緊固件的制作方法
【專利說明】緊固件
[0001]相關(guān)串請的交叉引用
[0002]本申請與共同擁有的、未審決的美國臨時(shí)專利申請N0.61/985，641有關(guān)并要求該美國臨時(shí)專利申請的權(quán)益，該美國臨時(shí)專利申請于2014年4月29日提交，名稱為“模壓鎖定緊固件(SWAGE LOCK FASTENERS)”，其全部內(nèi)容在此通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及緊固件，更具體地說，是涉及模壓鎖定緊固件。
【背景技術(shù)】
[0004]模壓鎖定緊固件被用于將多個(gè)工件相互固定在一起。通常，模壓鎖定緊固件包括具有鎖定凹槽的銷構(gòu)件以及適于通過緊固件安裝工具被模壓進(jìn)銷構(gòu)件的鎖定凹槽中的鎖定螺栓套環(huán)。所期望的是，模壓鎖定緊固件包括一種初組裝能力以便在需要時(shí)可將其預(yù)先裝配在工件上并進(jìn)行調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有臨時(shí)固定能力的緊固件，從而在通過模壓而最終定型之前可以根據(jù)需要預(yù)先組裝和調(diào)節(jié)連接。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，緊固件包括銷構(gòu)件，模壓套環(huán)以及插件。銷構(gòu)件具有帶有第一端和第二端的細(xì)長桿體部分，該桿體部分包括在第一端處的頭部、在第一端和第二端中間的螺紋部分以及在第二端處的牽拉部分，所述螺紋部分包括外螺紋和多個(gè)鎖定凹槽。所述模壓套環(huán)包括:具有第一端、與第一端相對的第二端以及外徑的套環(huán)體，從所述模壓套環(huán)的套環(huán)體的第一端延伸的凸緣，以及從所述第一端縱向延伸到所述第二端的通孔，該通孔包括從所述第一端延伸到臺(tái)階部分且形成具有第一內(nèi)徑的第一內(nèi)壁的第一內(nèi)部分，該通孔還包括從所述臺(tái)階部分延伸到所述第二端且形成具有第二內(nèi)徑的第二內(nèi)壁的第二內(nèi)部分。所述插件具有第一端、與該第一端相對的第二端、外徑、以及從所述第一端縱向延伸到所述第二端且形成內(nèi)壁的通孔，所述內(nèi)壁包括從所述第一端延伸到緊鄰所述第二端的地方且適于接合所述銷構(gòu)件的外螺紋的內(nèi)螺紋。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)的第一內(nèi)徑大于所述模壓套環(huán)的所述第二內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)的第一內(nèi)徑小于所述模壓套環(huán)的第二內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施例中，所述外螺紋包括螺旋狀螺紋。在一個(gè)實(shí)施例中，所述螺紋部分還包括位于所述頭部和所述牽拉部分中間的環(huán)形凹槽。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形凹槽的寬度處于一倍于所述螺旋狀螺紋的螺距到兩倍于所述螺旋狀螺紋的螺距的范圍內(nèi)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述牽拉部分包括多個(gè)環(huán)形牽拉凹槽。在一個(gè)實(shí)施例中，所述插件的外徑被設(shè)定成可相對于所述模壓套環(huán)的所述第一內(nèi)徑和所述模壓套環(huán)的所述第二內(nèi)徑中的一個(gè)形成間隙配合。在一個(gè)實(shí)施例中，所述臺(tái)階部分基本上垂直于所述模壓套環(huán)的縱向軸線。在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)還包括內(nèi)部裝配小突起。在一個(gè)實(shí)施例中，所述插件還包括在所述第一端和所述第二端中間的螺母部分，該螺母部分的直徑大于所述模壓套環(huán)的所述通孔的第一內(nèi)徑并且大于所述模壓套環(huán)的所述通孔的第二內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施例中，所述螺母部分為六角形和正方形中的一種。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)的凸緣為圓柱形和六角形中的一種。在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)適于被模壓到所述銷構(gòu)件上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述插件的所述內(nèi)螺紋從所述插件的第一端延伸到所述插件的第二端。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述銷構(gòu)件包括碳素鋼。在一個(gè)實(shí)施例中，所述銷構(gòu)件包括Grade 9強(qiáng)度等級螺栓、Class 12.9強(qiáng)度等級螺栓、Grade2強(qiáng)度等級螺栓、Grade 5強(qiáng)度等級螺栓、Grade 8強(qiáng)度等級螺栓、ClassS.8強(qiáng)度等級螺栓以及Class 10.9強(qiáng)度等級螺栓中的一種。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)包括從由低碳鋼、未退火的低碳鋼、退火的低碳鋼、中碳硼鋼、10B22鋼、中碳鋼以及1038鋼構(gòu)成的組中選擇出的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，所述模壓套環(huán)為如冷鐓軸環(huán)的、應(yīng)變硬化的以及冷加工之一。在一個(gè)實(shí)施例中，所述插件包括中碳合金鋼。
[0012]本發(fā)明的緊固件與現(xiàn)有技術(shù)中的緊固件相比其優(yōu)點(diǎn)在于:模壓套環(huán)和插件組合可以被螺紋連接到銷構(gòu)件上，以完成初始的連接裝配。雖然以這種方式裝配連接，但是可以在初始安裝過程中對連接進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)可能包括多個(gè)這樣的連接的較大的結(jié)構(gòu)。一旦認(rèn)為所述連接已為最后的定型做好準(zhǔn)備，可以將模壓工具施加到模壓套環(huán)和插件組合上，以將所述模壓套環(huán)的材料模壓進(jìn)所述銷構(gòu)件的鎖定凹槽中，由此安裝具有所要求的機(jī)械性能的連接。
【附圖說明】
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的緊固件的分解側(cè)視圖；
[0014]圖2為圖1所示緊固件預(yù)先裝配在連接部位上時(shí)的局部側(cè)視圖；
[0015]圖3為圖2所示緊固件處于模壓處理的初始階段時(shí)的局部側(cè)視圖；
[0016]圖4為圖3所示緊固件在模壓處理完成之后的局部側(cè)視圖；
[0017]圖5為由圖1所示緊固件使用的套環(huán)和插件的側(cè)面剖視圖；
[0018]圖6為與結(jié)構(gòu)的彈簧構(gòu)件接合的圖1所示緊固件的側(cè)視圖；
[0019]圖7為圖6所示緊固件處于模壓處理的初始階段時(shí)的局部側(cè)視圖；
[0020]圖8為圖7所示緊固件在模壓處理完成之后的局部側(cè)視圖；
[0021]圖9和10為緊固件的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；以及
[0022]圖11和12為緊固件的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參考圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，緊固件10包括銷構(gòu)件12、套環(huán)14和插件16，其中，套環(huán)14的尺寸和形狀被設(shè)計(jì)成與銷構(gòu)件12相匹配并且使套環(huán)可以被模壓到銷構(gòu)件12上，插件16的尺寸和形狀被設(shè)計(jì)成與銷構(gòu)件12和套環(huán)14相匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，銷構(gòu)件12包括在其一端處具有頭部20的細(xì)長的桿體部分18。在一個(gè)實(shí)施例中，桿體部分18包括具有外螺紋24和多個(gè)鎖定凹槽26的螺紋部分22，以及具有多個(gè)拖拉凹槽30的拖拉部分28。在一個(gè)實(shí)施例中，螺紋24包括螺旋狀螺紋。在一個(gè)實(shí)施例中，牽拉部分28的多個(gè)牽拉凹槽30都包括環(huán)形凹槽。在一個(gè)實(shí)施例中，螺紋部分22包括環(huán)形凹槽32。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形凹槽32設(shè)置在頭部20和牽拉部分28中間。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形凹槽可以沿螺紋部分22設(shè)置在任何地方。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形凹槽32的寬度是螺紋24的螺距的兩倍。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形凹槽32的寬度是螺紋24的螺距的I倍。在一個(gè)實(shí)施例中，不需要包括環(huán)形凹槽32。在一個(gè)實(shí)施例中，銷構(gòu)件12由中碳合金鋼制成。在一個(gè)實(shí)施例中，銷構(gòu)件12為Grade 9 (Class 12.9)強(qiáng)度等級螺栓。在其它實(shí)施例中，銷構(gòu)件12可以以本領(lǐng)域中已知的任何等級來表征，諸如，舉例而言，Grade 2、Grade 5、Grade 8、Class 8.8和Class 10.9。在其它實(shí)施例中，銷構(gòu)件12可以由本領(lǐng)域中已知的其它合適的材料制成。在其它實(shí)施例中，銷構(gòu)件12可以由如在Mercer等人的美國專利N0.7，293，339中公開和描述的任何銷構(gòu)件構(gòu)成，該專利通過引用全部結(jié)合在本文中。
[0024]還參考圖1，套環(huán)14包括具有第一端36和與第一端36相對的第二端38的管狀套環(huán)體34、外表面40、從第一端36開始并且在第一端36處沿周向延伸的凸緣42以及從第一端36縱向延伸到第二端38的通孔44。在一個(gè)實(shí)施例中，凸緣42的形狀為圓柱形。在另一個(gè)實(shí)施例中，凸緣42為六角形。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)體34的外表面40包括緊鄰第二端38設(shè)置的六角形部分(圖中未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，通孔44包括從第一端36延伸到在第一端36和第二端38中間的臺(tái)階部分48的第一內(nèi)部分46，以及從臺(tái)階部分48延伸到第二端38的第二內(nèi)部分50。在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)階部分48垂直于套環(huán)14的縱向軸線地設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，第一內(nèi)部分46形成第一內(nèi)壁52，第二內(nèi)部分50形成第二內(nèi)壁54。在一個(gè)實(shí)施例中，第二內(nèi)壁54的內(nèi)徑大于第一內(nèi)壁52的內(nèi)徑。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14包括從第一內(nèi)壁52延伸的內(nèi)部裝配小突起(圖中未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝配小突起包括諸如在Dixon的美國專利N0.4，867，625中示出的單線螺紋，該專利在此通過引用全部結(jié)合在本文中。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝配小突起緊鄰套環(huán)14的套環(huán)體34的第一端36地設(shè)置。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14不需要包括裝配小關(guān)起。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14由低碳鋼制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14由未退火的低碳鋼制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14由退火的低碳鋼制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14由諸如例如10B22鋼的中碳硼鋼制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14由諸如例如1038鋼的中碳鋼制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，如同在之前提及的Mercer等人的美國專利N0.7，293，339中所公開和描述的那樣，套環(huán)14為“如冷鐓軸環(huán)”的套環(huán)并且不需要經(jīng)過熱處理。如在本文中所使用的，術(shù)語“如冷鐓軸環(huán)”是指例如經(jīng)過冷加工而應(yīng)變硬化而非采用熱處理(例如淬火和回火；消除應(yīng)力處理；等等)來改變硬度的套環(huán)。
[0027]還參考圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，插件16包括第一端56，與第一端56相對的第二端58，外壁60、從第一端56縱向延伸到第二端58的通孔62，該通孔62形成內(nèi)壁64。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)壁64包括從第一端56延伸到緊鄰第二端58處的內(nèi)螺紋66。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)螺紋66是無負(fù)荷旋入螺紋。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)螺紋66從第一端56延伸到第二端58。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)壁64包括定位在第二端58處的無螺紋內(nèi)部68。在一個(gè)實(shí)施例中，插件16由中碳合金鋼制成。在其它實(shí)施例中，插件16可以由本領(lǐng)域中已知的其它合適的材料制成。
[0028]參考圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，緊固件10適于固定由多個(gè)工件構(gòu)成的連接70。在一個(gè)實(shí)施例中，將銷構(gòu)件12的桿體部分18插入工件的通孔，并使頭部20抵靠工件(未示出)的一側(cè)以及使桿體部分18從工件的相對側(cè)向外延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，將套環(huán)14裝配在銷構(gòu)件12的桿體部分18上，由此使桿體部分18插入套環(huán)14的通孔44內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，插件16被擰在銷構(gòu)件12的螺紋部分22上，從而使得插件16的內(nèi)螺紋66通過螺紋接合銷構(gòu)件12的外螺紋24。插件16的無螺紋部分68用作為引入端。在一個(gè)實(shí)施例中，插件16放置在套環(huán)14的第二內(nèi)部分50內(nèi)，從而使得插件16的第一端56抵靠套環(huán)14的臺(tái)階部分48。在一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)14的第二內(nèi)部分50的內(nèi)壁54的內(nèi)徑和插件16的外壁60的外徑的尺寸被設(shè)計(jì)成彼此形成間隙配合。如圖2所示，緊固件10為經(jīng)過預(yù)裝配的，從而使套環(huán)14在模壓之前安裝在銷構(gòu)件12上并由插件16