Kraft ermöglicht. The connection component may be in the form of a screw, a pin, a bolt or a rivet. The connection component Furthermore, it may at least partially have a circular cross section or a shank shape. During the drilling through of the first structural component and of the second structural component, a rotational movement of the shaft of the connecting component can be carried out, wherein the rotational movement can be initiated by a corresponding tool, for example by a screwing tool. The drilling component has a tapered shape in the direction of movement. In particular, the drilling component has the form of a drill or a drill head. The predetermined breaking point, which is arranged between the connection component and the drilling component, for example, has a smaller cross section than the drilling component and / or the connection component. This can ensure that a weak point between these two components is provided, which allows separation of both components from each other by the application of an external force.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungskomponente an einem ersten Ende eine Kopfkomponente mit einer Auflagefläche auf. Die Auflagefläche ist dazu ausgeführt, eine Anpresskraft zur kraftschlüssigen Verbindung des ersten Strukturbauteils mit dem zweiten Strukturbauteil zu übertragen. According to one embodiment of the invention, the connection component has a head component with a bearing surface at a first end. The support surface is designed to transmit a contact force for non-positive connection of the first structural component with the second structural component.

Die Kopfkomponente kann beispielsweise ein Schraubenkopf oder ein Nietkopf sein, dessen Auflagefläche mit dem ersten Strukturbauteil in direktem Kontakt steht, so dass beim Verbinden beider Strukturbauteile eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung entsteht. Hierfür kann vorgesehen sein, dass im Bereich eines zweiten Endes der Verbindungskomponente eine Mutter bzw. Gewindemutter aufgeschraubt bzw. gegengeschraubt werden kann, um gemeinsam mit der Kopfkomponente das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil fest aneinander anzuziehen. The head component may be, for example, a screw head or a rivet head, the bearing surface of which is in direct contact with the first structural component, so that a frictional or positive connection is created when connecting the two structural components. For this purpose, provision can be made for a nut or threaded nut to be screwed or counter-screwed in the area of a second end of the connection component in order to firmly tighten the first structural component and the second structural component together with the head component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungskomponente einen Schaft mit einem Außengewinde oder einer Riffelung auf. According to a further embodiment of the invention, the connection component has a shaft with an external thread or ribbing.

Das Außengewinde kann beispielsweise an einem zweiten Ende der Verbindungskomponente vorgesehen sein. Das Außengewinde ist dazu ausgeführt, um mit einer Gewindemutter verschraubt zu werden. Für den Fall, dass eine Gewindemutter auf das Außengewinde der Verbindungskomponente aufgeschraubt wird, kann das Aufschrauben der Mutter auf das Gewinde derart erfolgen, dass die Mutter mit dem zweiten Strukturbauteil in Kontakt steht und gleichzeitig die Auflagefläche der Kopfkomponente mit dem ersten Strukturbauteil in Kontakt steht, so dass das erste Strukturbauteil an das zweite Strukturbauteil angepresst wird, um somit die kraftschlüssige Verbindung beider Strukturbauteile herzustellen. Dies wird in der Figurenbeschreibung noch genauer erläutert werden. The external thread may be provided, for example, at a second end of the connection component. The external thread is designed to be screwed with a threaded nut. In the event that a threaded nut is screwed onto the external thread of the connecting component, the nut can be screwed onto the thread in such a way that the nut is in contact with the second structural component and at the same time the bearing surface of the head component is in contact with the first structural component, so that the first structural component is pressed against the second structural component in order thus to produce the frictional connection of both structural components. This will be explained in more detail in the description of the figures.

Es ist jedoch auch möglich, dass die beiden Strukturbauteile durch Einpressen, Einklemmen oder Einquetschen der Verbindungskomponente in die Durchgangsbohrung miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann die Verbindungskomponente auch in Form eines Bolzens mit einer Riffelung und ohne Gewinde ausgeführt sein, wobei diese bolzenförmige Verbindungskomponente in der Durchgangsbohrung vorgesehen und durch einen aufgequetschten Sicherungsring gehalten wird, um somit die kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung der beiden Strukturbauteile herzustellen. Somit muss nicht notwendigerweise eine Mutter im Bereich des zweiten Endes der Verbindungskomponente gegengeschraubt werden, um die kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung beider Strukturbauteile herzustellen. However, it is also possible that the two structural components are connected to each other by pressing, pinching or pinching the connection component in the through hole. For example, the connection component can also be designed in the form of a bolt with a corrugation and without thread, wherein this bolt-shaped connection component is provided in the through hole and held by a crimped retaining ring, so as to produce the frictional or positive connection of the two structural components. Thus, a nut need not necessarily be counter-screwed in the region of the second end of the connection component in order to produce the non-positive or positive connection of the two structural components.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungskomponente an einem zweiten Ende ein erstes Anschlusselement auf, welches dazu ausgeführt ist, die Verbindungskomponente mit der Bohrkomponente lösbar zu befestigen. Das zweite Ende des Verbindungselements kann dabei das zweite Ende sein, an welchem sich auch das Außengewinde befindet. According to a further embodiment of the invention, the connection component has at a second end a first connection element, which is designed to releasably fix the connection component with the drilling component. The second end of the connecting element can be the second end, on which the external thread is located.

Ein solches Anschlusselement kann unter Verwendung eines mechanischen Prinzips mit der Bohrkomponente direkt und lösbar verbunden sein. Beispielsweise kann das Anschlusselement ein Stecker sein, auf welchem die Bohrkomponente bzw. der Bohrkopf aufgesteckt wird. Das Anschlusselement kann somit die Verbindungskomponente und die Bohrkomponente beispielsweise durch eine Pressverbindung oder eine Schraubverbindung lösbar aneinander befestigen. Auf diese Weise ist es möglich, die Bohrkomponente nach dem Durchbohren des ersten und des zweiten Strukturbauteils stets von der Verbindungskomponente zu lösen, so dass die Bohrkomponente mehrmals verwendet werden kann. Dies führt wiederum zu Kosteneinsparungen sowie Einsparungen hinsichtlich des verwendeten Materials, da für die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente verschiedene Materialien verwendet werden können, welche auf den jeweiligen Zweck angepasst sind. Zudem kann durch das wiederholte Durchbohren mit derselben Bohrkomponente die Qualität der Bohrungen erhöht bzw. weitgehend vereinheitlicht werden. Such a connection element can be connected directly and detachably using a mechanical principle with the drilling component. For example, the connection element may be a plug on which the drilling component or the drill head is plugged. The connection element can thus releasably fasten the connection component and the drilling component to one another, for example by means of a press connection or a screw connection. In this way, it is possible to always release the drilling component after drilling through the first and the second structural component of the connection component, so that the drilling component can be used several times. This in turn leads to cost savings and savings in terms of the material used, since for the drilling component and the connection component different materials can be used, which are adapted to the particular purpose. In addition, the quality of the holes can be increased or largely standardized by the repeated drilling with the same drilling component.

Es ist ebenfalls möglich, mehrere verschieden ausgeführte Bohrkomponenten für dieselbe Verbindungskomponente zu verwenden, beispielsweise durch Vereinheitlichung der Verbindung beider Komponenten bzw. des Anschlusselements hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung. Dies ermöglicht es auch, das Material der Bohrkomponente auf den jeweiligen Zweck bzw. auf das zu durchbohrende Material abzustimmen. It is also possible to use a plurality of differently executed drilling components for the same connection component, for example by unifying the connection of both Components or of the connection element with respect to the geometric design. This also makes it possible to match the material of the drilling component on the particular purpose or on the material to be drilled.

Das Anschlusselement kann auch dazu verwendet werden, um die kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Strukturbauteilen herzustellen, beispielsweise durch Aufstecken eines Gegenstücks auf das Anschlusselement, ähnlich wie beim Aufschrauben der Gewindemitter auf das Außengewinde der Verbindungskomponente. The connecting element can also be used to produce the frictional connection between the two structural components, for example by attaching a counterpart to the connecting element, similar to when screwing the threaded emitter on the external thread of the connecting component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungskomponente dazu ausgeführt, die kraftschlüssige Verbindung durch Vorsehen eines Sicherungselements im Bereich des zweiten Endes der Verbindungskomponente bereitzustellen. According to a further embodiment of the invention, the connection component is designed to provide the frictional connection by providing a securing element in the region of the second end of the connection component.

Das Sicherungselement kann beispielsweise ein Sicherungsring oder eine aufschraubbare Gewindemutter sein. Eine Mutter kann dabei auf das Außengewinde der schaftförmigen oder zylinderförmigen Verbindungskomponente aufgeschraubt werden, um somit im Zusammenspiel mit der Kopfkomponente am ersten Ende der Verbindungskomponente beide Strukturbauteile kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Die Mutter kann dabei in direktem Kontakt mit dem zweiten Strukturbauteil stehen, wobei die Auflagefläche der Kopfkomponente in direktem Kontakt mit dem ersten Strukturbauteil steht. Somit kann ein festes Anziehen beider Strukturbauteile zueinander gewährleistet werden. The securing element may for example be a locking ring or a screw-threaded nut. In this case, a nut can be screwed onto the external thread of the shaft-shaped or cylindrical connection component, in order thus to non-positively connect both structural components with one another in interaction with the head component at the first end of the connection component. The nut can be in direct contact with the second structural component, wherein the bearing surface of the head component is in direct contact with the first structural component. Thus, a firm tightening of both structural components to each other can be ensured.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungskomponente dazu ausgeführt, die kraftschlüssige Verbindung durch Einschrauben der Verbindungskomponente in das zweite Strukturbauteil bereitzustellen. According to a further embodiment of the invention, the connection component is designed to provide the non-positive connection by screwing the connection component into the second structural component.

Es ist somit nicht erforderlich, dass die kraftschlüssige Verbindung durch eine Mutter im Bereich des zweiten Endes der Verbindungskomponente hergestellt wird. Vielmehr kann das Außengewinde der schaftförmigen Verbindungskomponente in ein im zweiten Strukturbauteil vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt werden, um somit im Zusammenspiel mit der Kopfkomponente die kraftschlüssige Verbindung herzustellen. Dadurch kann erreicht werden, dass an einer Oberfläche des zweiten Strukturbauteils keine Unebenheit durch das Vorsehen einer zusätzlichen Mutter entsteht. Dies wird ebenfalls in der Figurenbeschreibung noch genauer erläutert werden. It is thus not necessary that the frictional connection is made by a nut in the region of the second end of the connection component. Rather, the external thread of the shaft-shaped connection component can be screwed into an internal thread provided in the second structural component in order thus to produce the frictional connection in cooperation with the head component. It can thereby be achieved that on a surface of the second structural component no unevenness is created by the provision of an additional nut. This will also be explained in more detail in the description of the figures.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungskomponente in Form einer Schraube oder in Form eines Niets ausgebildet. According to a further embodiment of the invention, the connection component is designed in the form of a screw or in the form of a rivet.

Insbesondere weist die Verbindungskomponente eine Kopfkomponente auf, beispielsweise einen Schraubenkopf oder einen Nietkopf. Die Kopfkomponente der Verbindungskomponente weist beispielsweise einen Sechskantschraubenkopf oder einen Innensechskant auf, so dass mithilfe eines entsprechenden Werkzeugs eine Drehbewegung der Verbindungskomponente und der damit verbundenen Bohrkomponente veranlasst werden kann. Ein solches Werkzeug ist beispielsweise ein Schraubwerkzeug, wie beispielsweise ein Akkuschrauber oder aber auch ein Schraubenschlüssel. Ebenso kann ein solches Werkzeug auch ein Nietwerkzeug sein. In particular, the connection component has a head component, for example a screw head or a rivet head. For example, the head component of the connector component includes a hex screw head or hex so that rotational movement of the connector component and associated drilling component may be caused by a corresponding tool. Such a tool is for example a screwing tool, such as a cordless screwdriver or even a wrench. Likewise, such a tool can also be a riveting tool.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Verbindungskomponente und die Bohrkomponente unterschiedliche Materialien auf. According to a further embodiment of the invention, the connection component and the drilling component comprise different materials.

Das bedeutet, dass die Verbindungskomponente und die Bohrkomponente aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, wodurch erreicht wird, dass die jeweils für bestimmte Anforderungen benötigten Werkstoffe bzw. Materialien aufgabenspezifisch bereitgestellt werden können. Mit anderen Worten kann für die Bohrkomponente ein verschleißfestes Material verwendet werden, welches dazu geeignet ist, die zu montierenden bzw. zu verbindenden Strukturbauteile effektiv zu durchbohren, wobei die mit der Bohrkomponente verbundene Verbindungskomponente ein Material aufweist, welches dazu geeignet ist, unterschiedliche Lastarten, die während des Betriebs an den Strukturbauteilen auftreten, zu übertragen. Solche Lastarten sind beispielsweise Zugkräfte, Druckkräfte, Torsionskräfte oder zyklische Beanspruchungen. Zur Übertragung solcher Lasten kann es insbesondere erforderlich sein, ein von der Bohrkomponente verschiedenes Material zu verwenden. Es ist beispielsweise möglich, dass die Bohrkomponente aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist, wohingegen die Verbindungskomponente aus einem Kunststoff gefertigt ist, so dass die beiden Strukturbauteile mittels des metallischen Werkstoffs der Bohrkomponente durchbohrt werden können, jedoch die in der Durchgangsbohrung durch die Strukturbauteile verbleibende Verbindungskomponente einen Kunststoff aufweist, so dass Gewichtseinsparungen erzielt werden können. In einem solchen Fall ist es möglich, die metallische Bohrkomponente an der aus einem Kunststoff gefertigten Verbindungskomponente durch ein mechanisches System zu befestigen. Die Verbindungskomponente kann auch aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt sein. Die Strukturbauteile können ebenfalls aus einem Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Es ist auch möglich, dass zumindest eines der Strukturbauteile aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt ist. This means that the connection component and the drilling component are made of different materials, whereby it is possible to provide the materials or materials required in each case for specific requirements in a task-specific manner. In other words, a wear-resistant material can be used for the drilling component which is suitable for effectively drilling through the structural components to be assembled, wherein the connection component connected to the drilling component comprises a material which is suitable for different load types occur during operation on the structural components. Such load types are, for example, tensile forces, compressive forces, torsional forces or cyclic stresses. In particular, to transfer such loads, it may be necessary to use a different material than the drilling component. It is for example possible that the drilling component is made of a metallic material, whereas the connection component is made of a plastic, so that the two structural components can be pierced by means of the metallic material of the drilling component, but the remaining in the through hole through the structural components connecting component Plastic so that weight savings can be achieved. In such a case, it is possible to attach the metallic drilling component to the connection component made of a plastic by a mechanical system. The connection component can also be made of a fiber composite material. The structural components can also be made of a plastic or of a metallic material. It is also possible that at least one of the structural components is made of a fiber composite material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Bohrkomponente und/oder die Verbindungskomponente während des Durchbohrens des ersten Strukturbauteils und des zweiten Strukturbauteils beheizbar. According to a further embodiment of the invention, the drilling component and / or the connection component can be heated during the drilling through of the first structural component and of the second structural component.

Dabei können die Bohrkomponente und/oder die Verbindungskomponente beispielsweise aktiv und durch eine externe Heizvorrichtung beheizt werden. Eine solche Beheizung kann beispielsweise durch das verwendete Werkzeug, welches das Durchbohren der beiden Strukturbauteile mittels der Befestigungsvorrichtung veranlasst, erfolgen. Durch die Beheizung ist es möglich, die Materialeigenschaften des ersten Strukturbauteils und des zweiten Strukturbauteils zu beeinflussen, so dass der Bohrvorgang während des Durchbohrens beider Strukturbauteile effektiver durchgeführt werden kann. Insbesondere kann durch die externe Beheizung der Verschleiß der Bohrkomponente reduziert werden. In this case, the drilling component and / or the connection component can be heated, for example, actively and by an external heating device. Such heating can be done, for example, by the tool used, which causes the drilling of the two structural components by means of the fastening device. By heating, it is possible to influence the material properties of the first structural component and of the second structural component, so that the drilling process during the drilling through of both structural components can be carried out more effectively. In particular, the wear of the drilling component can be reduced by the external heating.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Bohrkomponente einen größeren Durchmesser auf als die Verbindungskomponente und/oder die Sollbruchstelle. According to a further embodiment of the invention, the drilling component has a larger diameter than the connection component and / or the predetermined breaking point.

Die Bohrkomponente und/oder die Verbindungskomponente können beispielsweise schaftförmig bzw. zylinderförmig ausgeführt sein, wobei der Durchmesser den Außendurchmesser des Schaftes bzw. des Zylinders kennzeichnet. Indem die Bohrkomponente einen größeren Durchmesser aufweist als die Verbindungskomponente, kann eine ausreichend große Durchgangsbohrung durch die miteinander zu verbindenden Strukturbauteile bereitgestellt werden, so dass die Verbindungskomponente in die Durchgangsbohrung durch die beiden Strukturbauteile eingeführt werden kann. Die Sollbruchstelle weist einen geringeren Durchmesser als die Bohrkomponente auf, um somit beispielsweise durch eine Kerbwirkung eine Schwachstelle im Verbindungsbereich von der Bohrkomponente zur Verbindungskomponente bereitzustellen. Diese Schwachstelle ist insbesondere bei einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungskomponente und der Bohrkomponente erforderlich, um das Trennen der Bohrkomponente von der Verbindungskomponente durch Aufbringen einer externen Kraft zu ermöglichen. The drilling component and / or the connection component can be designed, for example, in the form of a shank or cylinder, the diameter characterizing the outer diameter of the shank or of the cylinder. By having the drilling component of a larger diameter than the connection component, a sufficiently large through-hole can be provided by the structural members to be joined together, so that the connection component can be inserted into the through-hole through the two structural members. The predetermined breaking point has a smaller diameter than the drilling component, in order thus to provide, for example by a notch effect, a weak point in the connection region from the drilling component to the connection component. This weakness is particularly required in a material connection between the connection component and the drilling component to allow the separation of the drilling component from the connection component by applying an external force.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungskomponente einen größeren Durchmesser auf als die Sollbruchstelle. According to a further embodiment of the invention, the connection component has a larger diameter than the predetermined breaking point.

Die Sollbruchstelle stellt somit eine Einschnürung zwischen der Verbindungskomponente und der Bohrkomponente dar, so dass eine Kerbwirkung und somit eine Schwachstelle zwischen der Verbindungskomponente und der Bohrkomponente bereitgestellt werden kann, um beide Komponenten voneinander trennen zu können. Die Sollbruchstelle ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass nach dem Trennen der Verbindungskomponente von der Bohrkomponente eine möglichst ebene Bruchfläche entsteht. Die Sollbruchstelle kann ferner den Übergang zweier verschiedener Materialien darstellen. Das bedeutet, dass die Verbindungskomponente und die Bohrkomponente unterschiedliche Materialien aufweisen bzw. aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, wobei ein abrupter oder kontinuierlicher Übergang zwischen beiden Materialien im Bereich der Sollbruchstelle vorgesehen ist. The predetermined breaking point thus represents a constriction between the connection component and the drilling component, so that a notch effect and thus a weak point between the connection component and the drilling component can be provided in order to separate the two components from each other. The predetermined breaking point is preferably designed in such a way that, after the separation of the connecting component from the drilling component, the surface of the fracture is as flat as possible. The predetermined breaking point can also represent the transition of two different materials. This means that the connection component and the drilling component have different materials or are made of different materials, wherein an abrupt or continuous transition between the two materials is provided in the region of the predetermined breaking point.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrkomponente in Bezug zur Bohrachse exzentrisch angeordnet. According to a further embodiment of the invention, the drilling component is arranged eccentrically with respect to the drilling axis.

Dabei kann die Bohrkomponente bezüglich einer Längsachse der Verbindungskomponente, welche kongruent zur Bohrachse ist, exzentrisch angeordnet sein. Es ist somit möglich, dass der Durchmesser der Bohrkomponente geringer ist als der Durchmesser der herzustellenden Durchgangsbohrung oder der Verbindungskomponente. Die Durchgangsbohrung kann zudem mittels Fräs-Bohren oder Orbitalbohren hergestellt sein. Dadurch kann insbesondere die Passgenauigkeit sowie die Oberflächenqualität der Durchgangsbohrung erhöht werden. In this case, the drilling component can be arranged eccentrically with respect to a longitudinal axis of the connecting component, which is congruent to the drilling axis. It is thus possible that the diameter of the drilling component is smaller than the diameter of the through hole or the connection component to be produced. The through hole can also be made by means of milling drilling or orbital drilling. As a result, in particular the accuracy of fit and the surface quality of the through hole can be increased.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil Sekundärstrukturkomponenten eines Fahrzeugs. According to a further embodiment of the invention, the first structural component and the second structural component are secondary structural components of a vehicle.

Solche Sekundärstrukturkomponenten sind beispielsweise Halterungen oder Verkleidungsteile des Fahrzeugs. Insbesondere können Verkleidungsteile des Fahrzeugs an Halterungen angebracht werden, wobei das erste Strukturbauteil die Halterung und das zweite Strukturbauteil das Verkleidungsteil darstellt oder umgekehrt. Das Fahrzeug ist zum Beispiel ein Luftfahrzeug. Such secondary structural components are, for example, brackets or trim parts of the vehicle. In particular, trim parts of the vehicle can be attached to brackets, wherein the first structural component represents the bracket and the second structural component represents the trim panel, or vice versa. The vehicle is for example an aircraft.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Luftfahrzeug mit einem ersten Strukturbauteil und einem zweiten Strukturbauteil angegeben. Das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil sind durch eine Befestigungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, kraftschlüssig miteinander verbunden. According to one aspect of the invention, an aircraft is specified with a first structural component and a second structural component. The first structural component and the second structural component are non-positively connected to each other by a fastening device, as described above.

Das Luftfahrzeug ist beispielsweise ein Flugzeug oder ein Hubschrauber. The aircraft is for example an aircraft or a helicopter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Strukturbauteilen angegeben. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein lösbares Befestigen einer Bohrkomponente an einer Verbindungskomponente oder ein Verbinden bzw. Befestigen der Bohrkomponente an der Verbindungskomponente durch eine Sollbruchstelle, so dass die Bohrkomponente und die Verbindungskomponente entlang einer Bohrachse hintereinander angeordnet sind. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Durchbohren eines ersten Strukturbauteils und eines zweiten Strukturbauteils mittels der Bohrkomponente. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Trennen der Bohrkomponente von der Verbindungskomponente. Ferner erfolgt in einem weiteren Schritt ein kraftschlüssiges oder formschlüssiges Verbinden des ersten Strukturbauteils mit dem zweiten Strukturbauteil durch die Verbindungskomponente, nachdem die Bohrkomponente von der Verbindungskomponente getrennt wurde. According to a further aspect of the invention, a method for producing a frictional connection between structural components is specified. In one step of the method, releasably attaching a drilling component to a connection component or attaching the drilling component to the component takes place Connection component through a predetermined breaking point, so that the drilling component and the connection component along a drilling axis are arranged one behind the other. In a further step, a first structural component and a second structural component are pierced by means of the drilling component. In a further step, the drilling component is separated from the connection component. Furthermore, in a further step, a frictional or positive connection of the first structural component with the second structural component is performed by the connection component after the drilling component has been separated from the connection component.

Das Durchbohren des ersten Strukturbauteils und des zweiten Strukturbauteils mittels der Bohrkomponente sowie das Trennen der Bohrkomponente von der Verbindungskomponente können beispielsweise in einem automatisierten Prozess durch dasselbe Werkzeug oder mittels unterschiedlicher, kooperierender Werkzeuge erfolgen. The drilling through of the first structural component and of the second structural component by means of the drilling component as well as the separation of the drilling component from the connecting component can take place, for example, in an automated process by the same tool or by means of different, cooperating tools.

In einem weiteren Schritt kann das Aufschrauben einer Mutter an ein zweites Ende der Verbindungskomponente vorgesehen sein, so dass die aufgeschraubte Mutter im Zusammenspiel mit einer am ersten Ende der Verbindungskomponente vorgesehenen Kopfkomponente die kraftschlüssige Verbindung herstellt, um somit dass das erste Strukturbauteil mit dem zweiten Strukturbauteil fest zu verbinden. Insbesondere werden beide Strukturbauteile gegeneinander gepresst oder aneinander angezogen. In a further step, the screwing on of a nut to a second end of the connection component may be provided so that the screwed-on nut, in cooperation with a head component provided on the first end of the connection component, establishes the frictional connection so as to secure the first structural component to the second structural component connect to. In particular, both structural components are pressed against each other or attracted to each other.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem weiteren Schritt ein Dichtungsmittel zum Abdichten der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Strukturbauteil und dem zweiten Strukturbauteil vorgesehen. According to one embodiment of the invention, in a further step, a sealing means for sealing the frictional connection between the first structural component and the second structural component is provided.

Dabei können insbesondere Trennflächen zwischen der Durchgangsbohrung und der Verbindungskomponente abgedichtet werden. Das Dichtungsmittel kann beispielsweise schon während des Fertigungsprozesses an der Verbindungskomponente und/oder der Bohrkomponente vorgesehen sein. Ein solches Dichtungsmittel kann ein Fluid sein, welches nach der kraftschlüssigen Verbindung beider Strukturbauteile aushärtet. Das Dichtungsmittel kann also in die Durchbohrung eingebracht werden, während die Befestigungsvorrichtung in die beiden Strukturbauteile eingeführt bzw. eingebohrt wird. In particular, separating surfaces between the through-hole and the connection component can be sealed. For example, the sealing means may already be provided on the connection component and / or the drilling component during the manufacturing process. Such a sealing means may be a fluid which hardens after the non-positive connection of both structural components. The sealing means can thus be introduced into the throughbore, while the fastening device is introduced or drilled into the two structural components.

Generell kann durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung eine Reduktion der Anzahl der Bearbeitungsschritte beim Verbinden von Strukturbauteilen erreicht werden, da die Bohrung und die Befestigung nicht mehr in zwei separaten Schritten durchgeführt werden muss, sondern durch die Befestigungsvorrichtung, welche sowohl die Bohrkomponente als auch die Verbindungskomponente aufweist, ein Durchbohren und ein unmittelbar sich anschließendes Verbinden der beiden Strukturbauteile in einem gemeinsamen Schritt durchgeführt werden kann. Dies führt zu einer Verkürzung der Montagezeit solcher Strukturbauteile sowie zu einer Reduzierung sog. non-recurring costs für die verwendeten Werkzeuge und Bauteile und einer Reduzierung sog. recurring costs des Herstellungsprozesses. Insbesondere kann die Bohrkomponente wiederverwendbar ausgeführt sein. Zudem kann die Prozessqualität verbessert und der Aufwand für die Qualitätskontrolle des Bohrvorgangs reduziert werden. In general, a reduction of the number of processing steps in connecting structural components can be achieved by the fastening device according to the invention, since the drilling and the attachment need not be carried out in two separate steps, but by the fastening device which has both the drilling component and the connection component, piercing and immediately subsequent joining of the two structural components can be performed in a common step. This leads to a shortening of the assembly time of such structural components and to a reduction in so-called non-recurring costs for the tools and components used and a reduction in so-called recurring costs of the production process. In particular, the drilling component can be designed to be reusable. In addition, the process quality can be improved and the expense of quality control of the drilling process can be reduced.

Durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung werden letztendlich zwei Prozessschritte in einem Prozessschritt vereint, nämlich zum einen das Durchbohren beider Strukturbauteile und zum anderen das kraftschlüssige Verbinden beider Strukturbauteile. The fastening device according to the invention ultimately combines two process steps in one process step, namely, on the one hand, the drilling through of both structural components and, on the other hand, the frictional connection of the two structural components.

Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures

1A zeigt eine Befestigungsvorrichtung vor dem Durchbohren zweier Strukturbauteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1A shows a fastening device before drilling through two structural components according to an embodiment of the invention.

1B zeigt eine Befestigungsvorrichtung während des Durchbohrens zweier Strukturbauteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1B shows a fastening device during the drilling through two structural components according to an embodiment of the invention.

1C zeigt eine Befestigungsvorrichtung nach dem Durchbohren zweier Strukturbauteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1C shows a fastening device after drilling through two structural components according to an embodiment of the invention.

1D zeigt die Entfernung einer Bohrkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1D shows the removal of a drilling component according to an embodiment of the invention.

1E zeigt die Verbindung zweier Strukturbauteile mittels einer Befestigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1E shows the connection of two structural components by means of a fastening device according to an embodiment of the invention.

1F zeigt die Verbindung zweier Strukturbauteile mittels einer Befestigungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1F shows the connection of two structural components by means of a fastening device according to a further embodiment of the invention.

1G zeigt das Durchbohren des ersten Strukturbauteils mittels einer exzentrisch an der Verbindungskomponente angebrachten Bohrkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1G shows the piercing of the first structural component by means of an eccentrically mounted on the connection component drilling component according to an embodiment of the invention.

1H zeigt den Zustand nach dem Durchbohren des ersten Strukturbauteils mittels einer exzentrisch an der Verbindungskomponente angebrachten Bohrkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1H shows the state after drilling through the first structural component by means of an eccentrically mounted on the connection component drilling component according to an embodiment of the invention.

2A zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer mit der Verbindungskomponente stoffschlüssig verbundenen Bohrkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2A shows a fastening device with a connection component and with a the connection component cohesively connected drilling component according to an embodiment of the invention.

2B zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer an der Verbindungskomponente befestigten Bohrkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 B shows a fastening device with a connection component and a drilling component attached to the connection component according to an embodiment of the invention.

2C zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer an der Verbindungskomponente befestigten Bohrkomponente gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2C shows a fastening device with a connection component and a drilling component attached to the connection component according to a further embodiment of the invention.

2D zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer an der Verbindungskomponente befestigten Bohrkomponente gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2D shows a fastening device with a connection component and a drilling component attached to the connection component according to a further embodiment of the invention.

2E zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer an der Verbindungskomponente befestigten Bohrkomponente gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 2E shows a fastening device with a connection component and a drilling component fastened to the connection component according to a further embodiment of the invention.

2F zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit einer Verbindungskomponente und einer mit der Verbindungskomponente stoffschlüssig verbundenen Bohrkomponente gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2F shows a fastening device with a connection component and a cohesively connected to the connection component drilling component according to another embodiment of the invention.

3 zeigt ein Luftfahrzeug mit einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung zweier Strukturbauteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows an aircraft with a fastening device for fastening two structural components according to an embodiment of the invention.

4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Strukturbauteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a flowchart for a method for establishing a frictional connection between structural components according to an embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen Detailed description of exemplary embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet sein. The illustrations in the figures are schematic and not to scale. If the same reference numerals are used in different figures in the following description of the figures, these designate the same or similar elements. However, identical or similar elements can also be designated by different reference symbols.

1A zeigt eine Befestigungsvorrichtung 1 vor dem Durchdringen bzw. Durchbohren eines ersten Strukturbauteils 31 und eines zweiten Strukturbauteils 32. Die Befestigungsvorrichtung 1 wird durch ein Werkzeug 40 während des Durchbohrens der beiden Strukturbauteile 31, 32 in Richtung der Strukturbauteile 31, 32 bewegt und durchbohrt diese beispielsweise durch eine Dreh- bzw. Schraubbewegung 50. Die Befestigungsvorrichtung 1 weist eine Verbindungskomponente 10 und eine Bohrkomponente 20 auf, welche mit der Verbindungskomponente 10 lösbar oder trennbar befestigt ist. Die lösbare Befestigung kann beispielsweise durch eine mechanische Verbindung oder durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 bereitgestellt werden. In dem in 1A dargestellten Fall ist eine Sollbruchstelle 21 zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 vorgesehen, welche eine Schwachstelle bildet, um die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10, beispielsweise durch Aufbringen einer externen Kraft, trennen zu können. Es sei jedoch angemerkt, dass auch mechanische Verbindungsprinzipien wie beispielsweise Steckverbindungen, Pressverbindungen oder Schraubverbindungen zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 vorgesehen sein können. Die Verbindungskomponente 10 weist einen zylinderförmigen Schaft mit einem Außengewinde 11 im Bereich eines zweiten Endes der Verbindungskomponente 10 auf. Im Bereich eines ersten Endes der Verbindungskomponente 10 weist diese eine Kopfkomponente 12 auf, welche beispielsweise in Form eines Schraubenkopfes oder eines Nietkopfes ausgeführt ist. Diese Kopfkomponente 12 weist eine Auflagefläche 13 auf, welche nach dem Durchdringen der Strukturbauteile 31, 32 auf dem ersten Strukturbauteil 31 aufliegt. Ferner kann eine Wärmequelle bzw. eine Heizvorrichtung 41 vorgesehen sein, welche die Befestigungsvorrichtung 1 vor oder während des Durchbohrens der beiden Strukturbauteile 31, 32 erwärmt bzw. erhitzt. Dabei kann die Verbindungskomponente 10 und/oder die Bohrkomponente 20 erhitzt werden, so dass die Materialeigenschaften der zu verbindenden Strukturbauteile 31, 32 im Bereich der Durchgangsbohrung gezielt eingestellt werden können. Somit kann der Bohrprozess effektiver gestaltet werden. 1A shows a fastening device 1 before penetrating or piercing a first structural component 31 and a second structural component 32 , The fastening device 1 is through a tool 40 during the drilling of the two structural components 31 . 32 in the direction of the structural components 31 . 32 moves and pierces them, for example, by a rotary or screwing movement 50 , The fastening device 1 has a connection component 10 and a drilling component 20 on which with the connection component 10 is releasably or separably attached. The releasable attachment may be, for example, by a mechanical connection or by a material connection between the connection component 10 and the drilling component 20 to be provided. In the in 1A Case shown is a predetermined breaking point 21 between the connection component 10 and the drilling component 20 provided, which forms a weak spot to the drilling component 20 from the connection component 10 For example, by applying an external force to be able to separate. It should be noted, however, that mechanical connection principles such as, for example, plug connections, press connections or screw connections between the connection component 10 and the drilling component 20 can be provided. The connection component 10 has a cylindrical shaft with an external thread 11 in the region of a second end of the connection component 10 on. In the area of a first end of the connection component 10 this has a head component 12 on, which is designed for example in the form of a screw head or a rivet head. This header component 12 has a support surface 13 on which after penetrating the structural components 31 . 32 on the first structural component 31 rests. Furthermore, a heat source or a heating device 41 be provided, which is the fastening device 1 before or during the drilling of the two structural components 31 . 32 heated or heated. In this case, the connection component 10 and / or the drilling component 20 be heated so that the material properties of the structural components to be joined 31 . 32 can be adjusted specifically in the area of the through hole. Thus, the drilling process can be made more effective.

1B zeigt die Befestigungsvorrichtung 1 während des Durchbohrens bzw. Durchdringens der beiden Strukturbauteile 31, 32. Die Befestigungsvorrichtung 1 wird dabei wiederum durch das Werkzeug 40 angetrieben. Beispielsweise wird eine Drehbewegung 50 gekoppelt mit einer Translationsbewegung durch das Werkzeug 40 ausgeführt, so dass sich die Befestigungsvorrichtung 1 während des Durchbohrens in die beiden Strukturbauteile 31, 32 hineindreht. Dabei bewegt sich die Befestigungsvorrichtung 1 und damit die Verbindungskomponente 10 und die Bohrkomponente 20 entlang einer Bohrachse 2. Es sei angemerkt, dass die Verbindungskomponente 10 sowie die Bohrkomponente 20 in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Befestigungsvorrichtung 1 während des Durchbohrens entlang der Bohrachse 2 hintereinander angeordnet sind. Die Bohrkomponente 20 kann eine spitz zulaufende Form, beispielsweise die Form eines Bohrers bzw. Bohrkopfes, aufweisen. Dabei kann ein Durchmesser der Bohrkomponente 20 größer sein als ein Durchmesser der Verbindungskomponente 10. Insbesondere ist die Bohrkomponente 20 dazu ausgeführt, das erste Strukturbauteil 31 und das zweite Strukturbauteil 32 mit sehr geringem Verschleiß zu durchbohren. Die Verbindungskomponente 10 ist hingegen dazu ausgeführt, die beiden Strukturbauteile 31, 32 nach dem Durchbohren der beiden Strukturbauteile 31, 32 und nach dem Abtrennen der Bohrkomponente 20 die beiden Strukturbauteile 31, 32 kraftschlüssig miteinander zu verbinden. 1B shows the fastening device 1 during the piercing or penetration of the two structural components 31 . 32 , The fastening device 1 In turn, this is done by the tool 40 driven. For example, a rotary motion 50 coupled with a translational movement through the tool 40 executed, so that the fastening device 1 during drilling into the two structural components 31 . 32 into turns. In this case, the fastening device moves 1 and thus the connection component 10 and the drilling component 20 along a drilling axis 2 , It should be noted that the connection component 10 and the drilling component 20 with respect to the direction of movement of the fastening device 1 while drilling along the drilling axis 2 arranged one behind the other. The drilling component 20 may have a tapered shape, for example, the shape of a drill or drill head. In this case, a diameter of the drilling component 20 greater than a diameter of the connection component 10 , In particular, the drilling component 20 to do this, the first structural component 31 and the second structural component 32 with very little wear to pierce. The connection component 10 On the other hand, the two structural components are designed for this purpose 31 . 32 after drilling through the two structural components 31 . 32 and after disconnecting the drilling component 20 the two structural components 31 . 32 non-positively connect with each other.

1C zeigt die Befestigungsvorrichtung 1 nach dem Durchbohren des ersten Strukturbauteils 31 und des zweiten Strukturbauteils 32. Dabei ragt die Bohrkomponente 20 vollständig aus der durch das Durchbohren entstandenen Durchgangsbohrung heraus, so dass diese nun durch ein Werkzeug von der Verbindungskomponente 10 abgetrennt werden kann. Ferner kann, wie in 1C dargestellt, die Verbindungskomponente 10 ein Außengewinde 11 aufweisen, welches ebenfalls aus der hergestellten Durchgangsbohrung herausragt. Zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 ist die Sollbruchstelle 21 vorgesehen, an welcher ein Abtrennen der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 erfolgt. Dabei wird die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 entlang einer Trennlinie 22 abgelöst bzw. abgetrennt. Die Abtrennung kann durch äußeres mechanisches Einwirken bzw. durch eine äußere Kraft erfolgen. 1C shows the fastening device 1 after drilling through the first structural component 31 and the second structural component 32 , The drilling component protrudes 20 completely out of the through-hole resulting from the drilling, so that this now by a tool from the connection component 10 can be separated. Furthermore, as in 1C shown, the connection component 10 an external thread 11 have, which also protrudes from the produced through hole. Between the connection component 10 and the drilling component 20 is the breaking point 21 provided at which a separation of the drilling component 20 from the connection component 10 he follows. This is the drilling component 20 from the connection component 10 along a dividing line 22 detached or separated. The separation can be carried out by external mechanical action or by an external force.

1D zeigt ein Werkzeug 40, durch welches das Abtrennen der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 bewerkstelligt wird. Dabei wird das Werkzeug 40 entlang der durch Pfeil gekennzeichneten Richtung 51 bewegt und trennt somit die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10. Entlang der Trennlinie 22 entsteht nach dem Abtrennen bzw. Ablösen der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 eine Trennfläche. Ferner kann eine Mutter 23 auf das Außengewinde 11 der Verbindungskomponente 10 aufgeschraubt werden, um somit im Zusammenspiel mit der Kopfkomponente 12 der Verbindungskomponente 10 die beiden Strukturbauteile 31, 32 miteinander kraftschlüssig zu verbinden. Die Mutter 23 weist dazu eine Auflagefläche 24 auf, welche zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem zweiten Strukturbauteil 32 in direktem Kontakt steht. Die Auflagefläche 13 der Kopfkomponente 12 steht zur kraftschlüssigen Verbindung beider Strukturbauteile 31, 32 mit dem ersten Strukturbauteil 31 in direktem Kontakt. Dabei liegen zum einen die Auflagefläche 13 der Kopfkomponente 12 mit der Kontaktfläche 33 des ersten Strukturbauteils 31 in Kontakt und die Auflagefläche 24 der Mutter 23 steht mit der Kontaktfläche 34 des zweiten Strukturbauteils 32 in Kontakt. Es sei jedoch angemerkt, dass in 1D lediglich derjenige Zustand gezeigt ist, welcher die kraftschlüssige Verbindung der beiden Strukturbauteile 31, 32 beschreibt. 1D shows a tool 40 by which the separation of the drilling component 20 from the connection component 10 is accomplished. This is where the tool becomes 40 along the direction indicated by the arrow 51 moves and thus separates the drilling component 20 from the connection component 10 , Along the dividing line 22 arises after separation or detachment of the drilling component 20 from the connection component 10 a dividing surface. Furthermore, a mother 23 on the external thread 11 the connection component 10 be screwed, so in interaction with the head component 12 the connection component 10 the two structural components 31 . 32 to connect with each other frictionally. The mother 23 has a support surface 24 on, which for non-positive connection with the second structural component 32 is in direct contact. The bearing surface 13 the head component 12 is the non-positive connection of both structural components 31 . 32 with the first structural component 31 in direct contact. On the one hand there are the bearing surface 13 the head component 12 with the contact surface 33 of the first structural component 31 in contact and the bearing surface 24 mother 23 stands with the contact surface 34 of the second structural component 32 in contact. It should be noted, however, that in 1D only that state is shown which the non-positive connection of the two structural components 31 . 32 describes.

1E zeigt den Zustand der kraftschlüssigen Verbindung beider Strukturbauteile 31, 32, wobei die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 bereits abgetrennt wurde. Die dadurch entstandene Trennfläche 25 ist in 1E ebenfalls gezeigt. Es sei angemerkt, dass die in 1E gezeigte Darstellung die Verbindung der beiden Strukturbauteile 31, 32 durch die Verbindungskomponente 10 zeigt, bei welcher die kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Strukturbauteilen 31, 32 durch das Vorsehen einer Schraube-Mutter-Verbindung bereitgestellt wird. 1E shows the state of the non-positive connection of both structural components 31 . 32 , wherein the drilling component 20 from the connection component 10 already separated. The resulting interface 25 is in 1E also shown. It should be noted that in 1E shown representation of the connection of the two structural components 31 . 32 through the connection component 10 shows, in which the frictional connection between the two structural components 31 . 32 provided by the provision of a screw-nut connection.

1F hingegen zeigt, dass die kraftschlüssige Verbindung beider Strukturbauteile 31, 32 auch durch das Einschrauben der Verbindungskomponente 10 in das zweite Strukturbauteil 32 erfolgen kann. Dazu kann das Außengewinde 11 der Verbindungskomponente 10 in ein Innengewinde 11a des zweiten Strukturbauteils eingeschraubt werden. Das Innengewinde des zweiten Strukturbauteils 32 kann beispielsweise vorgebohrt sein oder mittels Fräs-Bohren oder Orbitalbohren hergestellt sein. Der Bohrvorgang muss also nicht notwendigerweise auf einen linearen Bohrvorgang beschränkt sein. Somit kann ebenfalls eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Strukturbauteil 31 und dem zweiten Strukturbauteil 32 bereitgestellt werden. Insbesondere ist in 1F auch die Trennfläche 25 gezeigt, welche durch das Abtrennen der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 entstanden ist. Mit anderen Worten kann die kraftschlüssige Verbindung 31, 32 durch die Verbindungskomponente 10 der Befestigungsvorrichtung 1 auch ohne die Verwendung einer Mutter 23 ausgeführt sein, so dass eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 34 des zweiten Strukturbauteils 32 bereitgestellt werden kann. 1F however, shows that the non-positive connection of both structural components 31 . 32 also by screwing in the connection component 10 in the second structural component 32 can be done. This can be the external thread 11 the connection component 10 in an internal thread 11a be screwed in the second structural component. The internal thread of the second structural component 32 For example, it may be pre-drilled or made by milling or orbital drilling. The drilling process does not necessarily have to be limited to a linear drilling process. Thus, likewise a frictional connection between the first structural component 31 and the second structural component 32 to be provided. In particular, in 1F also the separation area 25 shown by the separation of the drilling component 20 from the connection component 10 originated. In other words, the non-positive connection 31 . 32 through the connection component 10 the fastening device 1 even without the use of a nut 23 be executed, so that a substantially flat surface 34 of the second structural component 32 can be provided.

1G zeigt das Durchbohren des ersten Strukturbauteils 31 mittels einer exzentrisch an der Verbindungskomponente 10 angebrachten Bohrkomponente 20. Dabei ist eine Längsachse der Verbindungskomponente 10, welche kongruent zur Bohrachse 2 sein kann, in einem bestimmten Abstand bzw. mit einer bestimmten Exzentrizität e zu einer Längsachse 2a der Bohrkomponente 20 angeordnet, wobei die Drehachse während des Durchbohrens durch die Längsachse der Verbindungskomponente 10 gebildet wird. Die Bohrkomponente 20 kann insbesondere auch in Form eines Fräs-Bohrers oder eines Orbitalbohrers ausgeführt sein. Dabei kann ein Durchmesser der Bohrkomponente 10 kleiner sein als ein Durchmesser der Verbindungskomponente 20 und/oder der hergestellten Durchgangsbohrung. Die Bohrkomponente 20 ist außerdem durch die Sollbruchstelle 21 an der Verbindungskomponente 10 angebracht. Ferner kann in dem zweiten Strukturbauteil 32, ähnlich wie in 1F dargestellt, ein Vorbohrloch mit einem Innengewinde 11a vorgesehen sein. Durch die Verwendung eines Fräs-Bohrers oder eines Orbitalbohrers als Bohrkomponente 20 kann unter anderem eine höhere Passgenauigkeit und Oberflächenqualität der Durchgangsbohrung erreicht werden. 1G shows the piercing of the first structural component 31 by means of an eccentric on the connection component 10 attached drilling component 20 , In this case, a longitudinal axis of the connection component 10 which is congruent to the drilling axis 2 may be, at a certain distance or with a certain eccentricity e to a longitudinal axis 2a the drilling component 20 arranged, wherein the axis of rotation during the drilling through the longitudinal axis of the connecting component 10 is formed. The drilling component 20 may in particular also be in the form of a milling drill or an orbital drill. In this case, a diameter of the drilling component 10 less than a diameter of the connection component 20 and / or the produced through-hole. The drilling component 20 is also due to the breaking point 21 at the connection component 10 appropriate. Furthermore, in the second structural component 32 , similar to in 1F shown, a pilot hole with an internal thread 11a be provided. By using a milling drill or an orbital drill as a drilling component 20 Among other things, a higher accuracy of fit and surface quality of the through hole can be achieved.

1H zeigt einen Zustand nach dem Durchbohren des ersten Strukturbauteils 31 mittels einer exzentrisch an der Verbindungskomponente 10 angebrachten Bohrkomponente 20. Dabei ragt die Bohrkomponente 20 sowie die Sollbruchstelle 21 aus der Durchgangsbohrung bzw. aus dem zweiten Strukturbauteil 32 heraus, so dass die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 abgetrennt werden kann. 1H shows a state after drilling through the first structural component 31 by means of an eccentric on the connection component 10 attached drilling component 20 , The drilling component protrudes 20 as well as the predetermined breaking point 21 from the through hole or from the second structural component 32 out, leaving the drilling component 20 from the connection component 10 can be separated.

2A zeigt eine Befestigungsvorrichtung 1, bei welcher die Verbindungskomponente 10 an der Bohrkomponente 20 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung befestigt ist. Zur Erleichterung der Abtrennung der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 nach dem Durchbohren der beiden Strukturbauteile 31, 32 kann eine Sollbruchstelle 21 zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 und/oder im Bereich eines zweiten Endes der Verbindungskomponente 10 vorgesehen sein. Diese Sollbruchstelle 21 erzeugt eine Kerbwirkung, so dass eine Schwachstelle im Bereich zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 eingebracht ist. Durch Aufbringen einer externen Kraft kann die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 im Bereich der Sollbruchstelle 21 abgetrennt werden. Ferner zeigt 2A, dass die Bohrkomponente 20, die Verbindungskomponente 10 und die Sollbruchstelle 21 unterschiedliche Querschnittsflächen bzw. unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Dabei ist der Durchmesser d2 der Bohrkomponente 20 beispielsweise größer als der Durchmesser d3 der Sollbruchstelle 21 und/oder größer als der Durchmesser d1 der Verbindungskomponente 10. Ferner ist es möglich, dass der Durchmesser d1 der Verbindungskomponente 10 größer ist als der Durchmesser d3 der Sollbruchstelle 21. 2A shows a fastening device 1 in which the connection component 10 at the drilling component 20 is fastened by means of a material connection. To facilitate the separation of the drilling component 20 from the connection component 10 after drilling through the two structural components 31 . 32 can be a breaking point 21 between the connection component 10 and the drilling component 20 and / or in the region of a second end of the connection component 10 be provided. This breaking point 21 creates a notch effect, leaving a weak spot in the area between the connection component 10 and the drilling component 20 is introduced. By applying an external force, the drilling component 20 from the connection component 10 in the area of the predetermined breaking point 21 be separated. Further shows 2A that the drilling component 20 , the connection component 10 and the breaking point 21 may have different cross-sectional areas or different diameters. The diameter d2 of the drilling component is 20 for example, larger than the diameter d3 of the predetermined breaking point 21 and / or greater than the diameter d1 of the connection component 10 , Furthermore, it is possible that the diameter d1 of the connection component 10 greater than the diameter d3 of the predetermined breaking point 21 ,

2B zeigt ein Ausführungsbeispiel der Befestigungsvorrichtung 1, bei welcher die Bohrkomponente 20 in Form eines Bohrkopfes durch eine mechanische Verbindung an der Verbindungskomponente 10 befestigt ist. 2 B shows an embodiment of the fastening device 1 in which the drilling component 20 in the form of a drill head by a mechanical connection to the connection component 10 is attached.

2C zeigt die Befestigungsvorrichtung 1, bei welcher ein Anschlusselement 14 sowie die Bohrkomponente 20 in einem Schnitt dargestellt sind. Das Anschlusselement 14 dient dem Anschluss, das heißt der Verbindung, der Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10. Das Anschlusselement 14 ist dabei beispielsweise ein Teil der Verbindungskomponente 10. In dem in 2C dargestellten Fall ist die Bohrkomponente 20 mittels einer Pressverbindung an dem Anschlusselement 14 der Verbindungskomponente 10 befestigt. 2C shows the fastening device 1 in which a connection element 14 and the drilling component 20 are shown in a section. The connection element 14 serves the connection, that is the connection, the drilling component 20 at the connection component 10 , The connection element 14 is for example a part of the connection component 10 , In the in 2C The illustrated case is the drilling component 20 by means of a press connection to the connection element 14 the connection component 10 attached.

2D zeigt ein weiteres Beispiel für ein mechanisches System zum Befestigen der Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10 über das Anschlusselement 14. Das Anschlusselement 14 hat in dem in 2D dargestellten Fall die Form eines Sechskants. In analoger Weise kann die Bohrkomponente 20 einen Innensechskant aufweisen, so dass die Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10 durch eine Steck- oder Pressverbindung befestigt werden kann. Jedoch kann das Anschlusselement 14 auch die Form eines Torx oder eines Schrauben-Mitnahmeprofils in Vielrundform aufweisen, welches einem Stern mit abgerundeten Spitzen und Ecken ähnelt. Ferner kann die Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10 durch Kleben oder durch eine Klemmung mittels eines Stiftes oder durch eine gefederte Kugel in einer Kavität fixiert sein. 2D shows another example of a mechanical system for securing the drilling component 20 at the connection component 10 over the connection element 14 , The connection element 14 has in the in 2D illustrated case the shape of a hexagon. In an analogous manner, the drilling component 20 have a hexagon socket, so that the drilling component 20 at the connection component 10 can be fixed by a plug or press connection. However, the connecting element 14 also have the shape of a Torx or a screw-driving profile in multi-round shape, which resembles a star with rounded tips and corners. Furthermore, the drilling component 20 at the connection component 10 be fixed by gluing or by clamping by means of a pin or by a spring-loaded ball in a cavity.

2E zeigt ein weiteres Beispiel für ein mechanisches System zum Befestigen der Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10. Hierbei ist ähnlich wie in dem in 2D dargestellten Fall die Bohrkomponente 20 auf das Anschlusselement 14 der Verbindungskomponente 10 aufgesteckt bzw. aufgepresst. Ferner kann ein Anschlag im Bereich des Anschlusselements 14 vorgesehen sein, der auch als Führungs- und Zentrierungshilfe verwendet werden kann. Der Anschlag kann dazu in direktem Kontakt mit der Bohrkomponente 20 stehen. 2E shows another example of a mechanical system for securing the drilling component 20 at the connection component 10 , Here is similar to the in 2D case illustrated the drilling component 20 on the connection element 14 the connection component 10 attached or pressed on. Furthermore, a stop in the region of the connecting element 14 be provided, which can also be used as a guide and centering. The stopper may be in direct contact with the drilling component 20 stand.

2F zeigt ein weiteres Beispiel für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Bohrkomponente 20 und der Verbindungskomponente 10. Dabei ist die Verbindungskomponente 10, welche bereits ein Außengewinde 11 aufweist, um ein weiteres Außengewinde oder eine Riffelung 11b verlängert, an welchem wiederum die Bohrkomponente 20 stoffschlüssig befestigt ist. Das Außengewinde 11 sowie das verlängerte Außengewinde bzw. die Riffelung 11b dienen beispielsweise zur Verschraubung einer Mutter 23 an der Verbindungskomponente 10, um die Strukturbauteile 31, 32, welche in 2F nicht dargestellt sind, kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Jedoch kann das verlängerte Außengewinde bzw. die Riffelung auch zur Unterstützung des Ablösens bzw. Abreißens mittels einer Abziehzange verwendet werden. 2F shows another example of a cohesive connection between the drilling component 20 and the connection component 10 , Here is the connection component 10 , which already has an external thread 11 has another external thread or a corrugation 11b extended, on which in turn the drilling component 20 is fastened cohesively. The external thread 11 as well as the extended external thread or the corrugation 11b used for example for screwing a nut 23 at the connection component 10 to the structural components 31 . 32 , what a 2F are not shown, non-positively connect with each other. However, the extended external thread or corrugation may also be used to assist in peeling off with a puller.

3 zeigt ein Luftfahrzeug 60 mit einer Befestigungsvorrichtung 1, welche ein erstes Strukturbauteil 31 und ein zweites Strukturbauteil 32 miteinander verbindet. Diese Strukturbauteile 31, 32 können beispielsweise Primärstrukturbauteile oder Sekundärstrukturbauteile des Luftfahrzeugs 60 sein. Vorzugsweise sind die Strukturbauteile 31, 32 jedoch Sekundärstrukturbauteile, wie beispielsweise Halterungen oder Kabinenverkleidungsteile, welche mit weiteren Sekundärstrukturbauteilen kraftschlüssig verbunden sind. 3 shows an aircraft 60 with a fastening device 1 which is a first structural component 31 and a second structural component 32 connects with each other. These structural components 31 . 32 For example, primary structural components or secondary structural components of the aircraft 60 be. Preferably, the structural components 31 . 32 However, secondary structure components, such as brackets or cabin trim parts, which are non-positively connected with other secondary structural components.

4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Strukturbauteilen. In einem Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein lösbares Befestigen einer Bohrkomponente 20 an einer Verbindungskomponente 10 oder ein Verbinden der Bohrkomponente 20 an der Verbindungskomponente 10 durch eine Sollbruchstelle 21, so dass die Bohrkomponente 20 und die Verbindungskomponente 10 entlang einer Bohrachse 2 hintereinander angeordnet sind. In einem Schritt S2 des Verfahrens erfolgt ein Durchbohren des ersten Strukturbauteils 31 und des zweiten Strukturbauteils 32 mittels der Bohrkomponente 20. Es sei angemerkt, dass zumindest eines der Strukturbauteile 31, 32 bereits vorgebohrt sein kann. In einem weiteren Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein Trennen der Bohrkomponente von der Verbindungskomponente. Das Trennen kann beispielsweise auch ein Lösen einer mechanischen Verbindung zwischen der Verbindungskomponente 10 und der Bohrkomponente 20 umfassen. In einem weiteren Schritt S4 des Verfahrens erfolgt ein kraftschlüssiges Verbinden des ersten Strukturbauteils 31 mit dem zweiten Strukturbauteil 32 durch die Verbindungskomponente 10. Ferner kann das Trennen der Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 gleichzeitig oder nach dem kraftschlüssigen Verbinden des ersten Strukturbauteils 31 mit dem zweiten Strukturbauteil 32 durch die Verbindungskomponente 10 erfolgen. Es sei angemerkt, dass die Schritte des Verfahrens in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden können. Insbesondere sei angemerkt, dass die Schritte des Verfahrens in einer beliebigen Reihenfolge, aber auch zumindest teilweise gleichzeitig, erfolgen können. 4 shows a flowchart for a method for establishing a frictional connection between structural components. In a step S1 of the method, a detachable fastening of a drilling component takes place 20 at a connection component 10 or connecting the drilling component 20 at the connection component 10 through a predetermined breaking point 21 so that the drilling component 20 and the connection component 10 along a drilling axis 2 arranged one behind the other. In a step S2 of the method, a drilling through of the first structural component takes place 31 and the second structural component 32 by means of the drilling component 20 , It should be noted that at least one of the structural components 31 . 32 already predrilled. In a further step S3 of the method, the drilling component is separated from the connection component. For example, the separation can also be a release of a mechanical connection between the connection component 10 and the drilling component 20 include. In a further step S4 of the method, a non-positive connection of the first structural component takes place 31 with the second structural component 32 through the connection component 10 , Furthermore, the separation of the drilling component 20 from the connection component 10 simultaneously or after the non-positive connection of the first structural component 31 with the second structural component 32 through the connection component 10 respectively. It should be noted that the steps of the method may be performed in any order. In particular, it should be noted that the steps of the method in any order, but also at least partially simultaneously, can take place.

Mit anderen Worten verbleibt die Verbindungskomponente 10 in der durch das Durchbohren der beiden Strukturbauteile 31, 32 entstandenen Durchgangsbohrung, so dass die Verbindungskomponente 10 beispielsweise im Zusammenspiel mit einer Mutter 23 die kraftschlüssige Verbindung beider Strukturbauteile 31, 32 bereitstellt. Die Bohrkomponente 20 kann nach dem Trennen von der Verbindungskomponente 10 wiederum an einer weiteren Verbindungskomponente 10 befestigt werden, um anschließend ein weiteres erstes Strukturbauteil und ein weiteres zweites Strukturbauteil durchbohren zu können. Somit kann die Bohrkomponente 20 für eine Vielzahl von Bohrungen verwendet werden, wobei nach jeder Bohrung die Bohrkomponente 20 von der Verbindungskomponente 10 abgetrennt bzw. gelöst wird. Letztendlich kann vorgesehen sein, dass lediglich die Verbindungskomponente 10 zur kraftschlüssigen Verbindung der Strukturbauteile 31, 32 in der Durchgangsbohrung verbleibt. In other words, the connection component remains 10 in by drilling through the two structural components 31 . 32 resulting through-hole, so that the connection component 10 for example in interaction with a mother 23 the non-positive connection of both structural components 31 . 32 provides. The drilling component 20 can after disconnecting from the connection component 10 again at another connection component 10 be fastened in order then to be able to drill through a further first structural component and a further second structural component. Thus, the drilling component 20 be used for a variety of holes, wherein after each drilling the drilling component 20 from the connection component 10 is separated or dissolved. Finally, it can be provided that only the connection component 10 for non-positive connection of the structural components 31 . 32 remains in the through hole.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007062087 B4 [0003]
FR 2933378 A1 [0004]

Claims

Fastening device ( 1 ), comprising: a drilling component ( 20 ), which is executed, a first structural component ( 31 ) and a second structural component ( 32 ) to pierce; a connection component ( 10 ), which is executed, the first structural component ( 31 ) and the second structural component ( 32 ) positively and / or positively connect with each other; the drilling component ( 20 ) and the connection component ( 10 ) along a drilling axis ( 2 ) are arranged one behind the other; and wherein the drilling component ( 20 ) at the connection component ( 10 ) is releasably secured or in the region of a predetermined breaking point ( 21 ) with the connection component ( 10 ) connected is.

Fastening device according to claim 1, wherein the connection component ( 10 ) at a first end a header component ( 12 ) with a bearing surface ( 13 ), which is designed to have a contact force for frictional connection of the first structural component ( 31 ) with the second structural component ( 32 ) transferred to.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the connection component ( 10 ) a shaft with an external thread ( 11 ) or a corrugation.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the connection component ( 10 ) at a second end a first connection element ( 14 ), which is designed to, the connection component ( 10 ) with the drilling component ( 20 ) releasably secure.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the connection component ( 10 ) is executed, the non-positive connection by providing a securing element ( 23 ) in the region of the second end of the connection component ( 10 ).

Fastening device according to one of claims 1 to 4, wherein the connection component ( 10 ) is executed, the non-positive connection by screwing the connection component ( 10 ) in the second structural component ( 32 ).

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the connection component ( 10 ) is in the form of a screw or in the form of a rivet.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the connection component ( 10 ) and the drilling component ( 20 ) have different materials.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the drilling component ( 20 ) and / or the connection component ( 10 ) are heated.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the drilling component ( 20 ) has a larger diameter (d2) than the connecting component ( 10 ) and / or the predetermined breaking point ( 21 ).

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the drilling component ( 20 ) in relation to the drilling axis ( 2 ) is arranged eccentrically.

Fastening device according to one of the preceding claims, wherein the first structural component ( 31 ) and the second structural component ( 32 ) Are secondary structural components of a vehicle.

Aircraft ( 60 ) with a first structural component ( 31 ) and a second structural component ( 32 ); wherein the first structural component ( 31 ) and the second structural component ( 32 ) by a fastening device ( 1 ) are positively connected to one another according to one of the preceding claims.

Method for producing a non-positive or positive connection between structural components, comprising the steps: detachable fastening of a drilling component ( 20 ) on a connection component ( 10 ) or connecting the drilling component ( 20 ) at the connection component ( 10 ) by a predetermined breaking point ( 21 ), so that the drilling component ( 20 ) and the connection component ( 10 ) along a drilling axis ( 2 ) are arranged one behind the other (S1); Piercing a first structural component ( 31 ) and a second structural component ( 32 ) by means of the drilling component ( 20 , S2); Separating the drilling component ( 20 ) of the connection component ( 10 , S3); Force-locking and / or positive connection of the first structural component ( 31 ) with the second structural component ( 32 ) by the connection component ( 10 , S4).

The method of claim 14, further comprising the step of: providing a sealant for sealing the frictional connection between the first structural member (10); 31 ) and the second structural component ( 32 ).