非对称紧固件的凹槽和键的制作方法
【专利说明】非对称紧固件的凹槽和键
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求2013年10月I日提交的共同拥有的、尚未审决的美国临时专利申请N0.61/885，227的权益，该申请的名称为“非对称紧固件的凹槽和键”，其全部内容在此通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及紧固件系统，更具体地说，是涉及一种具有销构件的紧固件系统，所述销构件具有用于容纳相匹配的键或工具的、花键驱动的非对称凹槽。
【背景技术】
[0004]紧固件包括多种类型，诸如带螺纹的销或螺栓，它们以螺纹接合的方式安装螺母或以螺纹接合的方式插入孔中。非对称紧固件和工具利用第一组支撑表面来松开紧固件并利用第二组支撑表面来紧固支撑件。现有非对称紧固件所存在的问题在于紧固件的高环向应力，销构件的膨胀，低支承强度和较短的使用寿命，较低的转矩能力，以及紧固件凹槽上的支承变形。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供这样一种紧固系统，该系统可以减少环向应力和支承变形，减少销构件的膨胀，提供较高的支承强度和寿命以及较高的转矩能力。
[0006]在一个实施例中，一种紧固件系统包括:包括细长的杆部和头部的销构件，其中，所述细长的杆部具有第一端部，与第一端部相对的第二端部，光滑的圆柱形销体部分，位于第二端部处并具有多个外螺纹的螺纹部分，以及位于第二端部处且具有在其中形成的凹槽的端面；所述头部位于第一端部，其中，所述凹槽包括多个沿着圆周方向设置并沿轴向延伸的花键，而且所述花键围绕所述凹槽的周边等距离地间隔设置且向内延伸，所述多个花键中的每一个包括第一支撑面和第二支撑面，其中，所述凹槽包括多个沿着圆周方向形成并沿轴向延伸的凹陷部，而且所述凹陷部围绕所述凹槽的周边等距离地间隔设置，所述多个凹陷部中的每一个位于所述多个花键中对应的一对花键之间，其中，所述多个花键中的每一个的所述第一支撑面的每一个以第一角度取向，所述第一角度从如下所述的径向线沿转动方向朝向该花键的所述第二支撑面延伸并测量，即，所述径向线从所述销构件的所述细长杆部的中心点延伸到位于该第一支撑面上的、紧邻所述销构件的这个花键的小内径的第一点，其中，所述多个花键中的每一个的所述第二支撑面的每一个以第二角度取向，所述第二角度从所述径向线沿转动方向朝向该花键的该第二支撑面延伸并测量；以及包括细长的键杆和键头部的键，其中，所述键杆具有第一端和与细长的键杆的第一端相对的第二端，所述键头部位于细长的键杆的第二端，其中，所述键头部包括多个在其上沿轴向延伸且围绕着其圆周方向等距离地间隔设置的花键，所述键头部的多个花键中的每一个具有第一支撑面和第二支撑面，并且其中，所述键头部包括多个在其上沿轴向延伸且围绕着其圆周方向等距离地间隔设置的键槽，所述多个键槽中的每一个位于所述键头部的所述多个花键中对应的一对花键之间，其中，所述键头部的多个花键中的每一个的所述第一支撑面的每一个以第三角度取向，所述第三角度从如下所述的径向线沿转动方向朝向所述键头部的该花键的所述第二支撑面延伸并测量，即，所述径向线从所述键的中心点延伸到位于所述键头部的这个花键的该第一支撑面上的、紧邻所述键头部的这个花键的大外径的第一点，其中，所述键头部的所述多个花键中的每一个的所述第二支撑面的每一个以第四角度取向，所述第四角度从所述键头部的所述径向线沿转动方向朝向所述键头部的该花键的该第二支撑面延伸并测量，以及其中，所述键的所述键头部适于与所述销构件的所述凹槽相配合，从而使得所述键头部的所述多个花键中的每一个的所述第一支撑面的每一个的尺寸和形状被设置成可接合所述销构件的所述多个花键中的每一个的对应一个的所述第一支撑面，而且所述键头部的所述多个花键中的每一个的所述第二支撑面的每一个的尺寸和形状被设置成可接合所述销构件的所述多个花键中的每一个的对应一个的所述第二支撑面。
[0007]在一个实施例中，销构件的多个花键包括六个花键，而且其中，销构件的多个凹陷部包括六个凹陷部；而且其中，键的多个花键包括六个花键，并且键的多个键槽包括六个键槽。在一个实施例中，所述第一角度和第三角度分别在大约1°到大约5°的范围内。在一个实施例中，所述第二角度和第四角度分别在大约30°到大约35°的范围内。
[0008]在一个实施例中，销构件的多个花键包括八个花键，而且其中，销构件的多个凹陷部包括八个凹陷部；而且其中，键的多个花键包括八个花键，并且键的多个键槽包括八个键槽。在一个实施例中，所述第一角度和所述第三角度分别在大约1°到大约5°的范围内。在一个实施例中，所述第二角度和所述第四角度分别在大约40°到大约50°的范围内。在一个实施例中，销构件的多个花键中的每一个的对应一对第一支撑面和第二支撑面彼此相互垂直，而且其中，键的多个花键中的每一个的对应一对第一支撑面和第二支撑面彼此相互垂直。
[0009]在一个实施例中，紧固系统还包括适于通过螺纹接合销构件的螺纹部分的螺母。在一个实施例中，该螺母包括位于中心的孔，该孔的尺寸和形状使得可接纳所述键穿过其中。
[0010]本发明的紧固系统优于现有技术中的紧固系统，其可提供一种具有带花键凹槽的销构件和具有花键的相匹配的键的紧固件，所述销构件和键均包括具有负接触角的支撑面，从而使得接触力的径向分力指向内侧，由此减小施加在销构件的凹槽上的环向应力，并消除销构件的膨胀。这还能够使得销构件被做成薄壁的以及承受较高的转矩。而且，键的支承强度得到提高，这促使其具有较高的使用寿命。另外，避免了在销构件的凹槽上的支撑变形，由此改进了转矩能力。
【附图说明】
[0011]图1是根据一个实施例的紧固系统的透视图；
[0012]图2是由图1所示紧固件系统所采用的销构件的仰视图；
[0013]图3和图4分别是由图1所示紧固件系统所采用的紧固键的侧视图和透视图；
[0014]图5是图4所示细节B的透视图；
[0015]图6A是沿着图3中的线A-A截取并按箭头方向观看时得到的图3所示紧固件的剖视图；
[0016]图6B是图6A中所示紧固键的一部分的放大图；
[0017]图7是图2所示销构件的仰视图，图中示出了与销构件接合的图3到6B所示键的截面；
[0018]图8是具有销构件和与工件接合的螺母的图1所示紧固系统的剖视图；
[0019]图9是叠加在非对称凹槽构形上的标准六角构形；
[0020]图10是销构件的另一个实施例的仰视图；
[0021]图11是紧固键的另一个实施例的侧视图；
[0022]图12是沿着图11中的线A-A截取并按箭头方向观看时得到的图11所示紧固键的剖视图；以及
[0023]图13是图10所示销构件的仰视图，图中示出了与销构件接合的图11和12所示紧固键的截面。
【具体实施方式】
[0024]参看图1，在一个实施例中，紧固系统10包括螺栓或销构件12(此后称作“销构件12”)，螺母14和紧固件安装工具或者紧固键16(此后称作“键16”)。在一个实施例中，销构件12是剪切式锁销。在一个实施例中，销构件12包括细长的杆部18，该细长的杆部18具有光滑的圆柱形销体部分20和具有多个外螺纹24的螺纹部分22。在一个实施例中，销构件12包括位于一端的头部26和位于相对端的、设置在中心位置的内扳手插座或凹槽28，所述凹槽28沿轴向形成于螺纹部分22的一个端面30内。在一个实施例中，螺母14包括设置在中央的孔15，其尺寸和形状被设置成可在其中接纳键16。在一个实施例中，螺母14包括多个以螺纹接合的方式接合销构件12的外螺纹24的内螺纹。在一个实施例中，紧固系统10适于在将螺母14拧到销构件12上时，通过在位于其中一个工件的一侧上的螺母14和位于另一个工件的相对侧上的销构件12的头部26之间的挤压接合而将多个工件彼此紧固在一起。正如下文将进