专利名称：紧固件和用于紧固件的间隔环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种紧固件和用于紧固件的间隔环。
本发明特别涉及但不限于拉伸(tensioning)系统中使用的紧固 件，该系统使用液压拉伸千斤顶。
背景技术：
利用液压装置来施加螺栓拉伸载荷从而产生精确大小的力的原理 是众所周知的，并且已经建立。
利用液压拉伸千斤顶的拉伸系统的实例在国际公开W0 00/51791(国际申请PCT/AU00/00138)和国际公开W0 2005/123345 (国 际申请PCT/AU2005/000877)中公开，申请人都是Bucknell John Wentworth。
发明内容
本发明的一个优选目标是一种轴向可伸縮间隔件，可安装在被张 紧的螺栓周围，在与螺栓接合的螺母与待夹持的部件之间，当螺母被拉 伸载荷拉伸时，可伸縮间隔件可轴向延伸以消除螺母和部件之间的张紧 间隙。
本发明的可替换的优选目标是提供一种可伸缩间隔件，可安装在 被张紧的螺栓周围，其中，可伸縮间隔件的一部分结合在螺母中，该螺 母接合在螺栓周围，并且可伸缩间隔件与待夹持的部件接合，随着螺栓 被拉伸载荷拉伸，可伸缩间隔件可轴向延伸以消除螺母和部件之间的张 紧间隙。
另一个优选目的是提供一种可伸縮间隔件，其中，内部弹簧装置 将相应的间隔环或者间隔件的部分朝着可轴向延伸的位置促动，从而消
4除张紧间隙。
本发明的另一个优选目的是提供一种内部套环，从而保持所述间 隔环或者部分共轴对齐。
根据下面的说明，本发明的其它优选目的将显而易见。
一个方面，本发明涉及一种可伸縮间隔件，其可以围绕被张紧的 螺栓安装在与螺栓接合的螺母和待夹持部件之间，可伸縮间隔件具有互 补的第一和第二间隔环，每个间隔环具有平坦端面和螺旋倾斜面，该倾 斜面终止于抵靠面，其中，螺旋倾斜面相对于平坦端面的倾斜角度被选 择成使得当可伸縮间隔件置于螺母和部件之间、并且压縮载荷施加到 可伸縮间隔件时，在第一和第二间隔环之间没有相对旋转运动。
第二方面，本发明涉及一种可伸縮间隔件，可安装在被拉伸的螺 栓周围，结合了可以与螺栓相接合的螺母以及间隔环，间隔环具有可以 与待夹持部件相接合的平坦端面，螺母和间隔环具有互补的螺旋倾斜 面，终止于抵靠面，其中，倾斜面相对于间隔环的平坦端面的倾斜角度 被选择成使得当可伸缩间隔件受到压縮载荷时，在螺母和间隔环之间 没有相对旋转或运动。
可替换实施例中，中间的间隔环可以置于第一和第二间隔环之间， 或者螺母和间隔环之间，中间间隔环具有相反指向的螺旋斜面，终止于 抵靠面，各个螺旋倾斜面的倾斜度被选择成使得当可伸縮间隔件受到 压縮载荷时，在中间间隔环和第一和第二间隔环之间没有相对旋转运 动，或者在中间间隔环和螺母和间隔环之间没有相对旋转运动。
环形套环可以设置在可伸縮间隔件内，从而当压縮负荷施加到可 伸縮间隔件时，保持第一和第二间隔环、或者保持螺母和间隔环(和/ 或中间间隔环)轴向对齐。
优选的，抵靠面位于与平坦端面的平面垂直的轴线上(例如平行 于螺栓的轴线)；并且凹部可以形成在抵靠面中，从而使得工具能够插 入，从而选择性地在螺栓被张紧时的伸展位置和螺母在螺栓上旋转以释 放张紧的"收縮"位置之间旋转第一和第二间隔环、或者间隔环、和/ 或中间间隔环。
压缩弹簧可以安装在抵靠面中并且从抵靠面延伸，从而将可伸縮间隔件向伸展位置促动。
每个间隔环可设置有两个或多个螺旋倾斜面，通常不超过三个或 四个。
螺旋倾斜面相对于平坦端面的通常倾斜角度是13°,并且优选小于
25°。实际倾斜角度取决于可伸縮间隔件的特定应用。当使用中间间隔 环时，螺旋倾斜面的倾斜角度可以减半(例如6.5°)，但是对于间隔环 的给定相对旋转，中间间隔件使得能够快速消除张紧间隙。
圆周凸缘可以设置在第二间隔环周围，或者间隔环周围，从而支 撑在部件上，并且由液压千斤顶的桥接部接合，该千斤顶可操作以拉伸 螺栓。
第三方面，本发明涉及一种可伸縮间隔件，其将安装在被拉伸的 螺栓周围，结合了可以与螺栓接合的螺母和具有平坦表面的间隔环，该 平坦表面可以与待夹持部件相接合；螺母和间隔环具有互补的相应外螺 纹和内螺纹，从而使得，通过间隔环相对于螺母的相对旋转，可伸缩间 隔件能够延伸和收缩。
优选的，螺母具有辅助的(secondary)优选锥形的螺纹，用于与 拉伸装置的牵拉杆相接合。
为了有助于理解本发明，下面参考附图描述优选实施例，附图中 图1 (a) - (g)示出了第一实施例的分解和装配视图； 图2 (a) - (c)示出了第二实施例的剖视图； 图3 (a) - (f)示出了使用液压千斤顶的拉伸系统中的可伸縮间 隔件的第二实施例的操作；
图4 (a) - (d)示出了间隔件第三实施例的部分剖视图5 (a) - (d)示出了具有液压千斤顶的间隔件的使用；
图6 (a) - (d)示出了第四实施例的装配和分解视图7 (a) - (d)示出了第五实施例的类似视图7 (e) - (g)示出了具有液压千斤顶的拉伸系统中的间隔件的
使用；图8是第六实施例的侧视图，具有中间间隔环；和
图9 (a) - (e)示出了第七实施例的透视图和部分剖视图。
具体实施例方式
参考图1 (a) - (g)的第一实施例，可伸缩(expanding)间隔件 10设计成安装在螺栓周围，并且置于螺母和待夹持部件(未示出)之 间，其中，螺母利用液压拉伸千斤顶被拉伸，如之前引用的国际公开 W0 00/51791 (Bucknell)所公开的。该国际公开中液压拉伸系统的操作、 以及国际公开W0 2005/123345 (Bucknell)中公开的拉伸系统的操作在 此引为参考。
可伸缩间隔件IO具有互补的第一和第二间隔环11、 12，其中，第 二间隔环12具有圆周凸缘13，该凸缘可以与液压拉伸千斤顶的桥接部 (bridge)相接合。
第一和第二间隔环ll、 12具有平坦端面14、 15，该端面可以与螺 母和待夹持部件相接合。
这个实施例中，间隔环ll、 12具有三个螺旋倾斜面16、 17，该倾 斜面分别以抵靠面18、 19终止。
所示实施例中，螺旋倾斜面16、 17相对于平坦端面14、 15以大 约13度的倾斜角度倾斜。
压缩螺旋弹簧20安装在第二间隔环12的抵靠面19中，并且从抵 靠面19延伸，从而与第一间隔环11的相对的抵靠面18相接合，从而 促动所述可伸缩间隔件10旋转到"伸展"位置，在该位置，当螺栓被 液压千斤顶拉伸时，可伸缩间隔件10填充了螺母和待夹持部件之间的 张紧间隙(strain gap)。
环形套环接纳在间隔环11、 12中的孔22、 23中，从而当间隔环 11、 12相对彼此旋转时保持所述间隔环11、 12共轴对齐。
孔24设置在第一间隔环11中，用于通过工具相接合，以使得第 一和第二间隔环11、 12能相对旋转，即当螺母在螺栓上被旋转时将可 伸縮间隔件移动到它的"收縮"位置，从而使得螺栓上的拉伸被减轻。
另外，凹部25、 26形成在抵靠面18、 19中(或者抵靠面18、 19与相邻螺旋倾斜面16、 17的结合处)，以使得能够通过工具接合，使得 间隔环11、12能相对彼此旋转从而伸展或者收縮所述可伸縮间隔件10。
参考图2 (a) - (c)的第二实施例，可伸缩间隔件110具有第一 和第二间隔环lll、 112，与可伸縮间隔件10的间隔环11、 12具有相 同结构。然而，第二实施例中，螺母130具有螺纹孔131，从而接合螺 栓(未示出)，并具有"快速启动"锥形孔132，从而接纳液压千斤顶 (未示出)上的互补拉杆(puller bar)，该螺母具有环形延伸部133， 该延伸部接纳在间隔环111、 112内，从而以可伸縮间隔件10的环形套 环21的方式保持它们共轴对齐。
参考图3 (a) - (f),可伸縮间隔件110设置在螺栓130和待夹持 部件(未示出)之间，其中，液压千斤顶150，具有拉杆(未示出)， 可操作以接合螺母130中的锥形螺纹132，并具有桥接部151，其接合 所述第二间隔环112上的圆周凸缘113。当液压千斤顶150己经通过向 螺母130施加拉伸负荷而拉伸所述螺栓时，第一间隔环111相对于第二 间隔环112旋转，例如通过工具在孔(多个)124中的接合，或者通过 压縮螺旋弹簧(未示出)，从而将可伸缩间隔件110移动到它的伸展位 置，即从图3 (c)和(d)的位置移动到图3 (e)和(f)的位置，在 图3 (c)和(d)的位置，抵靠面118、 119接合，在图3 (e)和(f) 的位置，抵靠面118、 119间隔开。
本领域技术人员将理解，可伸縮间隔件110能够使得螺母130的 平坦端面134与部件之间的张紧间隙能够被快速消除。
图4 (a) - (d)的第三实施例中，螺母230具有平坦端面234， 并且没有延伸到可伸缩间隔件210的间隔环211、 212的孔中。这个实 施例中，间隔环211、 212通过螺栓保持共轴，可伸縮间隔件210围绕 该螺栓安装。当螺母230与液压千斤顶250的拉杆相接合时，第一间隔 环211相对于第二间隔环212旋转，从而使得可伸缩间隔件210能够消
除螺母和待夹持部件之间的张紧间隙。
如图5 (a) - (d)所示，液压缸(ram) 250具有可脱离的桥接部 251，该桥接部置于螺母230周围，桥接部跨在可伸缩间隔件210的第 二间隔环212上的圆周凸缘213以及液压千斤顶250的主体上的环形端
8面252上。
参考图6 (a) - (d)的第四实施例，螺母330的一端设置有螺旋 倾斜面316和抵靠面318，与可伸縮间隔件10的第一间隔环11相对应； 而间隔环312具有互补的螺旋倾斜面317和抵靠面319。环形套环接纳 在孔322和323中，从而保持螺母330和间隔环312共轴对齐。
注意这个实施例中，间隔环312没有结合圆周凸缘；孔324设 置在螺母330的顶部周围，从而使得螺母330能够相对于间隔环312旋 转，从而使得可伸缩间隔件310能在它的伸展和收缩位置之间移动。
图7 (a) - (d)示出了第五实施例，其中，螺母430具有外部锥 形螺纹432，以接合液压千斤顶450的拉杆455上的互补螺纹，并且液 压千斤顶450的桥接部451直接支承在待夹持部件(未示出)上。
如上所述，环形套环421保持螺母430和可伸縮间隔件410的间 隔环412正确共轴对齐。
图8的第六实施例中，可伸縮间隔件10具有中间间隔环690，其 可以设置在第一和第二间隔环611、 612之间，其中，中间间隔环690 具有相反的螺旋倾斜面和抵靠面693、694，与和第一和第二间隔环611、 612的螺旋倾斜面616、 617和抵靠面618、 619互补。中间间隔环690 的"顶"侧将具有螺旋倾斜面691和抵靠面693，设置成与第一间隔环 611的螺旋倾斜面616和抵靠面618配合；中间间隔环690的"底"侧 将具有螺旋倾斜面692和抵靠面694，与第二间隔环612的螺旋倾斜面 617和抵靠面619互补。
中间间隔环690的一个优点在于对于中间间隔环690 (沿着箭头 A的方向)相对于第一和第二间隔环611、 612每旋转1°，可伸縮间隔 件610实际上以间隔件10的第一和第二间隔环11、 12之间相对旋转的 相同的r的两倍速度(沿着箭头B的方向)伸展。
通过将工具插入到间隔孔699中，中间间隔环690可以相对于间 隔环611、 612旋转。
当使用这种中间间隔环690时，优选的是通过环形套环O环形套 环212)或者通过环形延伸部(=图2 (a) - (c)的螺母130上的环形 延伸部113)保持第一间隔环611、中间间隔环690和第二间隔环612轴向对齐。
螺旋倾斜面相对于端部间隔件的平坦端面的实际倾斜角度可以变
化，但是通常将相对小，即小于25°，从而当压縮负荷作用到可伸缩间 隔件时，即当液压千斤顶释放它们在螺母上的拉伸时，在第一和第二间 隔环的相对的螺旋倾斜面之间产生的摩擦，或者螺母的面和间隔环的 面，和/或中间间隔环的面，将防止相邻部件之间的相对旋转。这样， 螺母和待夹持部件之间的张紧间隙将被保持。
虽然实施例已经显示了间隔环(多个)禾B/或螺母上的三个螺旋倾 斜面，但是本领域技术人员应当理解，一个或多个螺旋倾斜面可以使用， 优选至少两个，并且优选不超过四个。
图9 (a) - (e)示出了第七实施例的可伸縮间隔件710,具有螺 母730和间隔环712。
螺母730具有主体732，对中孔，具有内螺纹733，该螺纹可以与 未示出的待张紧的螺栓相接合。主体732的上端具有外螺纹731，其可 以与液压千斤顶(其它实施例所示出的类型)的拉杆(未示出)相接合； 而主体732的下端具有外螺纹736，与间隔环712的主体714中的内螺 纹713互补。主体714具有平坦环形底面715和抵靠面716，通过向内 的圆周凸缘717形成。环形底面715和主体714上的环形顶面718可以 通过螺母730的主体732上的互补环形面737、 738相接合。
利用接合在间隔环712中的间隔孔724中的工具，间隔环712可 以相对于螺母730旋转。操作中，可伸缩间隔件710与待拉伸的螺栓相 接合，并且螺母730通过内螺纹733连接到其处。间隔件710是图7(d) 中所示的结构。
液压千斤顶的具有锥形阴螺纹的拉杆与螺母730上的外螺纹731 相接合。
当螺栓已经被拉伸时，工具与间隔环712中的孔724相接合，其 相对于螺母730旋转，直到间隔环上的环形面715与待夹持部件相接合 -见图9 (e)-从而消除应变间隙。
拉杆然后被释放。
为了去除螺栓的拉伸，过程反向迸行。可伸缩间隔件的实际结构可以变化以适应特定的应用。 在不脱离本发明范围的情况下，可以对所述和所示的实施例做出 各种变化。
权利要求
1.一种将在被拉伸螺栓周围安装在与螺栓接合的螺母和待夹持部件之间的可伸缩间隔件，所述可伸缩间隔件具有互补的第一和第二间隔环，每个间隔环具有平坦端面和螺旋倾斜面，所述螺旋倾斜面以抵靠面终止，其中螺旋倾斜面相对于平坦端面的倾斜角度被选择成使得当可伸缩间隔件置于螺母和部件之间、并且压缩负荷被作用到可伸缩间隔件时，在第一和第二间隔环之间将没有相对旋转运动。
2. —种将被安装在被拉伸螺栓周围的可伸縮间隔件，包括可以与 螺栓接合的螺母以及具有平坦面的间隔环，所述平坦面可以与待夹持部 件相接合，所述螺母和间隔环具有互补的螺旋倾斜面，所述倾斜面以抵 靠面终止，其中，倾斜面相对于间隔环的平坦端面的倾斜角度被选择成 使得当可伸縮间隔件受到压缩负荷作用时，在螺母和间隔环之间没有 相对旋转或运动。
3. 如权利要求1或2所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 中间间隔环置于第一和第二间隔环之间，或者在螺母和间隔环之间，中间间隔环具有相反指向的螺旋倾斜面，该倾斜面以抵靠面终止， 各个螺旋倾斜面的倾斜度被选择成使得当可伸缩间隔件受到压缩负荷 作用时，在中间间隔环和第一、第二间隔环之间，或者在中间间隔环和 螺母与间隔环之间，不存在相对旋转运动。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 环形套环设置在可伸缩间隔件内，从而当压縮负荷作用到可伸缩间隔件时，保持第一和第二间隔环、或者螺母和间隔环、和/或中间间 隔环轴向对齐。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 抵靠面位于与平坦端面的平面垂直的轴线上；并且凹部形成在抵靠面中，从而使得能够插入工具，以选择性地在螺栓被拉伸时的伸展位 置与螺母在螺栓上旋转以释放拉伸时的"收縮"位置之间旋转第一和第二间隔环、或者间隔环、禾fV或中间间隔环。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 至少一个压縮弹簧安装在抵靠面中，并且从抵靠面延伸，从而将可伸縮间隔件促动到伸展位置。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的可伸缩间隔件，其特征在于， 每个间隔环设置有两个或多个螺旋倾斜面，通常不超过三个或四个。
8. 如权利要求7所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 螺旋倾斜面相对于平坦端面(多个)的通常的倾斜角度为13°，并且可选地小于25°。
9. 如权利要求1-8中任一项所述的可伸縮间隔件，其特征在于， 圆周凸缘设置在第二间隔环周围，或者间隔环周围，从而支承在部件上，并且由液压千斤顶的桥接部接合，该液压千斤顶可操作以拉伸 所述螺栓。
10. —种将安装在被拉伸螺栓周围的可伸縮间隔件，包括可以与 螺栓接合的螺母和具有平坦面的间隔环，所述平坦面可以与待夹持部件 相接合；螺母和间隔环具有互补的相应的外螺纹和内螺纹，从而通过间 隔环相对于螺母的相对旋转而使得可伸缩间隔件能够伸展和收缩。
11. 一种可伸縮间隔件，其中螺母具有辅助的优选锥形的螺纹，用于与拉伸装置的拉杆相接合。
全文摘要
一种轴向可伸缩间隔件(10)，具有相应的第一和第二间隔环(11，12)，所述间隔环具有互补的螺旋倾斜面(16，17)和抵靠面(18，19)。通过间隔环(11，12)的相对旋转，环形面(14，15)之间的间隔件(10)的高度可以伸展或者收缩。压缩弹簧(20)位于抵靠面(18，19)之间，将间隔件(10)促动到它的“伸展”结构。
文档编号B25B29/02GK101583466SQ200780044273
公开日2009年11月18日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月31日
发明者J·W·巴克内尔, R·W·巴克内尔 申请人:泰克努法斯特工业有限公司