專利名稱：密封的無(wú)鉚接式螺母板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求提交于2004年8月3日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/598,580的利益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參考的方式結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及螺母板的設(shè)計(jì)，更具體而言，涉及一種密封的無(wú)鉚接式螺母板。密封的無(wú)鉚接式螺母板用于聯(lián)接液體儲(chǔ)存容器，例如飛機(jī)燃料箱。
用于連接飛機(jī)或類似物的流體箱，例如燃料箱或者水箱的緊固件，提出了防止通過(guò)緊固件的開(kāi)口泄漏的問(wèn)題。用于這些裝置的緊固件可以包括作為一個(gè)組件的一部分的螺母板和螺母?，F(xiàn)在有許多不同的螺母板的設(shè)計(jì)構(gòu)造在使用。主要的兩類是鉚接式螺母板和無(wú)鉚接式螺母板。
在鉚接式螺母板中，兩個(gè)鉚釘被用于將螺母板的主體固定于工件上。為了排除泄漏的可能性，要在結(jié)構(gòu)體和螺母板之間使用密封劑。
無(wú)鉚接式螺母板基本上由五個(gè)主要的組件組成螺母構(gòu)件，保持支架或者保持裝置、聯(lián)接套管、護(hù)罩和墊片，該墊片可以和該保持裝置一體形成。然而，考慮到它們的總體裝配和功能，一些無(wú)鉚接式螺母板設(shè)計(jì)由過(guò)多的部件組成。例如，一些設(shè)計(jì)結(jié)合有一種附加部件，該部件使螺母可以浮動(dòng)但卻不允許其過(guò)度旋轉(zhuǎn)或上升。另外，一些無(wú)鉚接式螺母板設(shè)計(jì)由于它們不統(tǒng)一的形狀或者構(gòu)造而需要昂貴的生產(chǎn)工序和/或復(fù)雜的裝配技術(shù)。
將這些現(xiàn)有技術(shù)的螺母板連接并固定到工件上的方法基于兩種主要的特性(1)通過(guò)壓入或者將支架組件向下拉到工件的孔內(nèi)而將保持裝置的套管插入到工件的孔中。在該套管上的鋸齒狀突起/圓形突起結(jié)構(gòu)與工件壁相接合并可以嵌入到工件壁中，以提供阻止螺母板轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力，其接合是通過(guò)外螺紋構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的。
(2)在將保持裝置的套管插入到工件的孔中后，該套管的一端可以向工件提供阻止推出力的阻力的相對(duì)側(cè)張開(kāi)，所述推出力在螺母板的使用中產(chǎn)生。在一些現(xiàn)有技術(shù)下的設(shè)計(jì)中，套管也可以在插入后擴(kuò)張，以便與所述壁的孔相接合并改善它們的接合。因此，套管的端部可以張開(kāi)以接合該工件相對(duì)側(cè)的壁。
利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)下的工具安裝無(wú)鉚接式螺母板非常不方便、緩慢、復(fù)雜、昂貴并且經(jīng)常不可行。而且，孔的預(yù)加工需要精確地進(jìn)行，并可能需要打用于嵌入安裝的埋頭孔或者沉孔。這些缺點(diǎn)已經(jīng)限制了無(wú)鉚接式螺母板的使用。
為將無(wú)鉚接式螺母板與工件的下側(cè)相接合而進(jìn)行的擴(kuò)口也由于很多原因是不適宜的，例如需要復(fù)雜的工具，特定的孔的預(yù)加工(例如沉孔或者埋頭孔)來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入安裝、夾具長(zhǎng)度限制，套管和工件壁之間縫隙的產(chǎn)生，以及更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，因此使得無(wú)鉚接式螺母板成為相對(duì)較重的組件。
無(wú)鉚接式螺母板的設(shè)計(jì)屬于現(xiàn)有技術(shù)。一些設(shè)計(jì)依賴于用于將螺母板連接到結(jié)構(gòu)上的粘合劑，而其它一些設(shè)計(jì)則沒(méi)有用于將螺母板固定在結(jié)構(gòu)內(nèi)的粘合劑或者凸起。這些其它的設(shè)計(jì)依賴于強(qiáng)冷加工的孔和高干涉接合而不是依賴于粘合劑，其中利用了硬化銷(xiāo)釘作為安裝工具來(lái)膨脹套管構(gòu)件使其與工件結(jié)構(gòu)相接合。套管是光滑的，并且由于高膨脹性，所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)保持螺母板并且提供了所期望的機(jī)械特性。這些設(shè)計(jì)的一個(gè)基本目的是為了增強(qiáng)接合點(diǎn)的機(jī)械疲勞特性。一般而言，用于這些設(shè)計(jì)的零件非常昂貴，安裝價(jià)格高且很不方便，而且孔的預(yù)加工需要非常精確。因此，通常的這些設(shè)計(jì)的總體費(fèi)用非常高，因而應(yīng)用受到限制。在此領(lǐng)域中同樣已經(jīng)知道的是，由于需要較大的膨脹，容納結(jié)構(gòu)可以變形得超出容許限度，從而導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)的損壞和報(bào)廢。
因此，需要一種無(wú)鉚接式螺母板的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)可以克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)鉚接式螺母板設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。本發(fā)明提供了這樣一種無(wú)鉚接式螺母板的設(shè)計(jì)，并且還包括前面提到的美國(guó)專利No.4227561所公開(kāi)的一般類型的密封組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例的目的之一是提供一種密封的無(wú)鉚接式螺母板，該螺母板由最少數(shù)量的部件構(gòu)成。
本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供一種密封的無(wú)鉚接式螺母板，該螺母板包括護(hù)罩，該護(hù)罩被構(gòu)造為避免推出失效，保持零件的子裝配，并且增強(qiáng)密封效果。
本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供一種密封的無(wú)鉚接式螺母板，該螺母板可以快速容易地裝配。
簡(jiǎn)要的說(shuō)，并且根據(jù)前述目的中的至少一個(gè)，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種密封的無(wú)鉚接式螺母板，該螺母板包括保持裝置、螺母構(gòu)件和墊片，它們都通常由一個(gè)護(hù)罩保持在子裝配方向上。螺母包括螺紋通孔，該螺紋通孔用于以螺紋連接的方式容納緊固件；還包括底座部分，該底座部分包括過(guò)大尺寸的孔或槽，以容納保持裝置上相應(yīng)的凸出或者擠制凹座，從而使螺母可以一定程度地運(yùn)動(dòng)，以促進(jìn)與陽(yáng)螺紋構(gòu)件的接合和對(duì)齊?？蛇x的是，螺母的底座部分可以包括凸起或者擠制凹座，而保持裝置則提供相應(yīng)的孔或槽。無(wú)論如何，這個(gè)特性被構(gòu)造為用于提供一定量的X軸和Y軸的浮動(dòng)性(對(duì)于螺母板，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的浮動(dòng)為0.030英寸，徑向上為0.015英寸)。護(hù)罩覆蓋在螺母、保持裝置和墊片的子組件上，并且在保持裝置下面折疊，從而保持了組件的完整無(wú)損。優(yōu)選的是，護(hù)罩被構(gòu)造為允許螺母在垂直軸線上微量的受控運(yùn)動(dòng)，但是并不影響功能。墊片可以是單獨(dú)的部件，也可以模制或連接在保持裝置的下側(cè)。在裝配護(hù)罩到保持裝置及螺母的子組件上之前，用于在安裝時(shí)膨脹保持裝置的套管的桿狀件或者心軸被置于螺母和保持裝置子組件之間，如圖1所示。其后，護(hù)罩被放置在子組件上并且在保持裝置和墊片下面折疊，從而在安裝之前保持組件的總體裝配。在安裝到工件的過(guò)程中，該子組件被置于工件的孔的下面。接著，桿狀件或心軸被從螺母板組件中拔出，導(dǎo)致保持裝置的管狀套管部分向工件的孔壁膨脹，從而將密封的無(wú)鉚接式螺母板固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫⑶沂箟|片部件的密封部分和工件的鄰近表面相接合。這樣，墊片和護(hù)罩就密封了所得到的接合點(diǎn)以防止泄漏。


本發(fā)明結(jié)構(gòu)和實(shí)施的構(gòu)成和方法，以及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)參考下面的描述并結(jié)合附圖而得到最好的理解，其中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的構(gòu)件，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的密封的無(wú)鉚接式螺母板組件安裝前的剖視圖；圖2示出了圖1所示密封的無(wú)鉚接式螺母板的分解透視圖；圖3示出了圖1和圖2所示密封的無(wú)鉚接式螺母板的保持裝置部件的頂透視圖；圖4示出了圖3所示保持裝置的底部透視圖；圖5是和圖3非常相似的視圖，但是此外還示出了螺母，以及固定部件上的凸出或擠制凹座和位于螺母底座部分的相應(yīng)的過(guò)大尺寸孔之間的關(guān)系；圖6是和圖1相似的試圖，但是示出了密封無(wú)鉚接式螺母板安裝在工件中，作為拉出心軸使得固定套筒膨脹的結(jié)果；
圖7示出了螺母的頂部透視圖，該螺母可作為圖5中所示螺母的替換；圖8示出了圖1和圖2中所示密封的無(wú)鉚接式螺母板的墊片部件的底部透視圖；圖9示出了圖8中所示墊片的頂視圖；圖10示出了圖8和圖9中所示墊片沿圖9中線10-10的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
由于本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施，因而在附圖中示出并在此詳細(xì)地說(shuō)明了其若干實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例被認(rèn)為是本發(fā)明的原理的范例，并非要將本發(fā)明限制于所示出和說(shuō)明的內(nèi)容。
圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的密封的無(wú)鉚接式螺母板10。密封的無(wú)鉚接式螺母板10包括最少數(shù)目的部件，并且可以快速容易的裝配。
此外，密封的無(wú)鉚接式螺母板10包括護(hù)罩12，該護(hù)罩被構(gòu)造為用于防止推出失效，并且增強(qiáng)了密封作用。護(hù)罩12具有一個(gè)圓頂部分14和一個(gè)底座部分16，底座部分16具有卷曲端部，該端部包括在其端部20處的凸緣18，凸緣18向墊片22卷曲。另外，護(hù)罩12的底座部分16的表面21包括環(huán)肋23，該環(huán)肋使護(hù)罩12穩(wěn)定，并且為螺母12提供了更大的推出阻力。優(yōu)選的，護(hù)罩12由不銹鋼沖壓而成，而墊片22則由橡膠制成。墊片22優(yōu)選形式在圖8到圖10中示出。如圖所示，優(yōu)選的，墊片22是圓形的，在底部表面26上具有密封凸緣或隆起部分24和80。如圖6所示，當(dāng)密封凸緣80在安裝后被完全地壓下時(shí)，優(yōu)選的是，另外的密封凸緣24沿軸向延伸超出護(hù)罩12的凸緣18。
護(hù)罩12的凸緣18向墊片22卷曲的事實(shí)使得護(hù)罩12基本上將整個(gè)組件10保持在一起，并且可防止護(hù)罩12被從保持裝置30和螺母32中推出。優(yōu)選的是，墊片22模制到保持裝置30的底面?？蛇x的是，墊片22可以作為單獨(dú)的部件來(lái)提供，而不是模制到保持裝置30的底面，或者可以通過(guò)粘合劑或者一些其它連接形式而固定于保持裝置30上。
除護(hù)罩12和墊片22之外，密封的無(wú)鉚接式螺母板10包括保持裝置30和螺母32，該保持裝置和螺母互相接合在一起，以使得螺母32可以沿著X軸34和Y軸36(如圖3所示)的方向浮動(dòng)一個(gè)預(yù)定量，例如0.030英寸。為此，螺母32不僅包括一個(gè)用于以螺紋連接的方式容納外螺紋緊固件的螺紋通孔38，還包括一個(gè)底座部分40，該底座部分包括開(kāi)口，例如孔42(如圖5所示)的形式或者槽44(如圖7所示)的形式，該開(kāi)口容納保持裝置30上相應(yīng)的凸起或者擠制凹座(如圖1，2，3，5和6所示)。雖然圖中示出保持裝置30具有四個(gè)凸起或者擠制凹座46，而螺母32具有四個(gè)相應(yīng)的孔42或者槽44，但是也可以設(shè)置不同于4個(gè)的數(shù)目?？蛇x的是，螺母32的底座部分40可以包括凸起或者擠制凹座，而保持裝置30則提供相應(yīng)的孔或槽?？?2或者槽44的尺寸大于凸起或者凹座46，從而實(shí)現(xiàn)在X-Y方向上為允許與外螺紋緊固件(未示出)的對(duì)齊和接合而要求的期望運(yùn)動(dòng)。然而，在保持裝置30具有凸起或者擠制凹座46的情況下，在墊片22失效的時(shí)候，就提供了額外的邊界以防止液體泄漏。無(wú)論如何，這一特性(即保持裝置30和螺母32之間的接合)被構(gòu)造為使過(guò)大尺寸的槽和開(kāi)口為螺母32提供一定數(shù)量的X軸和Y軸方向的浮動(dòng)性。護(hù)罩12使螺母32可以在垂直軸50(如圖1和圖3所示)上移動(dòng)一個(gè)微小的量，從而在允許螺母32浮動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的裝配。另外，如上所述，護(hù)罩12被構(gòu)造為(即通過(guò)它的凸緣18)可以防止護(hù)罩12被從保持裝置30和螺母32中推出。
保持裝置30包括一個(gè)管狀部分或套管52，該套管提供了中心孔54，該中心孔用于允許一個(gè)緊固件延伸穿過(guò)保持裝置30，并和螺母的內(nèi)螺紋通孔38相銜接。如圖1所示，中心孔54被成形為使其相對(duì)于心軸58的頭部56的尺寸過(guò)小，該心軸最初和保持裝置30相接合。如圖4最清楚地示出的是，保持裝置30的管狀部分52的外表面60優(yōu)選地包括圓形突起或肋狀件62。
在安裝過(guò)程中，心軸58被拔出，導(dǎo)致保持裝置30的管狀部分52變形并沿徑向向外膨脹，由此圓形突起或肋狀件62嵌入到工件66(如圖6所示)的壁64中。提交于2001年10月17日(公開(kāi)號(hào)US2003/0091408A1)的專利申請(qǐng)10/272,721中描述了這一安裝過(guò)程，該申請(qǐng)以參考的方式全部結(jié)合在此。
如上所述，螺母32的底座部分40優(yōu)選地包括過(guò)大尺寸的孔42(如圖5所示)或過(guò)大尺寸的槽44(如圖7所示)，該孔或槽容納保持裝置30上相應(yīng)的短軸、凸起或者擠制凹座46(如圖1、圖2、圖3、圖5和圖6所示)。這一特性為螺母32提供了一定量的X軸和Y軸的浮動(dòng)性。作為一種選擇，替代于提供具有容納保持裝置30上的相應(yīng)的凸起或者擠制凹座46的孔42或槽44的螺母32，螺母32的底座部分可以設(shè)置為具有與保持裝置30上相應(yīng)的孔或槽相接合的凸起或者擠制凹座。
如上所述，優(yōu)選的是，護(hù)罩12由不銹鋼沖壓而成。優(yōu)選的是，螺母32和保持裝置30也同樣由不銹鋼沖壓而成。在安裝時(shí)被拋棄的心軸58可以由普通的金屬制成，例如鋼或者不銹鋼。
為了裝配密封的無(wú)鉚接式螺母板10，保持裝置30和螺母32互相對(duì)齊(即相對(duì)于擠制凹座或者凸起46和孔42或者槽44)并且預(yù)裝配。在裝配過(guò)程中，螺母32和保持裝置30之間采用何種取向是無(wú)關(guān)緊要的，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)是對(duì)稱的。由于設(shè)計(jì)是圓形的，因而在裝配密封無(wú)鉚接式螺母板10裝配到它的應(yīng)用位置時(shí)，方向性問(wèn)題也是不存在的。在這一點(diǎn)上，心軸58也以適當(dāng)取向放置。
在此預(yù)裝配操作中，墊片22也以適當(dāng)取向放置，而心軸58的頭部56處于保持裝置30的孔54中適當(dāng)位置。護(hù)罩12和子組件相接合，護(hù)罩12的凸緣18向墊片22卷曲以提供密封，并且因此將整個(gè)組件10固定到一起。作為可選的方法，護(hù)罩12中可以裝配不同的部件，而凸緣18的卷曲則是裝配的最后一步。隨后，在現(xiàn)場(chǎng)，密封無(wú)鉚接式螺母板10(和心軸58)被插入到工件66的孔70中，并且心軸58被拔出以使得套管52膨脹，從而導(dǎo)致保持裝置30的管狀套管部分52的圓形突起或肋狀件62嵌入到工件66的壁64中(如圖6所示)。這時(shí)整個(gè)組件被安裝到工件66中，并做好有關(guān)上述外螺紋緊固件的后續(xù)裝配操作準(zhǔn)備。
上文描述的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)鉚接式螺母板10，除了提供螺母32的浮動(dòng)性，還提供了卓越的密封性能。無(wú)鉚接式螺母板10由于在墊片22上具有密封凸緣24和80且在護(hù)罩22的底座部分16上設(shè)置了環(huán)肋23而提供了卓越的密封性能。
盡管示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是可預(yù)見(jiàn)的是，在不背離此公開(kāi)內(nèi)容的本質(zhì)特征和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能設(shè)計(jì)出本發(fā)明的不同修改。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于護(hù)罩；設(shè)置在該護(hù)罩中的保持裝置；以及螺母構(gòu)件，該螺母構(gòu)件設(shè)置在該護(hù)罩中并具有用于以螺紋連接的方式容納該緊固件的螺紋通孔，其中，螺母構(gòu)件或保持裝置具有在其中形成的若干開(kāi)口，而螺母構(gòu)件或保持裝置則具有在其上的若干凸起，其中，所述凸起容納于開(kāi)口中并使螺母構(gòu)件可以一定程度地運(yùn)動(dòng)，從而便于該螺母構(gòu)件與緊固件的接合和對(duì)齊。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，螺母構(gòu)件具有形成于其中的若干開(kāi)口，而保持裝置則具有在其上的若干凸起。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，所述開(kāi)口包括用于容納所述凸起的孔或槽。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，護(hù)罩包括底座部分，而無(wú)鉚接式螺母板還包括墊片，該墊片設(shè)置于護(hù)罩的底座部分。
5.如權(quán)利要求4所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，墊片基本上設(shè)置在護(hù)罩的底座部分和保持裝置之間。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，墊片包括與該護(hù)罩接觸的密封凸緣。
7.如權(quán)利要求4所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，墊片連接于保持裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，護(hù)罩包括具有卷曲端部的底座部分，其中，該卷曲端部基本上將保持裝置和螺母構(gòu)件保持在護(hù)罩中。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，護(hù)罩包括具有卷曲端部的底座部分，其中，卷曲端部基本上將保持裝置和螺母構(gòu)件保持在護(hù)罩中，而墊片包括密封凸緣，該密封凸緣與護(hù)罩的卷曲端部相接觸。
10.如權(quán)利要求4所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，護(hù)罩包括具有卷曲端部的底座部分，其中，卷曲端部基本上將保持裝置、螺母構(gòu)件和墊片保持在護(hù)罩中。
11.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，保持裝置包括管狀部分，該管狀部分具有開(kāi)口，還包括心軸，該心軸具有頭部部分和桿狀部分，心軸的頭部部分基本上保持于保持裝置中，以使得心軸的桿狀部分可從保持裝置中的開(kāi)口伸出，心軸的桿狀部分是可拉動(dòng)的，以使得心軸的頭部部分穿過(guò)保持裝置中的開(kāi)口，從而使得保持裝置的管狀部分?jǐn)U展，其中，保持裝置的管狀部分的外表面上包括圓形突起或肋狀件，以便遇工件相接合。
12.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉚接式螺母板，其特征在于，護(hù)罩的表面包括環(huán)肋，該環(huán)肋被構(gòu)造為用于穩(wěn)定護(hù)罩并為螺母構(gòu)件提供較大的推出阻力。
全文摘要
一種密封的無(wú)鉚接式螺母板，包括保持裝置、螺母和墊片，它們都保持在護(hù)罩中。螺母包括螺紋通孔，其用于以螺紋連接的方式容納一個(gè)緊固件；還包括孔或槽，其用于容納保持裝置上相應(yīng)的凸起或者凹座?？蛇x的是，螺母(32)可包括凸起或凹座，而保持裝置則提供相應(yīng)的孔或槽。無(wú)論如何，這個(gè)特性被構(gòu)造為用于提供一定量的X軸和Y軸的浮動(dòng)性。護(hù)罩具有卷曲端部，該端部保持該組件的完整無(wú)損。護(hù)罩僅僅允許螺母在垂直軸線上微少量的運(yùn)動(dòng)。在安裝之前，心軸接合在該組件上。在安裝過(guò)程中，心軸被拔出，導(dǎo)致保持裝置的管狀部分向工件的膨脹，從而將密封的無(wú)鉚接式螺母板固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 文檔編號(hào)F16B37/14GK1734106SQ200510088508
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者斯科特·科恩, 蘇海爾·埃什拉吉 申請(qǐng)人:德事隆國(guó)際公司