盲操作式铆钉螺栓的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种螺栓（1），它包括螺钉（3）和能插入壁（5）的开口（19）中的插件（2），所述插件（2）包括插件头部（6）和包括凹槽（8）的轴杆（7），所述插件头部（6）和所述凹槽（8）构造成在该凹槽（8）变形后使所述插件（2）压接在所述壁（5）上。所述螺钉（3）包括断开环（14），该断开环设计成通过旋转螺钉使凹槽（8）变形并因此实现所述压接来直接或间接地接合所述插件头部（6），并设计成以便一旦压接完成就断裂并从所述插件头部（6）释放该螺钉（3），因此使之有可能将附件（4）夹紧到壁（5）上。本发明还涉及使用本发明的螺栓（1）的装配方法。
【专利说明】盲操作式铆钉螺栓
【技术领域】
[0001]本发明涉及零件的装配的领域，尤其用于其中只能从组件的一侧接近的情形。
[0002]更具体地说,本发明涉及盲操作式铆钉螺栓(抽芯铆钉螺栓，boulona sertir enaveugle)，该盲操作式铆钉螺栓使之有可能在仅能从组件的一侧接近或者其中接近第二侧很困难时装配两个或多个零件。
【背景技术】
[0003]在将附件或金属板装配于支承件上的领域中，经常需要必须在盲目的状况下操作(未用目视而做)，其中只能从组件的一侧接近。例如用于将金属板紧固在壁上或框架上的情况可能就是这样，其中非常难以从壁的两侧操作，或者至少需要第二个人的参与。
[0004]已知的解决方案在于钉入、铆入或拧入主体中，这可在仅从一侧接近的情况下装配。然而，视材料而定，这些装配方式可能不够牢固，并且可能必需或希望使用壁的另一侧以便紧固用所选材料制成的螺母或插件。
[0005]为此，已知的是通过压接将这种类型的螺母安放就位。这包括使用包括头部和攻丝部分的插件，通过可接近侧引入该攻丝部分，然后通过攻丝部分和头部之间的摩擦使中间部分亦即凹部变形，以使该攻丝部分和该头部夹紧该壁。由此该插件附接到壁上，并能与螺钉配合以便将一部分紧固在壁上。
[0006]然而，对这种类型装配已观察到了若干缺点。
[0007]尤其是，在将螺钉插入螺母以便将一部分装配在壁上期间，在插件的头部和螺母之间的紧固可能不足以防止插件在螺钉连接的作用下转动。因而装配变得很困难，因为没有提供用以防止螺母旋转的装置。
[0008]文献FR2515283公开了一种铆钉螺母，该铆钉螺母包括在其头部下方的槽，这些槽在压接期间被压入壁中，因此防止它的旋转。
[0009]然后，在螺母和插件头部之间施加牵引作用的工具能损坏螺母的攻丝部，并且该工具与装配螺钉一起使用可以证明是困难的。
[0010]文献FR2642802描述了一种具有杆的铆钉螺母，该杆设计成施加压接力而不与螺母的攻丝部接触。因此，该攻丝部不被压接力损坏。
[0011]然而，现有技术的这些解决方案具有显著的缺点。实际上，时间在螺母被安放就位的时刻和螺钉插到螺母中的时刻之间流逝，且在这期间脏物可能进入螺母中，然后破坏螺纹连接。因而必需组织两个截然不同的操作，亦即一个操作用于使螺母卷起，而另一个操作用于引入螺钉，这增加了装配成本。此外，不总是容易使螺钉沿着插件的攻丝部的轴线对准，这也增加了装配的困难和危险。螺钉在攻丝插件中的斜交接合可能导致破坏这些装配部件。此外，负责引入螺钉的操作者经常不是将插件安放就位的人，这分散了责任并对生产效率有害。最后，当不用攻丝来将插件安放就位时，失去了核实攻丝的存在的机会。实际上，可能出现插件没有攻丝就离开生产链，螺纹中断，并且这在多个插件离开生产链之后才被考虑。因而壁装备有一个或多个具有不正确攻丝或未攻丝的插件，因而必需修复或剔除。[0012]文献EP1961976描述了一种铆钉螺栓，对该铆钉螺栓用一次操作进行插件的压接和螺钉的旋拧，插件头部包括可变形部分，该可变形部分通过变形使螺钉头部能将垫片支承在待紧固的附件上。然而，该解决方案仅能补偿很小的厚度变动，并且必须使螺栓尺寸精确地适合于每种类型的装配。此外，这种类型组件的随后拆卸很困难。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是至少部分地消除这些缺点。
[0014]为此，本发明提出一种螺栓，该螺栓包括螺钉和能插入壁内开口中的插件，所述插件包括插件头部和轴杆，该轴杆包括凹槽，所述插件头部和所述凹槽构造成在凹槽变形之后保证所述插件压接(折边压接，打摺，起皱，sertissage)在所述壁上。
[0015]该装置的特征在于所述螺钉包括断开环(可断裂的环，可折断的环)，该断开环设计成通过直接或间接地支承在所述插件头部上来相对于所述插件头部固定(使之不动)所述螺钉，以便通过螺钉的旋转产生凹槽的变形并实现所述压接，并且该断开环设计成在实施了该压接之后产生断裂，以便从所述插件头部释放该螺钉，因此能把附件紧固在壁上。
[0016]该断裂可以是断开环中或支撑机构中的机械断裂。
[0017]通过这些布置，螺钉能在压接之前被引入插件中，这有可能首先防止污物在压接和旋拧之间进入插件的危险，其次能以单次操作进行压接和旋拧。此外，单个螺钉尺寸使之有可能实施不同厚度附件的装配，或者也有可能装配多个叠加的附件，且该附件能简单地通过拧松螺钉来拆卸。
[0018]按照另一些特征:
[0019]-所述断裂能在断开环中发生，
[0020]-该插件能包括用于阻止所述插件旋转的机构，这有可能防止插件在紧固螺钉时转动。因此这保证当把转矩加到螺钉上时总是能旋拧；该阻止机构能通过有阻力的摩擦作用得到，或者也能通过具有非圆形横断面的任何形式的机构得到；这能是一个或多个放在插件的外部上的隆起或槽，或者是椭圆或多角的形式，
[0021]-所述用于阻止旋转的机构能是外部六角形形式；这代表容易制造的形式，并能与插件的轴杆有关，因此相对于壁被阻止，或者它能与插件头部有关，因而插件头部能相对于壁或相对于附件被阻止，
[0022]-所述螺栓还可包括支撑机构，该支撑机构设置在所述断开环和插件头部之间并包括垫片，这种类型的垫片使断开环的更小设计成为可能，它的外径只需大于垫片的内径，而在没有这种类型垫片的情况下，一般它的外径必须足够支承在插件头部上；这种类型的垫片也能设计成具有可分割部分，因而断开环导致该可分割部分断裂，且本身保持与螺钉体成为整体，
[0023]-所述螺栓还可包括支撑机构，该支撑机构设置在所述断开环和插件头部之间并包括管状元件，该管状元件设有能抵靠插件头部的径向伸展部分；在这种情况下，能产生在断开环中发生的断开和/或至少一部分管状元件的径向伸展部分分离的断开；尤其是当断开环由螺钉头部自身构成时，能只产生至少一部分管状元件的径向伸展部分分开的断开，
[0024]-该螺钉可包括具有基底部的螺钉头部，该基底部设计成直接地或通过垫圈支承在附件上，因此保证更好的施加螺钉头部支承在附件上的力，[0025]-可以在所述基底部的下方设置空腔，以便至少部分地接纳所述断开环和/或支撑机构，
[0026]-所述插件头部、所述断开环和如果适用的话所述支撑机构能这样形成，S卩，在装配位置中，通过断开环和/或支撑机构将螺钉头部支承在插件上，而不支承在附件上，以便构成一种使所述附件能相对于壁旋转和/或平移的固定，
[0027]-所述螺钉能包括具有扩大部分的无螺纹部分，该无螺纹部分设计成有可能通过迫使断开环在断裂之后的旋拧阶段滑向所述扩大部分来固定该断开环，因此有可能避免任何公害，尤其是噪音公害，所述公害从该环相对于螺钉的移动性，尤其是当操纵大量这种类型螺栓时产生。该扩大部分能具有若干形式，即直径、槽等的增大部，
[0028]-所述插件能具有凹槽的减弱部，以便有助于该凹槽在压接期间变形，该减弱部优选地采取挖切部(底切部)、尤其是三个挖切部的形式；这些挖切部能分布在凹槽的圆周上，并可以是盲孔或者可以是敞开的，
[0029]-插件能含有润滑剂，优选地含润滑脂；该润滑剂通过减少摩擦作用而有助于旋拧，并因而保护螺栓以防腐蚀，尤其是在产生断裂的区域中一所述区域能影响表面的状态和影响耐腐蚀性，
[0030]-所述螺钉能包括夹在螺钉头部和有螺纹部分之间的无螺纹部分，该无螺纹部分不与插件的攻丝部分配合，以便即使当附件的壁厚很薄时也能提供在紧固情况下为在所述螺栓上产生螺钉的张力所以必需的回弹性。
[0031]本发明还涉及用于通过本发明的螺栓将附件紧固在壁上的方法，所述附件包括设计成允许插件头部穿过的附件开口，所述壁包括设计成能使插件的轴杆穿过的壁开口。该方法的特征在于它包括下列步骤:
[0032]a)将附件布置在壁上，以使附件开口和壁开口对准，
[0033]b)沿从附件朝向壁的方向引入由此对准的开口中，直至插件头部施加在壁上，
[0034]c)旋转该螺钉，其中螺钉的螺纹与插件的攻丝部配合，如果适用的话通过支撑机构将断开环支承在插件头部上，因此产生在壁下方的凹槽的变形，和随后实施附件在壁上的压接，
[0035]d)增加转矩直至得到断裂，因此将螺钉从插件头部释放，
[0036]e)持续旋转螺钉直至附件被紧固在壁上。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]本发明通过阅读下面参照附图所提供的详细说明将更好理解，其中:
[0038]-图1是具有本发明第一实施例的螺栓的组件的透视且局部剖视图，
[0039]-图2是示意示出附件的透视图，
[0040]-图3是示意示出壁的透视图，
[0041]-图4是图1中螺栓的剖视图，
[0042]-图5是图4中螺栓的螺钉的侧视图，
[0043]-图6是本发明第二实施例的螺栓的剖视图，
[0044]-图7是图6中螺栓的螺钉的侧视图，
[0045]-图8-11是示出利用本发明第二实施例的螺栓来将附件装配在壁上的局部剖视图，
[0046]-图12和13是具有本发明第二实施例的螺栓的组件的两种变型的剖视图，
[0047]-图14-16是本发明第二实施例的变型的剖视图，
[0048]-图17-19是本发明第三实施例的螺栓的剖视图。
【具体实施方式】
[0049]图1、4和5示出本发明的第一实施例，其中螺栓I由插件2和螺钉3构成。
[0050]该螺栓I使之有可能在其中只能接近壁5的一侧的情况下将附件4 (图2)紧固在壁5 (图3)上。
[0051]插件2包括插件头部6和轴杆7，该轴杆7包括凹槽8和带内螺纹的攻丝部分9。
[0052]螺钉3包括螺钉头部10，该螺钉头部10包括压痕18、具有空腔12 (图4)的基底部U、外部形成螺纹的部分13以及断开环14。
[0053]螺钉3的带螺纹部分13使得能将该螺钉3旋拧入螺栓I的插件2的攻丝部分9中。
[0054]插件头部6的功能首先是当螺钉部分3不再保证将附件4置于壁5上时以及当力倾向于把插件2推向壁5的不可接近部分时保证抗松开性。
[0055]当插件头部6投入使用时，它的功能是以平移定位螺栓I。插件头部6支承在壁5的可接近的表面上，这表示旋拧可以开始。插件头部6必须具有足够小的直径和高度以允许将螺钉头部10可靠地支承在附件4上。在某些情况下，当附件的厚度大时，有利的是在上述极限内增加插件头部的高度，以便当重新开始装配附件时提供导向功能、和/或加强松开和/或加强抗剪力。插件头部还具有足够大的尺寸以经受由断开环14传送的压接力以及支承在插件头部6上的所述断开环14中的断裂力。
[0056]轴杆7可具有六角形外部形式，该六角形外部形式使之有可能将插件2用角度保持在壁中具有六角形式的开口中。通过装配这两个彼此互补的六角形形式提供的这种有角度的抗旋转保持使插件2能在压接、紧固和松开的步骤期间抵抗由螺钉3传送给它的扭力。应该理解，在本发明的范围内，具有非圆形横截面的其它形式也是可行的，例如一个或多个设在插件2的外部上的隆起或槽、或者椭圆形或多角形式，这些形式能应用于轴杆7和/或插件头部6。
[0057]轴杆7包括一其中壁很薄的区域，它称为凹槽8，具有六角形内部形式(像外部形式一样)，或圆形形式。可设想任何形式的壁弱化或挖切部形式，例如围绕圆周分布的三个张开或不张开的挖切部，以便能在压接期间使凹槽8更容易变形，并因而足够坚固以便承受施加到插件2上的力。凹槽8的厚度和内部形式如此校准，以便通过由从施加到螺钉头部10上的力矩所得到的轴向张力传送的应力变形。凹槽8的变形使之有可能使插件2压接在壁5上。在变形之后，凹槽8采取卡圈(轴环)15的形式，该卡圈将壁5夹紧在处于壁5的不可接近侧的所述卡圈15和处于可接近侧的插件头部6之间。因此压接的卡圈15承受大量的力，即在压接、紧固或松开等步骤期间的张紧转矩，以及在压接和紧固期间的扳紧力。因此重要的是当选择凹槽8的尺寸时考虑这些参数。
[0058]轴杆7还包括攻丝部分9，该攻丝部分的尺寸使得能接纳螺钉3的螺纹、承受由螺钉3传送的扭力、抵抗在组件的压接和紧固期间施加在插件2的攻丝上的扳紧力以及组件上的应力。
[0059]视实施例而定，轴杆7的端部可以是开口或盲孔。盲孔形式使之有可能密封组件。
[0060]螺钉3可在图4和5中更好看出。
[0061]螺钉头部10包括凸形或凹形压痕18 (例如六角形、6个小面、或6个凸起)，该压痕允许将来自紧固工具(扳手、拧螺钉机、专用工具)的转矩传送到螺钉3。
[0062]基底部11形成处于附件4上的支承，从而有可能在张力下安放组件。该基底部11设有位于螺钉头部10下方的空腔12。该空腔12的用途是接纳断开环14的一部分或全部以保证将附件4放在壁5上。该空腔12还能至少部分地容纳任何支撑机构，支撑机构将在后面说明。
[0063]断开环14的尺寸使得在传送为了使凹槽8变形并因此形成用于压接插件2的卡圈15所必需的力期间使螺钉3不能相对于插件头部6平移。
[0064]在图1、4和5所示的第一实施例中，断开环14设计成直接抵靠插件头部6，并且还具有可在一负载下断开的尺寸，该负载大于压接所需的负载并小于在不经受对螺钉组件的功能有害的塑性变形的情况下螺钉3能接受的负载。断开环14中的断开使螺钉3能进入组件的紧固阶段一该紧固此前被断开环14的存在所阻止，这防止螺钉头部10和附件4的表面彼此相对移动。断开环14的特征在于三个尺寸，即，它的允许在规定的力下校准断裂的厚度、它的为保证足够支承在插件头部6的顶部上的直径以及它的距螺钉头部10的下表面的距离，该距离的变动使之有可能适合于待紧固在壁5上的附件4的非常不相同的厚度。
[0065]断开环14还可包括有助于断裂的断裂起点21。该断裂起点的形式为断开环14在螺钉3的体部直径附近的厚度减薄，如图4中所示。
[0066]在该第一实施例中，当断开环14已断开且在螺钉3的杆的周边上不留下任何径向凸起时，将不再有任何东西阻挡螺钉3向插件2中旋拧。因此，在用单个螺栓I结构的情况下，可用能在宽的厚度范围内变动的厚度来装配壁5和附件4。作为例子，在螺栓设有M6型螺钉3的情况下，能适合于从Imm (0.5mm的壁5和0.5mm的附件4)到高达8mm (3mm的壁5和5mm的附件4)的厚度。
[0067]按照本发明的螺栓I的第二实施例，螺栓此外还包括支撑机构22，该支撑机构22包括垫圈16 (图6和7)。
[0068]支撑机构22设计成插置在插件头部6和断开环14之间。断开环14因而具有这种尺寸，该尺寸在传送为使凹槽8变形并因此为形成用于压接插件2的卡圈15所必需的力期间阻止螺钉3在插件2中平移，其中考虑垫圈16的存在。
[0069]在第二实施例的第一变型中，断开环14还具有可在一负载下断开的尺寸，该负载大于压接所需的负载并小于在不经受对螺钉组件的功能有害的塑性变形的情况下螺钉3能接受的负载。断开环14中的断裂使螺钉3能进入组件的紧固阶段一该阶段此前被断开环14的存在阻止，这防止螺钉头部10和附件4的表面彼此相对移动。断开环14的特征在于三个尺寸，即，它的能在规定的力下校准断裂的厚度、它的用以保证足够支承在垫圈16上的直径以及它距螺钉头部10的下表面的距离，该距离的变动有可能适合于待紧固在壁5上附件4的不同厚度。
[0070]支撑机构22的垫圈16使之有可能在插件头部6和断开环14之间形成机械连接。该垫圈16的特征在于它的外径，该外径必须保证支承在插件头部6上以便传送压接力，通过该垫圈的内径能将断开环14支承在尽可能靠近螺钉3的杆的区域中，通过该垫圈的厚度必须不中断装配的操作，及它经受机械张力。它的抗断裂性必须允许在断开环14中断裂，该断开环14然后变成全部或部分地与螺钉3分开。
[0071]垫圈16使之有可能靠近螺钉3的杆更好地定位断开环14的断裂力；此外，在压接阶段期间，通过减小应用摩擦力的平均直径来减小断开环14的摩擦力。
[0072]第二实施例的该第一变型在适合于壁5和附件4的宽的厚度范围方面具有与第一实施例相同的优点。
[0073]在图14-16所示的第二实施例的第二变型中，断开环14在压接阶段期间通过垫圈16支承在插件头部6上，因而在垫圈16中产生断裂，这从插件头部6松开螺钉3，因此附件4能通过持续紧固螺钉3进行紧固。然后断开环14持续至与螺钉3的体部成为整体。
[0074]图8-11示出实施本发明第二实施例的第一变型的四个步骤。
[0075]希望在不能接近壁5的后部或者能接近壁5的后部但是困难的情况下将一个或多个附件4紧固在壁5上。在壁5的位置处，也能考虑希望将附件紧固于其上的任何支承件。整个操作必须从壁5的一个可接近侧进行。为紧固这种类型的附件4，一般需要多个紧固点。为说明简单起见，下面将提供通过一个螺栓I将附件4在壁5安放就位的说明。对本领域技术人员来说，很容易用多个附件4、壁5和/或螺栓I或者用紧固到支承件上而不是壁上来组织操作。
[0076]首先，必需在壁5中设置开口，例如如图3中所示的六角形开口。该开口能通过切害I]、冲压或任何其它方式得到。它也能直接通过模制得到。因而这提供称为壁开口 19的东西。
[0077]然后必需在附件4中设置开口。该开口能通过切割、冲压或模制得到，但也能通过钻孔得到，该开口称为附件开口 20并且可以是圆形(见图2)。该附件开口 20也能具有六角形形式以作为用于阻止插件头部6旋转的机构。附件开口 20也能具有细长形式，例如它能具有长圆形孔的形式，以便有助于将附件4定位在壁5上，否则该定位将由于存在多个螺栓I而变复杂。实际上，为了降低制造成本，可以有利地不受极窄的公差限制。结果是某些开口相对于另一些开口的定位也允许公差的某些发散，这些发散能通过附件开口 20的细长形式消除。
[0078]然后可将附件4定位在壁5上。视附件4的重量和大小而定，附件4能由携带它的操作者通过模板或者通过装配支架定位。重要的是使附件开口 20和壁开口 19对准，以便能插入螺栓I。
[0079]螺栓I包括插件2和预先装配在插件2中并拧到其中断开环14借助于垫圈16抵靠插件头部6支承的位置(见图8)的螺钉3。插件2包含润滑剂25如润滑脂。该润滑剂25能有利地在插件2或螺钉3装配之前施加在插件2中或螺钉3上。
[0080]应该理解，螺栓I也能预先装配有不太深地接合在插件2中的螺钉3，其中断开环14未抵靠在插件头部6上。断开环14通过具有垫圈16的支撑机构22与插件头部6的接触然后在由电动拧螺栓器进行螺钉的前若干圈之后在合适位置得到。
[0081 ] 也能一方面用插件2且另一方面一如果可应用支撑机构22—用螺钉3供应未装配的螺栓I。
[0082]然后将该螺栓I放到专用电动拧螺栓器的前端或任何合适的安装工具上。然后将它引入开口中，从附件开口 20开始，然后是壁开口 19。引入开口中的是螺栓I的插件2侧，而螺钉头部10留在安装工具的前端中，以便随后实施旋拧。当插件头部6的下表面处于与壁5平接触时(见图8)，可以认为螺栓I处于合适位置。然后使插件头部6穿过附件开口20，该附件开口具有允许插件头部6穿过的尺寸。
[0083]然后开始旋拧螺钉3。转矩由电动拧螺栓器在螺钉头部上通过压痕18施加。旋拧使得插件2的攻丝区域上升，由此使得在轴杆7的水平处形成卡圈15 (见图9)。这样形成的卡圈15产生支承在壁5的后表面上的表面。然后将插件2压接在壁5上。
[0084]然后继续旋拧，这在断开环14中产生剪切力，直至造成至少一部分断开环14断裂。然后断开环14的断开部分沿着螺钉3的无螺纹部分平移滑动，且不再对抗通过螺钉3向插件6中旋拧进行的伸入。
[0085]然后继续旋拧直至螺钉头部10贴着附件4紧固(见图10)。然后附件4和壁5被安放并在张力下抵靠卡圈15和螺钉头部10。在断开环断裂之后的旋拧阶段期间，通过位于断开环14和螺钉头部10的内表面之间的、螺钉3的无螺纹部分的直径扩大17，断开环14被强制沿着该增大的直径滑动。由此，该断开环4固定在螺钉3上，因而避免了能在拆卸之后的操纵期间由振动产生的任何公害尤其是噪音公害。
[0086]在旋拧结束时(图10)，将断开环14在断裂之前所连接的区域26涂上润滑脂，并因此防止腐蚀。
[0087]要拆卸附件4，拧下螺钉3就足够了:将螺钉3取出，然后移除附件4。插件2保持其位置并与壁5成为整体(见图11 )，且能再次使用以形成另外的组件并接收另外的螺钉3，或再次接收同一螺钉。
[0088]图12示出多个附件4在壁5上的紧固。
[0089]图13示出第二实施例的变型，其中插件头部6、断开环14和具有垫圈16的支撑机构22具有这样的尺寸，该尺寸使得通过支撑装置22 (在该情况下是垫圈16)将螺钉头部10支承在插件头部6上。这种安排使之有可能提供例如枢轴类型的组件，其中附件4可相对于壁5旋转移动，因为螺钉头部10的基底部11不支承在附件4上。
[0090]作为可供选择的方案，借助于垫圈16和断开环14，或者在没有支撑机构22时单独借助于断开环14，可通过将螺钉头部10支承在插件头部6上来确保基底部11保持与附件4间隔开。
[0091]按照另一些变型，插件头部6、断开环14和一如果适用的话一支撑机构12具有这样的尺寸，该尺寸使螺钉头部10支承在附件4上，但在附件4的校准的略微变形之后，通过断开环14和/或支撑机构22将螺钉头部10支承在插件头部6上。为了得到这种布置，可以修改支撑机构22的厚度、断开环14的厚度、插件头部6的厚度和/或螺钉头部10的几何形状(例如减少或消除基底部11下方的空腔12)。这种布置使之有可能在具有压缩限制器的功能性的情况下使用本发明的螺栓1，这对于紧固某些附件4尤其是用塑料材料制成的附件是有利的，否则所述附件可能在螺钉头部10所施加的应力作用下变形，并因此导致组件的松开。
[0092]图17-19示出本发明的第三实施例。如同本发明的第二实施例中那样，该第三实施例包括支撑机构22。在该第三实施例中，断开环14由螺钉头部10构成。支撑机构22因此布置在插件头部6和螺钉3的断开环14之间。因此断开环14借助于支撑机构22间接抵靠插件头部6支承。
[0093]支撑机构22包括管状元件23，该管状元件设有能抵靠插件头部6的径向伸展部分24。
[0094]在使用本发明的该第三实施例期间，首先如图17中所示布置螺栓I。然后借助于工具通过旋拧使螺钉3旋转。在螺钉3通过支撑机构22和断开环14相对于插件头部6和壁5保持固定的情况下，旋拧导致凹槽8变形和插件2的攻丝区域升起，直至插件2压接在壁5上(图18)。
[0095]然后持续旋拧，这在支撑机构22中产生剪应力，直至造成断裂而将管状元件23与径向伸展部分24分开。然后管状元件23深入插件2的变形的凹槽8中。螺钉3不再相对于壁5固定，并因此能被旋拧入压接的插件2中，利用它的螺钉头部10将附件4紧固在壁5上。
[0096]本发明的该第三实施例使之有可能使用标准螺钉3，因此具有降低的成本:与像在图1和4-16所示的实施例中那样设置在螺钉杆的中段上不同，在本例中断开环14由螺钉头部10自身构成。
[0097]然而，应该注意，图1和4-16中所示的包括设置在螺钉3的杆的中段上的断开环14可用在图17-19所示螺钉的地方并代替该螺钉。在这种情况下，可产生的断裂出现在断开环14中或出现支撑机构22中(通过使管状元件23与径向伸展部分24分离)。
[0098]在本发明的所有实施例中，断开环14取紧固在螺钉3上的环形凸肩的形式(整体部件中的一部分或附加其上)，该断开环按照环形支承表面或取圆形的形式与插件头部6或支撑机构22接触。
[0099]在使用设计成断开的支撑机构22时的情况下，断开环14能取凸肩的形式，该凸肩在从螺钉头部10延伸的螺钉3的近端段和其外径小于该近端段的外径的有螺纹的远端段之间。为此，可使用标准的有肩螺钉。
[0100]插件2、螺钉3和支撑机构22可以根据已知技术制造，如冷镦、车螺纹、切削和拉制、或者注塑一尤其是对于用塑料材料制成的零件。根据制造方法，然后必需将插件2攻丝并滚轧螺钉3的螺纹13，然后如果需要则进行热处理和/或表面处理。螺钉3也可制成当将该螺钉引入插件2中时进行该插件2的攻丝9。
[0101]插件2和/或螺钉3能用碳钢、不锈钢、钛、铝、聚合物、或任何用来紧固部件或附件的材料制成。
[0102]壁5能用金属板制成，或者它能是用钢、不锈钢、铝、铜、黄铜、钛、碳纤维、塑料、木材等制成的空心体。
[0103]附件4能用钢、不锈钢、铝、铜、黄铜、钛、碳纤维、塑料、木材等制成。它可以是诸如面板或电气控制箱的附件。
[0104]本发明的优点尤其是下面一些:
[0105]a)使之有可能使用单个部件并且在单次装配操作中栓接两个盲操作式元件，而此前必需在第一阶段中将抽芯铆钉螺母或其它任何可能盲目结合到壁5上的攻丝的装置安放就位，然后在第二阶段中通过旋拧螺钉完成装配，该螺钉穿过待装配的附件4并放在装备壁5的攻丝插件的攻丝中。通过使用盲操作式外螺纹铆钉插件和螺母逆向装配也是可行的。应该注意，在现有技术中许多情况下，攻丝插件和铆钉的安装由两个不同的人进行，而在本发明的螺栓I的情况下，这种安装由单个操作者进行，
[0106]b)通过减少装配操作优化了装配时间，并因此产生生产率的增加，该增加使之有可能降低与装配功能有关的成本。消除了与把插件安放就位有关的费钱而耗时的操作，
[0107]c)通过消除所有与旋拧有关的问题而有助于装配过程:
[0108]-没有了与沉积在插件的有螺纹的/攻丝的部分上的油漆有关的可旋拧性问题，
[0109]-如果插件是焊接的部件或者是处于受在插件已安放就位后的焊接操作影响的区域附近使用的部件，则没有与焊渣沉积在插件的有螺纹的/攻丝的部分上有关的可旋拧性的问题，
[0110]-没有与插件的攻丝的或有螺纹的区域的品质恶化有关的可旋拧性的问题，该品质恶化由执行程序产生，即插件在应力作用下的破碎、当螺纹用于安装时它们的变形(例如:带有外螺纹或内螺纹的抽芯插件)，
[0111]-没有与安放就位的插件的攻丝或车螺纹的不良共轴性有关的可旋拧性的问题，
[0112]-没有与安放就位的螺钉缺少攻丝或螺纹有关的装配问题，
[0113]-没有与安放就位的插件缺少攻丝或螺纹有关的装配问题，
[0114]-没有与缺少插件有关的装配问题，
[0115]-没有当螺钉已用一种常规装配方法(压接、焊接等)装配时在螺钉的接合期间插件与它的支承件分开的问题，
[0116]-没有当插件已用一种常规装配方法(压接、焊接等)装配时在处理装备有该插件的壁期间插件与它的支承件分开的问题，
[0117]-没有与插件和螺钉之间不相容性有关的装配张力的问题，
[0118]-没有与插件和螺钉之间类别差(这有可能将螺栓和螺钉附件按它们的机械强度分类)有关的装配张力的问题，
[0119]-没有当螺钉被旋拧时抗插件的转矩的问题(例如没有卡死的问题)，
[0120]d)通过消除它们应用的理由消除了质量控制阶段，并因此降低成本和质量优化。实际上，质量控制仅是治标的解决方案，且更与消除它们的原因有关，
[0121]e)没有与插件和螺钉之间的表面处理的不相容性有关的腐蚀发展的问题，
[0122]f)没有与插件和螺钉之间的表面处理的不相容性有关的卡死问题，
[0123]g)通过在附件4和壁5之间不存在凸起部来完美定位待装配的两个壁，如在锁紧螺母且或抽芯铆钉螺母的情况下那样，
[0124]h)显著的受控制的定位力与螺钉3的类别相对应(例如:8.8,10.9,......)，
[0125]i)由于限制附件4和壁5彼此相对滑动的显著定位力而产生高抗剪切性的水平，
[0126]j)优化的由定位力引起的抗振性，该抗振性由校准的、受控制的紧固转矩所产生的组件的张力保证，且归因于螺钉头部10和螺纹13的起始之间的有保证的最小距离，因此螺钉3具有最小回弹性，
[0127]k)没有与摩擦系数的不相容性有关的互补部件的松开问题，
[0128]I)没有与紧固转矩的不良控制有关的互补部件的旋拧问题，
[0129]m)装配能在产生包括在壁5的制造范围内的焊珠之后进行，
[0130]η)装配能在进行壁5的表面处理(涂漆、电镀、电泳等)之后进行，
[0131]ο )与用于某些焊接或压接安装的数十或数百欧元相比，借助于简单的电动螺栓枪或拧螺钉机(几千欧元)限制了插件2的器具的投资，
[0132]P)装配可在工具例如压接系杆无磨损的情况下进行，该工具在几千次装配操作之后因疲劳而断开，
[0133]q)装配可在无显著能耗的情况下进行，如焊接(电力、气体、工具等)的情况那样。
[0134]所有这些优点都是用插件2作为供紧固在壁5或支承件中的第一元件并且用螺钉3作为用于紧固附件4的互补式紧固元件进行说明的。应该理解，这些优点正如现实中具有任何完全不同的紧固在壁5中的第一紧固元件或用于紧固附件4的互补式紧固元件或支承
件一样。
[0135]尽管按照具体的实施例说明了本发明，但本发明决不限于该实施例，且在不脱离本发明的范围的情况下，能对该实施例加入不同变型及上述变型的组合。
[0136]附图标记列表:
[0137]1.螺栓
[0138]2.插件
[0139]3.螺钉
[0140]4.附件
[0141]5.壁
[0142]6.插件头部
[0143]7.轴杆
[0144]8.凹槽
[0145]9.攻丝部分
[0146]10.螺钉头部
[0147]11.基底部
[0148]12.空腔
[0149]13.有螺纹的部分
[0150]14.断开环
[0151]15.压接的卡圈
[0152]16.垫圈
[0153]17.扩大部分
[0154]18.压痕
[0155]19.壁开口
[0156]20.附件开口
[0157]21.断裂的起点
[0158]22.支撑机构
[0159]23.管状元件
[0160]24.径向伸展部分
[0161]25.润滑剂
[0162]26.区域。
【权利要求】
1.螺栓(1)，包括螺钉(3)和能插入壁(5)的开口中的插件(2)，所述插件(2)包括插件头部(6)和轴杆(7)，该轴杆包括凹槽(8)，所述插件头部(6)和所述凹槽(8)构造成在该凹槽(8)变形之后保证所述插件(2)压接在所述壁(5)上，其特征在于，所述螺钉(3)包括断开环(14)，该断开环设计成通过直接或间接地支承在所述插件头部(6)上来使所述螺钉(3)相对于所述插件头部(6)固定不动，以便通过该螺钉的旋转产生该凹槽(8)的变形并实现所述压接，并且设计成一旦已经实施了所述压接就产生断裂，以便从所述插件头部(6)释放该螺钉(3)，由此允许将附件(4)紧固在壁(5)上。
2.如权利要求1所述的螺栓(1)，其中，该断开环(14)直接抵靠该插件头部(6)被支承。
3.如权利要求1所述的螺栓(I)，其中，该断开环(14)通过支撑机构(22)间接抵靠该插件头部(6)被支承。
4.如权利要求3所述的螺栓(I)，其中，该支撑机构(22)包括垫圈(16 )，该垫圈设置在所述断开环(14)和该插件头部(6)之间。
5.如权利要求3所述的螺栓(1)，其中，该支撑机构(22)包括设有径向伸展部分(24)的管状元件(23 )，该径向伸展部分能抵靠该插件头部(6 )被支承。
6.如权利要求5所述的螺栓(1)，其中，所述断开环(14)由螺钉头部(10)构成。
7.如权利要求1-5之一所述的螺栓(I)，其中，所述断裂在该断开环(14)中发生。
8.如权利要求3-5之一所述的螺栓(1)，其中，所述断裂在该支撑机构(22)中发生。
9.如权利要求1-8之一所述的螺栓`(1)，其中，该插件(2)包括用于阻止所述插件(2)旋转的机构，该阻止优选通过具有非圆形横断面的外部形式来实现。
10.如权利要求1-9之一所述的螺栓(I)，其中，所述螺钉(3)包括螺钉头部(10)，该螺钉头部包括设计成支承在附件(4)上的基底部(11)和空腔(12)，该空腔优选设在所述基底部(11)的下方以便在其中至少部分地容纳所述断开环(14)和/或所述支撑机构(22)。
11.如权利要求1-10之一所述的螺栓(1)，其中，所述插件头部(6)、所述断开环(14)和如果适用的话所述支撑机构(22)这样设计，即，在装配位置中，螺钉头部(10)通过断开环(14)和/或支撑机构(22)支承在插件(2)上，而不支承在所述附件(4)上，由此构成一种允许所述附件(4)能相对于壁(5)旋转和/或平移的固定。
12.如权利要求1-11之一所述的螺栓(1)，其中，所述螺钉(3)包括夹在螺钉头部(10)和有螺纹部分(13)之间的无螺纹部分，该无螺纹部分不与插件(2)的攻丝部分(9)配合，以便即使当附件和壁的厚度很薄时也提供在紧固情况下为在所述螺栓上产生该螺钉(3)的张力所必需的回弹性。
13.如权利要求1-12之一所述的螺栓(1)，其中，所述插件(2)具有凹槽(8)的减弱部，以便有助于该凹槽在压接期间的变形，该减弱部优选地采取挖切部的形式。
14.如权利要求7所述的螺栓(1)，其中，所述螺钉(3)包括夹在螺钉头部(10)和有螺纹部分(13)之间的无螺纹部分，该无螺纹部分不与插件(2)的攻丝部分(9)配合，所述无螺纹部分具有扩大部分(17)，该扩大部分设计成使之有可能通过迫使断开环在断裂之后的旋拧期间滑向所述扩大部分(17)来固定该断开环(14)的断开的部分。
15.如权利要求1-14之一所述的螺栓(1)，其特征在于，该插件(2)含有润滑剂(25)，优选为润滑脂。
16.用于通过如权利要求1-15之一所述的螺栓(I)将附件(4)紧固在壁(5)上的方法，所述附件(4)包括设计成能使插件头部(6)穿过的附件开口(20)，所述壁(5)包括设计成能使插件(2)的轴杆(7)穿过的壁开口(19)，该方法包括下列步骤: a)将附件(4)布置在壁(5)上，以使该附件开口(20)与该壁开口(19)对准， b)沿着从该附件(4)朝向该壁(5)的方向将螺栓(I)引入由此对准的这些开口中，直至插件头部(6)贴在该壁(5)上， c)旋转螺钉(3)，其中螺钉(3)的螺纹(13)与插件(2)的攻丝部分(9)配合，如果适用的话借助于支撑机构(22)将断开环(14)支承在插件头部(6)上，由此使凹槽(8)在壁(5)的下方变形，并因此实施插件(2)在壁(5)上的压接， d)增大转矩至实现该断裂，由此从插件头部(6)释放螺钉(3)， e)持续旋转该螺钉(3)直至该附件(4)紧固在该壁(5)上。
【文档编号】F16B37/06GK103502660SQ201280020950
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月27日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】A·格罗让, M·格罗让, E·马斯伯夫 申请人:G动力有限责任公司