外部有键条的紧固件的制作方法

专利名称：外部有键条的紧固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将具有开孔的工件构件固定在一起的快速紧固件。
背景技术：
快速紧固(RTM)是将工件构件固定在一起的众所周知的方法，凭借该方法，将具有 中空芯部的紧固件设置于对准的在工件构件中的开孔中，并且将具有头部的芯棒拉动穿过 紧固件的孔从而使紧固件杆部径向膨胀，并且额外地使紧固件小程度地缩短。紧固件杆部 的径向膨胀理想地实现紧固件杆部与在工件构件中的开孔的壁之间的机械接合。轴向的缩 短作用能够有助于将最末层片板朝向紧固件头部向上拉动以闭合工件构件之间的间隙。
现有技术的紧固件、例如在商标Briv下的可用的紧固件(英国专利号 GB1323873A)和Chobert下的可用的紧固件具有圆柱形杆部部分，在圆柱形杆部部分的中 心区域具有均匀一致的壁厚，即恒定的横截面积。紧固件杆部的尾部端具有增大的壁厚；在 Briv紧固件的情况下，紧固件杆部的尾部端具有扩大的外直径，在Chobert紧固件的情况 下，紧固件杆部的尾部端具有减小的呈渐缩形式的孔径。
这些现有技术的紧固件通过将给定直径的芯棒拉动穿过紧固件孔而安装，从而使 芯棒的径向扩大的头部将杆部的中心区域膨胀至在工件构件中的开孔中。因此，径向膨胀 的程度通过芯棒头部的用作名义紧固件直径的直径进行控制。
现有技术的紧固件具有在工件开孔直径中的低程度的容许量，即通过名义紧固件 尺寸和单一头部直径芯棒仅能够适应有限范围的工件开孔直径。因此，当使用名义紧固件 和特定头部直径的芯棒时，具有在工件开孔直径的两个可接受的极限之间的窄范围。
在现有技术紧固件的优化安装中，即其中工件开孔直径在给定的紧固件直径和芯 棒头部直径的可接受的范围内，在没有“过密堆积”的情况下(如下文说明)，芯棒头部造成 的紧固件杆部的膨胀导致在紧固件杆部和工件开孔的壁之间形成机械接合。末层工件构件 (即最远离紧固件头部的工件构件)的开孔的壁提供的约束产生径向力，并且因而产生对于 末层工件构件的相对于紧固件铆钉杆部的轴向移动的摩擦阻力。
但是，如果工件开孔直径小于现有技术紧固件的可接受的范围，则因为紧固件将 超紧密堆积在开孔中，故而将需要过高的安置力来安装紧固件。这可能造成芯棒的磨损或 者造成其它不良影响例如产生来自紧固件孔的碎片，或者例如通过将紧固件孔的材料挤出 至头部区域中而造成紧固件头部的畸形。
顶层工件构件(即最接近紧固件头部的工件构件)的开孔直径通常构造成使得其 稍大于末层工件构件的开孔，以适应开孔间距误差。如果顶层工件构件的开孔直径在上述 用于现有技术的紧固件的可接受的范围之上，则紧固件杆部的膨胀不会造成在紧固件杆部 和尺寸过大的工件开孔的壁之间的任何机械接合，这使得在剪切载荷下结合部对移动的低 阻力。
为了对尺寸过大的工件开孔进行补偿，能够利用尺寸过大的芯棒、即具有尺寸过 大的头部的芯棒来安装紧固件。但是，具有将尺寸过大的芯棒错误地用于尺寸过大的工件开孔的风险，由此导致如上文讨论的高安置力所造成的问题。
工件孔径超过用于特定紧固件和芯棒头部直径的可接受范围的问题在图1中进 行了图示，图1图示了安装至工件30中的在夹紧范围最低端的现有技术的紧固件2。工件 包括具有尺寸过大的开孔36的顶层工件构件32和具有可接受的开孔38的末层工件构件 34。由于顶层工件构件32具有尺寸过大的开孔36，故而安装不能导致在开孔36的壁和紧 固件杆部4之间的任何机械接合。
正确安装的现有技术的紧固件显示出由于在此区域的较大壁厚而产生的扩大的 尾部端形成部。在最大夹紧应用中，该扩大的尾部端形成部与末层工件构件的外表面相邻， 并且因而如果受到拉伸载荷，则用于提供支撑和对结合部的移动的阻力。但是在中等夹紧 或者最小夹紧的状态下(如图1所示)，扩大的尾部形成部44远离末层工件构件34，并且因 此不能帮助阻止工件构件32、34在拉伸载荷作用下的初始分离；该阻力必然几乎完全由以 下摩擦力产生由具有均匀一致壁厚的紧固件杆部4的膨胀中心区域施加的径向压力所产 生的摩擦力。因此，对于分离的阻力在中等夹紧或者最小夹紧的情况下较低。
目前可用的其它快速紧固件例如在商标Avtronic (RTM)和Rivscrew (RTM)下可 用的紧固件，特征在于紧固件杆部的中心的不一致的壁厚。这些紧固件包括分别呈环形凹 槽形式和呈螺旋螺纹形式的紧固件杆部的外部上的空隙和对应的。这些紧固件意在膨胀和 嵌至工件中，其中工件构件包括与紧固件的材料相比较相对软的材料。这些紧固件的环形 空隙或者螺旋形空隙导致在末层工件构件中的可变的膨胀，同时在紧固件杆部与工件开孔 的壁之间的高程度或者低程度的机械接合，和绕着孔外围的不一致的尺寸和分布的膨胀的 尾部形式。发明内容
本发明的目的是提供一种紧固件，其将确保在紧固件杆部与两个工件开孔的壁之 间的完全和一致的机械接合，即实现用于比现有技术的紧固件所实现的更为耐用的紧固的 完全的机械接合。此外，本发明的目的为提供一种紧固件，其允许单一紧固件长度和一个芯 棒尺寸的规格安装至较宽的夹紧范围中，并且其能够容许比现有技术的紧固件大得多的工 件开孔直径变化，同时避免在单一芯棒头尺寸或者直径的情况下的高安置力、芯棒磨损、碎 片的产生和紧固件头部畸形的问题。
另外，本发明的目的是提供一种紧固件，其适合用于固定由比该紧固件硬的材料 制成的工件构件，其中，紧固件的夹紧范围仅取决于紧固件的长度，即较长的紧固件具有较 大的夹紧范围，从而允许在工件厚度的较宽范围中使用具有名义长度的紧固件。
因此，在第一方面，本发明包括如所附权利要求的权利要求1中要求保护的紧固 件。
在另一方面，本发明包括根据权利要求13的安装紧固件的方法。
紧固件的安装可以通过工具实施，所述工具包括支承在紧固件头部的上表面上的 圆锥凹端面。这使得将紧固件头部朝向顶层工件构件推动并且所述头部靠在顶层工件构件 上轻微地变平，由此确保紧固件的夹持。靠在顶层工件构件上的头部外围的变平起作用成 使得头下凹部的外直径减小，并且紧固件头部的靠在工件上的支承面积增大。另外，工具端 面的在紧固件头部的上表面上的支承面积大于现有技术的快速紧固件，使得在紧固件安装过程中紧固件头部的表面不良的缺口或者损坏最低。
在另一方面，本发明包括根据权利要求15或者权利要求16的安装紧固件的方法。
通过权利要求16的方法安装的紧固件还包括在折颈尖端和塞部之间的平行部， 在安装过程中，该平行部形成锁定边缘，由此提供在紧固件杆部中的已安装的杆件的机械 锁定。
在另一方面，本发明包括根据权利要求18的安装紧固件的方法。这方法可以进一 步包括通过将支撑套筒支承在紧固件头部上并且将销从紧固件孔移除的后续步骤。
本发明的轴向空隙允许在紧固件杆部与在不同尺寸的工件构件开孔、例如在顶层 工件构件中的尺寸过大的开孔中的工件开孔的壁之间的可变程度的机械接合，从而在不导 致“过密堆积”的情况下提供对剪切移动的机械阻力，由此避免潜在的过大的安置载荷、芯 棒磨损、碎片产生以及紧固件头部畸形。
因为空隙相对于紧固件杆部轴向设置，故而其具有沿着紧固件杆部的长度的恒定 的横截面积。这确保径向膨胀的程度和芯棒载荷是恒定的而不取决于夹紧厚度。因此，与等 尺寸现有技术的紧固件所提供的相比，本发明能够用在更大的夹紧范围中。另外，特定紧固 件能够适应的夹紧范围仅取决于紧固件的长度，即较长的紧固件能适应较大的夹紧范围。
另外，本发明提供单一芯棒(即具有设定的头部尺寸的芯棒)能够用于将紧固件安 装至具有多种开孔尺寸的工件中。
本发明还提供在整个夹紧范围中紧固件杆部的与末层工件构件相邻的尾部端的 较大膨胀，由此提供对工件构件的在拉伸载荷作用下的分离的增大的阻力。
本发明也适合用于固定可能由比紧固件硬的材料制成的工件构件。
优选地，轴向空隙相互等间距。
优选地，轴向空隙从紧靠紧固件头部下部处延伸。
紧固件可以包括在其顶面中的埋头孔，埋头孔具有比紧固件的孔的直径大的平均 直径。埋头孔能够包括平的环形渐缩壁和弯曲的环形渐缩壁，并且在埋头孔和紧固件孔之 间能够设置颈部。埋头孔和颈部都容纳铆钉本体材料，通过使扩大的芯棒头部通过铆钉孔， 将铆钉本体材料轴向地牵拉穿过并且进入铆钉头部。另外，埋头孔控制安装紧固件时的扩 孔载荷，并且避免过剩的紧固件材料从已安装的紧固件头部的上部拉出。
紧固件可以包括在紧固件杆部的尾部端处的渐缩尖端。渐缩尖端特征的优点在 于当在紧固件头部中设置埋头孔时，渐缩尖端允许紧固件套在一起成为纸容器等中的“首 尾相连”的堆叠体。这确保相邻的铆钉孔的同中轴对准，这又使其更容易将紧固件堆叠体装 载至芯棒杆部上。另外，渐缩尖端也有助于紧固件在工件开孔中的定位，并且减少在安装之 前的紧固件的堆叠高度，由此允许更多铆钉配合给定长度的安置工具，并且向在相对更具 挠性的芯棒上的堆叠体提供增大的刚度。
紧固件也可以包括设置在空隙部段和渐缩尖端之间的、在紧固件杆部的尾部端处 的实心尾部环。尽管该尾部环的位置远离末层工件构件，但该尾部环仍通过其强化的壁部 段而有助于紧固件的最大抗拉强度。
紧固件也可以包括超出渐缩尖端的、在紧固件的尾部端处的端部段，该端部段具 有平行于紧固件的纵轴线的直环形壁。该端部段进一步便利了在安装前多个紧固件成“首 尾相连”的堆叠体的存储。


现在将仅通过示例的方式并参照附图描述本发明的实施方式，附图中
图1是安装至工件中的现有技术的紧固件的侧视图2是在安装至工件中之前的根据本发明的紧固件的侧视图3a和3b是图2的紧固件的等轴测图4是图2的紧固件的沿着线IV-1V的横截面图5是图4的紧固件的沿着线V-V的横截面图6是图2的紧固件的沿着线V1-VI的横截面图7是设置成堆叠体的多个图2的紧固件的侧视图8是图7的紧固件堆叠体的沿着线VII1-VIII的侧视图9a是安装至工件中的图2的紧固件的轴向横截面图，其中顶层工件构件的开孔 直径是尺寸过大的；
图9b是安装至具有最小夹紧的工件中的图2的紧固件的轴向横截面图1Oa是图9a的已安装的紧固件的沿着线Xa-Xa的横截面图1Ob是图9b的已安装的紧固件的沿着线Xb-Xb的横截面图11是图9a的已安装的紧固件的沿着线X1-XI的横截面图12是图9a的已安装的紧固件的沿着线XI1-XII的横截面图13和14图示了图2的紧固件的替代性安装方法；
图15和16图示了图2的紧固件的另一替代性安装方法；
图17图示了图2的紧固件的另一替代性安装方法；
图18图示了根据本发明的紧固件的替代性实施方式；
图19是图18的紧固件的沿着线XIX-XIX的横截面图20是根据本发明的紧固件的另一替代性实施方式的侧视图21是图20的紧固件的沿着线XX1-XXI的侧视图22是图20的紧固件的等轴测图23是设置成堆叠体的多个图20的紧固件的侧视图24是图23的紧固件堆叠体的沿着线XXIV-XXIV的侧视图；和
图25是根据本发明的紧固件、工件、工具突出部和芯棒的侧视图(为了清晰，省略 了剩余的工具)。
具体实施方式
参照图2至图8，根据本发明的紧固件2包括杆部4、径向扩大的头部6和渐缩尖 端10，头部6具有位于杆部4的头部端8处的半球形上表面7，渐缩尖端10位于杆部4的 尾部端12处。在头部6下面设置有环形的头下凹部42。具有直径B的孔14设置成贯穿 紧固件2，即贯穿杆部4、头部6和渐缩尖端10。在杆部4的外壁20上设置有空隙部段16。 空隙部段16包括多个基本轴向的空隙40，基本轴向的空隙40从杆部外部的较大直径‘D’ 沿径向向内延伸，并且分隔多个基本轴向的键条18，基本轴向的键条18从杆部外部的较小 直径‘d’沿径向向外延伸。键条18是平行的，并且围绕着杆部4的外壁20相互等间距地间隔开，并且从在头部6下面朝向杆部4的尾部端12沿轴向、即相对于紧固件孔14的纵轴 线延伸。在杆部4的尾部端12处、空隙部段16和渐缩尖端10之间设置有尾部环22。尾部 环22包括实心壁，即空隙部段未延伸到尾部环22中。在空隙部段16和尾部环22之间设 置有渐缩过渡部段，借助于该渐缩过渡部段，杆部在每个空隙40的远离头部6的端部处逐 渐增大直径至杆部外部的较大直径‘D’。
键条18近似呈梯形横截面，并且终止于平的顶部24，其中最大的杆部直径‘D’限 定在相对的顶部24之间，最小的杆部直径‘d’限定在相对的空隙40的中心之间。空隙40 的深度(即如图4所示的键条18的高度H)大于例如滚花中所具有的深度。键条高度H与 最大杆部直径D的比能够是例如近似在1:6和1:14之间。
埋头孔26包括设置在头部6的顶面5中的平的环形渐缩壁。埋头孔26包括平的 环形渐缩壁，使得该埋头孔具有最远离紧固件孔的最大直径X和最接近紧固件孔的最小直 径X。因此，埋头孔的平均直径大于紧固件孔的直径B。在埋头孔26和紧固件孔14之间设 置有渐缩颈部28，其中颈部28的最大直径Y等于埋头孔的最小直径X，并且颈部28的最小 直径y等于紧固件孔的直径B。
如图7和图8所示，多个紧固件设置成“首尾相连”的堆叠体50，准备好装载到芯 棒上或者相继地一次安装在安置工具内的芯棒上。埋头孔的最大直径X和埋头孔26的渐 缩角度使得相邻紧固件的渐缩尖端10能够至少部分地容纳在埋头孔26中，从而允许对紧 固件进行堆叠。
安装紧固件2以固定包括第一顶层工件构件32和第二末层工件构件34 (即最远 离紧固件头部的工件构件)的工件30通过以下方式实现将具有最大直径M (其中M大于 紧固件孔14的直径B)的径向扩大的头部106的芯棒104 (图25)插入穿过紧固件2的孔 14，使得芯棒的径向扩大的头部106位于紧固件杆部4的尾部端12处。将紧固件2和芯棒 100插入设置在工件构件32、34中的开孔36、38中。具有工具突出部100(该工具突出部仅 在图25示出)的工具用于支承在紧固件头部6的半球形上表面7上，其中，工具突出部100 具有圆锥凹端面102。工具突出部100用于拉动芯棒104穿过紧固件孔14，从而使紧固件 杆部4膨胀，并且随着顶部24靠在开孔36、38的壁上挤压，造成键条18的顶部24和工件 开孔36、38的壁之间机械接合。埋头孔26和颈部28都容纳紧固件本体材料，借助于扩大 的芯棒头部106通过紧固件孔14，该紧固件本体材料被轴向牵拉穿过紧固件头部6并且进 入紧固件头部6中。此外，埋头孔控制安装紧固件2的扩孔载荷，避免过多的紧固件材料从 已安装的紧固件头部6的上部拉出。
图9a图示了完全安装至具有最大夹紧的工件30中的紧固件2，图9b图示了完全 安装至具有最小夹紧的工件30中的紧固件2。
由工具突出部100的圆锥凹端面102施加在紧固件头部6的半球形上表面7上的 力将头部6朝向顶层工件构件32推动，并且使头部靠在顶层工件构件32上稍微变平，从而 确保了该紧固的夹持。靠在顶层工件构件32上的头部外围22的变平起作用成使得头下凹 部42的外径减小，并且紧固件头部6的靠在工件30上的支承面积增大。另外，工具端面 102的在紧固件头部6的上表面7上的支承面积大于现有技术的快速紧固件，使得在紧固件 的安装过程中的紧固件头部6的表面的不良缺口或者损坏减至最低。
在安装过程中，顶部24挤压靠在工件开孔36、38的壁上的程度受到开孔的直径限制。尺寸过大的工件开孔将使顶部24仅轻微地挤压靠在工件开孔36、38的壁上。这在图 11中进行了图示，图11图示了靠在顶层工件构件32的开孔36的壁上的顶部24的微小的 挤压。如图12所示，与图11中的尺寸过大的开孔所产生的挤压的程度相比，具有名义直径 的开孔(即小于图11中的尺寸过大的开孔)将导致靠在工件开孔38的壁上的顶部24更大 程度的挤压。
受挤压的顶24的移位的材料由轴向空隙40容纳。对于最小直径的工件开孔，轴 向空隙40将由移位的顶部材料完全充满。
尾部环22有助于支撑键条18的端部并且阻止其在拉伸结合部载荷下“向内”折 叠。在非常高的拉伸载荷下克服了键条18的顶部24的初阻力之后，随着末层片板滑动直 至膨胀的尾部环，顶部24 “剥落”。在尾部环22处，因为这部分是实心环，故而进一步移动 的阻力较高，从而确保了已安装的紧固件的最大抗拉强度。
紧固件2和/或末层工件构件34的开孔38可能不与顶层工件构件32的开孔36 同中心。在这种情况下，键条18的顶部24将靠在开孔36的壁上挤压一变量，从而在尽管 紧固件2和/或末层工件构件开孔38相对于和顶层工件构件开孔36偏心的情况下，仍然 确保靠在开孔壁上的所有顶部24的机械接合。
图9a至图1Ob也图示了由安装紧固件2造成的扩大的尾部形成部44。超出末层 工件构件34，键条18自由地充分膨胀(见图1Oa和图10b)，由此产生“占用空间”或者扩 大的尾形成部44，该扩大的尾部形成部44与末层工件构件34相邻并且与末层工件构件34 相接触(见图10a)。形成有多个梯形占用空间接触区46。因为扩大的尾部形成部44形成 为与末层工件构件34相邻并且相接触，因此，与现有技术的紧固件所提供的相比，其提供 了对于由紧固的拉伸载荷造成的初始轴向移动的大幅增加的机械阻力。在给定的夹紧范围 内，扩大的尾部形成部44形成为与末层工件构件34相邻，如图9a和9b所示。
在上述实施方式中，轴向空隙由多个梯形横截面的键条提供。但是，在替代性实施 方式中，轴向空隙可以是不同横截面的。
在上文描述的实施方式中，紧固件通过拉动径向扩大芯棒头部完全穿过紧固件孔 14而安装。但是，在图13至图17中图示了使紧固件杆部4膨胀从而安装紧固件2的替代 性方法。图13和图14中图示的方法使用实心折断杆件70，折断杆件70包括折颈尖端72、 径向扩大的头部74和位于折颈尖端72和头部74之间的塞部76，其中塞部76的直径与在 第一实施方式中使用的芯棒头部106的最大直径M相等。折断杆件70和紧固件2插入工 件构件32、34中的开孔36、38中。随后，将折断杆件70拉动穿过紧固件2，使得塞部76径 向膨胀紧固件的杆部4，直到折断杆件70的径向扩大的头部74与紧固件杆部4的尾部端 12接触，这导致施加于折断杆件70的载荷大幅增大而造成折断杆件70在折颈尖端72处折 断。图14图示了紧固件2完全地安装至工件30中。塞部76留在紧固件2的杆部4内并 且又有助于已安装的紧固件的极限抗剪强度。能够在塞部的外表面上设置附加的“倒钩”、 滚花等(未示出)以提供克服在折颈尖端72折断时杆件的塞部76的回退和克服在安装后从 紧固件2移除塞部76的增强的阻力。
图15和图16图示的替代性方法使用了折断杆件80，例如在商标Monobolt下可用 的发明(英国专利号GB1538872)。该折断杆件包括具有中空芯部84的塞部82、与塞部82 相邻的平行部85、长形杆部88以及在平行部85和长形杆部88之间的折颈尖端86。将紧固件安装至工件30中涉及将紧固件插入在工件构件32、34中的开孔36、38中，将折断杆件 插入杆部4的孔14中，使得折断杆件的塞部与紧固件杆部4的尾部端12接触。然后，相对 于紧固件2拉动长形杆部88，从而使折断杆件塞部82进入紧固件杆部4，同时使得紧固件 杆部4膨胀并且因为中空芯部84，塞部82向内小程度地塌陷。拉动长形杆部88直到折断 杆件80在折颈尖端86处折断。
塞部82的轻微向内塌陷允许工件开孔的尺寸变化，即塞部82比图13和图14的 折断杆件70的实心芯部更适合。因此，这个安装方法提供对于工件开孔直径的差异的增大 的容许量。折断杆件80能够包括锁定“边缘”特征(未示出)，锁定“边界”特征是在安装紧 固件时由平行部85产生的，其中平行部85的材料径向向外移位进入在紧固件头部6中的 埋头孔中，即进入图16中的在87处所标记的区域。由此锁边缘提供已安装的折断杆件80 的在紧固件杆部4处的机械锁合，以抵抗在折颈尖端86折断时塞部82的回退，并且，抵抗 在安装后塞部86从紧固件杆部4的移除。
图17图示的方法是“推钻头”方法，其中，将具有大于紧固件孔14的直径的直径 的实心销90推动经由头部6进入紧固件2以使紧固件杆部4膨胀。该销90能够永久地保 持在紧固件杆部4中或者能够是安置工具的可移除零件，在这种情况下，可能需要围绕着 销90的支撑套筒(未示出)以支承在紧固件头部6上，从而允许从紧固件杆部4移除销90。
在如图18和图19中图示的替代性紧固件2’中，埋头孔26’包括弯曲的渐缩环形 壁，并且不存在渐缩颈部28。该实施方式的半径降低了在安装紧固件时产生碎片的可能性。 当芯棒头部通过紧固件头部6时所造成的扩孔载荷减小，同时保持了足够的抗拉强度。在 安装过程中，紧固件杆部4的一部分材料朝向工具向后移位，使得埋头孔在已安置的紧固 件中不再可见。
另一替代性紧固件(图中未示出)能够包括具有弯曲的渐缩壁和颈部的埋头孔。
在如图20至图22中图示的又一替代性紧固件2”中，在紧固件杆部4的尾部端 处、超出渐缩尖端10设置有端部段60，该端部段60具有平行于紧固件孔14的纵轴线的直 环形壁。在该实施方式中，埋头孔26”包括平行于紧固件孔14的纵轴线的平环形壁，即埋 头孔26”的壁不是渐缩的。在埋头孔26”和紧固件孔14之间还设置有渐缩颈部28。埋头 孔26”的直径近似于端部段60的直径，从而允许紧固件布置成紧固件的“首尾相连”的堆 叠体50’，如图23和图24所示。
权利要求
1.一种紧固件，所述紧固件用于固定包括多个工件构件的工件，所述紧固件包括杆部、径向扩大的头部、和孔，所述杆部具有头部端和远离所述头部端的尾部端，所述径向扩大的头部位于所述杆部的所述头部端处，所述孔延伸贯穿所述紧固件， 其中，所述杆部的外壁包括空隙部段，所述空隙部段包括通过多个键条分隔的多个空隙，多个所述键条中每一个均终止于顶部，所述空隙和所述键条相对于所述紧固件孔的纵轴线在轴向方向上是伸长的；其中，所述空隙具有近似梯形的横截面。
2.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述轴向空隙相互等间距。
3.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，其中，所述轴向空隙从紧靠所述紧固件头部下部处延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，其中，所述紧固件头部包括设置在所述头部的远离所述紧固件杆部的顶面中的埋头孔，所述埋头孔具有大于所述紧固件的所述孔的直径的平均直径。
5.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括平的渐缩环形壁。
6.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括弯曲的渐缩环形壁。
7.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括平行于所述孔的所述紧固件孔的纵轴线的平环形壁。
8.根据权利要求5或者权利要求6所述的紧固件，其中，在所述埋头孔和所述紧固件孔之间设置有渐缩颈部。
9.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述紧固件杆部的所述尾部端处的渐缩尖端。
10.根据权利要求9所述的紧固件，还包括超出所述渐缩尖端的、在所述紧固件的尾部端处的端部段，所述端部段具有平行于所述紧固件的纵轴线的直环形壁。
11.根据权利要求7、8和10所述的紧固件，其中，所述端部段的直径近似于所述埋头孔的直径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述空隙部段和所述渐缩尖端之间的、在所述紧固件杆部的所述尾部端处的实心尾部环。
13.一种安装根据前述权利要求中任一项所述的紧固件的方法，从而固定包括具有开孔的第一工件构件和具有开孔的第二工件构件的工件，所述方法包括以下步骤 a)将具有径向扩大的头部的芯棒穿过所述紧固件孔安置，使得所述芯棒的所述径向扩大的头部与所述紧固件杆部的所述尾部端相邻； b)将所述紧固件和所述芯棒插入在所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述开孔中，使得所述紧固件头部与所述第一工件构件接触； c)在所述头部端处支撑所述紧固件，同时将所述芯棒完全牵拉穿过所述紧固件孔，由此使所述紧固件杆部膨胀至所述工件构件的所述开孔中，并且使得所述键条的所述顶部靠在所述开孔上变形，并且使得所述紧固件杆部的所述尾部端径向扩大而与所述第二工件构件相邻。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，步骤c)通过工具实施，所述工具包括圆锥凹端面，所述圆锥凹端面支承在所述紧固件头部的上表面上。
15.一种安装根据权利要求1至12中任一项所述的紧固件的方法，从而固定包括具有开孔的第一工件构件和具有开孔的第二工件构件的工件，所述方法包括以下步骤 a)将包括折颈尖端和径向扩大的头部的杆件穿过所述紧固件孔插入所述紧固件，使得所述杆件的所述径向扩大的头部与所述紧固件杆部的所述尾部端相邻； b)将所述紧固件和所述杆件插入在所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述开孔中，使得所述紧固件头部与所述第一工件构件接触； c)在所述头部端处支撑所述紧固件，同时相对于所述紧固件头部拉动所述杆件，从而使所述杆件的头部压缩所述紧固件杆部的所述尾部端，由此使所述紧固件杆部径向膨胀至所述工件构件的所述开孔中，并且使所述键条的所述顶部靠在所述开孔上变形，并且使所述紧固件杆部的所述尾部端径向扩大而与所述第二工件构件相邻；其中，相对于所述紧固件头部拉动所述杆件穿过所述紧固件孔，直到所述杆件在所述折颈尖端处断裂。
16.一种安装根据权利要求1至12中任一项所述的紧固件的方法，从而固定包括具有开孔的第一工件构件和具有开孔的第二工件构件的工件，所述方法包括以下步骤 a)将所述紧固件插入在所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述开孔中，使得所述紧固件头部与所述第一工件构件接触； b )将包括长形杆部、具有中空芯部的塞部和在所述长形杆部和所述塞部之间的折颈尖端的折断杆件插入所述紧固件的所述孔中，使得所述折断杆件的所述塞部与所述紧固件杆部的所述尾部端接触； c)相对于所述紧固件拉动所述折断杆件的所述长形杆部，从而使所述折断杆件的塞部进入所述紧固件杆部，使得所述紧固件杆部膨胀至所述工件的开孔中，并且使所述键条的所述顶部靠在所述开孔上变形，并且同时使所述塞部向内塌陷；其中，相对于所述紧固件拉动所述长形杆部，直到所述折断杆件在所述折颈尖端处折断。
17.根据权利要求15和16中任一项所述的安装紧固件的方法，其中，所述杆件还包括在所述折颈尖端和所述塞部之间的平行部，并且其中，在步骤c)过程中，通过所述平行部产生锁定边缘，由此提供已安装的杆件在所述紧固件杆部中的机械锁定。
18.一种安装根据权利要求1至12中任一项所述的紧固件的方法，从而固定包括具有开孔的第一工件构件和具有开孔的第二工件构件的工件，所述方法包括以下步骤 a)将所述紧固件插入在所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述开孔中，使得所述紧固件头部与所述第一工件构件接触； b)将具有大于所述紧固件孔的直径的直径的实心销经由所述头部推动至所述紧固件的所述孔中，从而使所述紧固件杆部径向扩大而与所述工件开孔机械接合，并且使所述键条的所述顶部靠在所述开孔上变形。
19.根据权利要求18所述的安装紧固件的方法，还包括通过将支撑套筒支承在所述紧固件头部上，并且将所述销从所述紧固件孔移除的后续步骤。
20.根据前述权利要求所述的并且参照所附的图2至图25的紧固件。
全文摘要
一种用于对包括多个工件构件的工件进行固定的紧固件(2)，所述紧固件包括杆部(4)和径向扩大的头部(6)，其中紧固件还包括轴向的空隙(40)和键条(18)，使得当紧固件通过芯棒、折断杆件或销安装至工件中时，紧固件的杆部膨胀成使得键条的顶部与紧固件孔的内壁机械接合。
文档编号F16B19/10GK103003581SQ201180034924
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年7月22日
发明者乔纳森·布鲁尔 申请人:阿弗德尔英国有限公司