紧固件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有销构件和套筒的紧固件。该销包括头部、销尾部和具有多个脊部和根部的锁定部。该脊部中的每一个都包括第一直径，该第一直径沿锁定部朝向头部逐渐增大，而根部包括第二直径，该第二直径朝向头部逐渐减小。套筒具有头部和变形为与工件接合的隆起部的管状部。该套筒的管状部锁定在脊部上，并且销构件的销尾部在多个槽中的其中一个设置在与套筒的头部基本平齐处的槽处折断。
【专利说明】紧固件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于固定多个工件的紧固件。
【背景技术】
[0002]当只能接近工件的一侧时，使用紧固件连接工件。重要的是，紧固件在被安装好后能保持设定的强度水平。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于，提供一种具有销构件和套筒的紧固件，以及在安装该紧固件时确保销构件的销尾部在基本与套管的头部平齐的位置处折断。
[0004]在一个实施例中，一种紧固件包括:销构件，该销构件具有第一端和与该第一端相对的第二端、位于第一端处的头部、位于第二端处且具有多个拖拉槽的销尾部和位于该头部和该销尾部中间的杆体，该杆体具有锁定部，该锁定部具有邻近该头部设置的第一端和与该锁定部的第一端相对的第二端，该锁定部具有由多个脊部和多个根部形成的多个锁定槽，该多个脊部中的每一个都包括第一直径，该多个脊部的第一直径从该锁定部的第二端到该锁定部的第一端逐渐增加，该多个根部中的每一个都包括第二直径，该多个根部的第二直径从该锁定部的第二端到该锁定部的第一端逐渐减小；套筒，该套筒具有管状部，该管状部具有第一端和与该管状部的第一端相对的第二端，该套筒还具有从该管状部的第一端延伸到该管状部的第二端的通孔和位于该管状部的第一端附近的头部，其中，该套筒适于接纳该销构件，以使得该销构件的杆体插入该套筒的通孔中并使该销构件的头部与该套筒构件的管状部的第二端接合，其中，该紧固件适于在安装位置处安装在对齐的多个工件的孔中，以使得该套筒的头部与其中一个工件的可接近侧接合，而且该管状部的紧邻该套筒的第二端的部分被变形为与另一工件的盲侧接合的隆起部，并且其中该销构件的销尾部在该多个槽中的其中一个设置在与该套筒的头部基本平齐处的槽处折断。
[0005]在一个实施例中，该多个脊部中的每一个都包括沿朝向该销构件的头部的方向形成锥形的侧面角。在一个实施例中，该多个脊部的侧面角从该销构件的锁定部的第二端到该销构件的锁定部的第一端逐渐变得更陡峭。在一个实施例中，该多个锁定槽中的每一个都呈倒钩形。在一个实施例中，该套筒的头部包括锥形部，并且其中当该紧固件处于其安装位置时，该锥形部受到变形，进入该套筒的通孔并围绕该销构件夹紧。在一个实施例中，该销构件包括位于该销构件的头部和该销构件的锁定部的中间的光滑的圆柱形部分，并且其中该套筒的隆起部形成在该销构件的光滑圆柱形部分的附近。在一个实施例中，该销构件的头部包括锥形的底面。
[0006]在一个实施例中，该套筒的通孔包括第一孔和第二孔，该第一孔在位于该套筒的第一和第二端中间的一位置处从该套筒的第一端延伸，该第二孔从该套筒的第二端延伸到该第一孔，其中，该第二孔的内径大于该第一孔的内径。在一个实施例中，该第一孔的内径对应于该多个锁定槽的多个脊部的第一直径中的最小直径，并且该套筒的第二孔的内径与该多个锁定槽的多个脊部的第一直径中的最大直径过盈配合。
[0007]在另一个实施例中，销构件具有第一端和与第一端相对的第二端、位于第一端处的头部、位于第二端处且具有多个拖拉槽的销尾部和位于该头部和该销尾部中间的杆体，该杆体具有锁定部，该锁定部具有紧邻该头部设置的第一端和与该锁定部的第一端相对的第二端，该锁定部具有由多个脊部和多个根部形成的多个锁定槽，该多个根部包括第一组根部和第二组根部，该多个脊部中的每一个都包括第一直径，该多个脊部的第一直径从该锁定部的第二端到该锁定部的第一端逐渐增加，该多个根部中的每一个都包括第二直径，该第一组根部的第二直径从该锁定部的第二端朝向该锁定部的第一端逐渐减小，该第二组根部的第二直径彼此相等并且大于该第一组根部的第二直径；套筒具有管状部，该管状部具有第一端和与该管状部的第一端相对的第二端，该套筒还具有从该管状部的第一端延伸到该管状部的第二端的通孔和位于该管状部的第一端附近的头部，其中，该套筒适于接纳该销构件，以使得该销构件的杆体插入该套筒的通孔中并使该销构件的头部与该套筒构件的管状部的第二端接合，其中，该紧固件适于在安装位置处安装在已对齐的多个工件的孔中，以使得该套筒的头部与其中一个工件的可接近侧接合，而且该管状部的邻近该套筒的第二端的部分被变形为与另一工件的盲侧接合的隆起部，并且其中该销构件的销尾部在该多个槽中的其中一个设置在与该套筒的头部基本平齐处的槽处折断。
[0008]和现有技术中的紧固件相比，本发明的紧固件的优点在于，销构件的销尾部在销构件的多个槽中的其中一个与套管的头部基本平齐的槽处折断，同时保持紧固件的强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更全面地理解本发明，结合附图参考下面对示例性实施例进行的详细说明，其中:
[0010]图1为紧固件的侧视图，该紧固件包括销构件和套筒并且是根据本发明的一个实施例所构造的；
[0011]图2为图1所示紧固件的剖视图；
[0012]图3为图1所示销构件的侧视图；
[0013]图4为图3所示销构件的剖视图；
[0014]图5为销构件的杆体的一部分的侧视图，示出了图2-4中所示锁定槽的脊部和根部;
[0015]图6为锁定槽的脊部的一部分的轮廓的放大侧视图；
[0016]图7为锁定槽的根部的一部分的轮廓的放大侧视图；
[0017]图8为图1和2中所不套筒的首I]视图；
[0018]图9为安装在多个工件上的紧固件的剖视图，其中，销构件的销尾部还没有与销构件分离；
[0019]图10为安装在多个工件上的紧固件的剖视图，其中，销构件的销尾部已与销构件分离；以及
[0020]图11为与图10类似的示意图，差别仅在于被连接的工件的厚度更小。
【具体实施方式】
[0021]图1和2示出了根据本发明的一个实施例所构造的紧固件10 (下文成为“紧固件10”)。在一个实施例中，该紧固件10包括具有通孔14的套筒12以及适于定位在套筒的通孔14中的销构件16 (即，“销”)。在一个实施例中，销16由本领域已知的合适材料制成，例如钢或钛或其他合适的金属和金属合金。在一个实施例中，套筒12由本领域已知的合适材料制成，例如铝或1010钢或其他合适的金属和金属合金。
[0022]参考图3和4,在一个实施例中，销16包括位于一端处的头部18、位于另一端处的与头部18相对的销尾部20以及在头部18和销尾部20之间延伸的圆柱形杆体22。在一个实施例中，头部18为加大的头部。在一个实施例中，杆体22包括:锁定部17，该锁定部17紧邻头部18设置且具有多个从锁定部的一端延伸到其另一端的锁定槽26-34 ;位于销尾20上的拖拉槽36 ;和位于锁定部17和销尾部20中间的光滑的杆体部19。在一个实施例中，锁定槽26-34具有相等的间距。在一个实施例中，锁定槽26-34中的每一个都呈倒钩形。在一个实施例中，为了下文公开的目的，销16的头部18具有锥形的底面24。
[0023]参考图5-7，锁定槽26-34中的每一个都分别包括对应的脊部C26-C34和对应的根部R25-R34。图6和7分别示出了脊部C31和根部R29的轮廓的实施例。具体参考图5，在一个实施例中，脊部C26-C34分别包括直径D26-D34。在一个实施例中，脊部C26-C34的直径D26-D34朝向头部18逐渐增加，例如，D27大于D26，D28大于D27，等等。在一个实施例中，根部R25-R34分别包括直径d25-d34。在一个实施例中，根部R25-R34的直径d25_d34朝向头部18逐渐减小，例如，d26小于d25，d27小于d26，等等。在一个实施例中，根部R25-R31的直径d25-d31朝向头部18逐渐减小，例如，d26小于d25，d27小于d26等。在一个实施例中，根部R32-R34的直径d32-d34彼此相等并比根部R25-R31的直径d25_d31大。在一个实施例中，根部R32-R34的相等的直径d32-d34沿杆体22形成在紧固件10的安装期间不会断裂的区域。在另一个实施例中，只有直径d33和d34是彼此相等的。在一个实施例中，销16包括光滑的圆柱形部分B，该圆柱形部分B是紧邻杆体22的靠近销16的头部18的外表面处的区段。在一个实施例中，部分B不包括任何凹槽，并且便于在紧固件10的安装期间(参见图9和10)形成隆起部(S卩，套筒12的隆起)。更具体地，如下文较详细地公开的，部分B有利于紧固件10中的销16固位及隆起部轮廓。
[0024]在一个实施例中，销16的锁定槽26-34包括倒锥形(S卩，该锥形朝向销16的头部18取向)。在一个实施例中，通过改变侧面(即，该侧面为脊部的距离头部18最远的一侧)的角度来实现脊部C26-C34的倒锥形的变化。再次参考图5，以F26-F34表示的锁定槽26-34的侧面角从锁定部的一端朝向头部18逐渐变得更陡峭。侧面角F26-F34的增大使得脊部C26-C34能够分别具有朝向头部18逐渐增大的直径D26-D34，同时根部R25-R34分别具有朝向头部18逐渐减小的直径d25-d34。在一个实施例中，直径d32-d34再次具有相等的直径。在一个实施例中，根部直径d25-d34的减小确保了销16的销尾部20基本上在与套筒12的头部18齐平或者稍低于套筒12的头部18处断裂(参见图10和11)，从而防止尖锐的边缘从头部上方突出。在一个实施例中，脊部直径D26-D34的增加在销16于安装期间被拖拉进套筒12中时提供了渐增的模压压力。
[0025]参考图8，套筒12包括头部38和管状部40。在一个实施例中，头部38包括突出的锥形部42。在一个实施例中，套筒12包括第一光孔44和第二光孔46，这两个光孔通过孔台阶部48彼此分开。在一个实施例中，第二光孔46的内径大于第一光孔44的内径。第一光孔44的内径对应于锁定槽26的脊部C26的最小直径D26。在一个实施例中，第二光孔46的较大孔径与最大的脊部直径D34过盈配合。孔台阶部48被定位成从套筒12的头部38的下方形成最小的夹持长度(即，紧固件的最小夹持力)。在一个实施例中，套筒12能够根据需要进行完全退火、末端退火或带退火。
[0026]在操作时，图9示出了位于对准的多个工件Wl、W2的开口中的紧固件IO，其中，套筒12的头部38与工件Wl的可接近侧接合，而套筒的管状部40从工件W2的不可接近(盲)侧突出。在一个实施例中，工件Wl、W2由钢、铝、铝合金、其他金属或金属合金、复合材料或上述材料的组合制成。通过安装工具(未示出)的夹持以及同时将工具的反作用力施加到突出的套筒12的头部38的锥形部42上，在销16的拖拉槽36上施加作用力。这些力使得套筒的管状部40被驱动并且使该管状部的一部分变形为隆起部50，该隆起部沿杆体22位于部分B附近，并位于销16的头部18的锥形底面24的下方。该隆起部50适于与工件W2的盲侧接合。隆起部50改善了对销16的保持，并且有助于销16在紧邻套筒12的头部38处断裂(参见图10-11)。
[0027]当紧固件10被完全安装好时，套筒12的管状部40将锁定在紧邻销16的头部18的最大的锁定槽脊部上(例如，当这种脊部具有相等直径时为脊部C32-C34)。这使得销16和套筒12在使用期间保持在一起。而且，当紧固件10被完全安装好后，套筒12借助于销16的锥形底面24均匀地形成隆起部50。同时，在安装期间，锁定槽26-34的形成锥形的脊部C26-34逐个模压到套筒12的第一光孔44中。这具有在销16和套筒12之间产生增大的摩擦力的效果。套筒12的外径也扩大至填塞对准的工件W的开孔间隙。当套筒12的隆起部50完全隆起时，安装力将使销16断裂。销16将在槽26-34中的最接近套筒12的头部38的暴露槽处断裂，并且这借助于向第一光孔44内压平的头部38的突出锥形部42来实现。移位到第一光孔44中的套筒14的头部38的突出锥形部42的移位材料夹紧在销16上，这提高了对销16的保持力以及紧固件10的拉伸强度。
[0028]应当理解的是，本文所描述的实施例仅是示例性的并且本领域技术人员在不偏离本发明精神和范围的情况下可以做出许多变型和改动。所有这些变型和改动都将包含在如所附权利要求限定的本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种紧固件，所述紧固件包括: 销构件，所述销构件具有第一端和与所述第一端相对的第二端、位于所述第一端处的头部、位于所述第二端处且具有多个拖拉槽的销尾部以及位于所述头部和所述销尾部中间的杆体，所述杆体具有锁定部，所述锁定部具有邻近所述头部设置的第一端和与所述锁定部的所述第一端相对的第二端，所述锁定部具有由多个脊部和多个根部形成的多个锁定槽，所述多个脊部中的每一个都包括第一直径，所述多个脊部的所述第一直径从所述锁定部的所述第二端到所述锁定部的所述第一端逐渐增加，所述多个根部中的每一个都包括第二直径，所述多个根部的所述第二直径从所述锁定部的所述第二端到所述锁定部的所述第一端逐渐减小； 套筒，所述套筒具有管状部，所述管状部具有第一端和与所述管状部的所述第一端相对的第二端，所述套筒还具有从所述管状部的所述第一端延伸到所述管状部的所述第二端的通孔和位于所述管状部的所述第一端处的头部， 其中，所述套筒适于接纳所述销构件，从而使得所述销构件的所述杆体被插入所述套筒的所述通 孔中并使得所述销构件的所述头部与所述套筒构件的所述管状部的所述第二端接合，其中，所述紧固件适于在安装位置处被安装在多个工件的对齐的孔中，以使得所述套筒的所述头部与所述工件中的其中一个工件的可接近侧接合，而且所述管状部的邻近所述套筒的所述第二端的部分被变形为与所述工件中的另一工件的盲侧接合的隆起部，并且其中所述销构件的所述销尾部在所述多个槽中的其中一个设置在与所述套筒的所述头部基本平齐处的槽处折断。
2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述多个脊部中的每一个都包括沿朝向所述销构件的所述头部的方向形成锥形的侧面角。
3.根据权利要求2所述的紧固件，其特征在于，所述多个脊部的所述侧面角从所述销构件的所述锁定部的所述第二端到所述销构件的所述锁定部的所述第一端逐渐变得更陡峭。
4.根据权利要求3所述的紧固件，其特征在于，所述多个锁定槽中的每一个都呈倒钩形。
5.根据权利要求4所述的紧固件，其特征在于，所述套筒的所述头部包括锥形部，并且其中当所述紧固件处于其安装位置时，所述锥形部受到变形，进入所述套筒的所述通孔并围绕所述销构件夹紧。
6.根据权利要求5所述的紧固件，其特征在于，所述销构件包括位于所述销构件的所述头部和所述销构件的所述锁定部中间的光滑的圆柱形部分，并且其中所述套筒的所述隆起部形成在邻近所述销构件的所述圆柱形部分的地方。
7.根据权利要求6所述的紧固件，其特征在于，所述销构件的所述头部包括锥形的底面。
8.根据权利要求6所述的紧固件，其特征在于，所述套筒的所述通孔包括第一孔和第二孔，所述第一孔在一位于所述套筒的所述第一和第二端中间的位置处从所述套筒的所述第一端延伸，而所述第二孔从所述套筒的所述第二端延伸到所述第一孔，其中，所述第二孔的内径大于所述第一孔的内径。
9.根据权利要求8所述的紧固件，其特征在于，所述第一孔的所述内径对应于所述多个锁定槽的所述多个脊部的所述第一直径中的最小直径，并且所述套筒的所述第二孔的所述内径与所述多个锁定槽的所述多个脊部的所述第一直径中的最大直径过盈配合。
10.一种紧固件，所述紧固件包括: 销构件，所述销构件具有第一端和与所述第一端相对的第二端、位于所述第一端处的头部、位于所述第二端处且具有多个拖拉槽的销尾部以及位于所述头部和所述销尾部中间的杆体，所述杆体具有锁定部，所述锁定部具有邻近所述头部设置的第一端和与所述锁定部的所述第一端相对的第二端，所述锁定部具有由多个脊部和多个根部形成的多个锁定槽，所述多个根部包括第一组根部和第二组根部，所述多个脊部中的每一个都包括第一直径，所述多个脊部的所述第一直径从所述锁定部的所述第二端到所述锁定部的所述第一端逐渐增加，所述多个根部中的每一个都包括第二直径，所述第一组根部的所述第二直径从所述锁定部的所述第二端朝向所述锁定部的所述第一端逐渐减小，而所述第二组根部的所述第二直径彼此相等并且大于所述第一组根部的所述第二直径； 套筒，所述套筒具有管状部，所述管状部具有第一端和与所述管状部的所述第一端相对的第二端，所述套筒还具有从所述管状部的所述第一端延伸到所述管状部的所述第二端的通孔以及位于所述管状部的所述第一端处的头部， 其中，所述套筒适于接纳所述销构件，从而使得所述销构件的所述杆体被插入所述套筒的所述通孔中并使所述销构件的所述头部与所述套筒构件的所述管状部的所述第二端接合，其中，所述紧固件适于在安装位置处被安装在多个工件的对齐的孔中，以使得所述套筒的所述头部与所述多个工件中的其中一个工件的可接近侧接合，而且所述管状部的邻近所述套筒的所述第二端的部分被变形为与所述工件中的另一工件的盲侧接合的隆起部，并且其中所述销构件的所述销尾部在所述多个槽中的其中一个设置在与所述套筒的所述头部基本平齐处的槽处折断 。
11.根据权利要求10所述的紧固件，其特征在于，所述第二组根部包括所述根部中的两个根部。
12.根据权利要求10所述的紧固件，其特征在于，所述第二组根部包括所述根部中的三个根部。
13.根据权利要求10所述的紧固件，其特征在于，所述多个脊部中的每一个都包括沿朝向所述销构件的所述头部的方向形成锥形的侧面角。
14.根据权利要求13所述的紧固件，其特征在于，所述多个脊部的所述侧面角从所述销构件的所述锁定部的所述第二端到所述销构件的所述锁定部的所述第一端逐渐变得更陡峭。
15.根据权利要求14所述的紧固件，其特征在于，所述多个锁定槽中的每一个都呈倒钩形。
16.根据权利要求15所述的紧固件，其特征在于，所述套筒的所述头部包括锥形部，并且其中当所述紧固件处于其安装位置时，所述锥形部受到变形，进入所述套筒的通孔并围绕所述销构件夹紧。
17.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于，所述销构件包括位于所述销构件的所述头部和所述销构件的所述锁定部中间的光滑的圆柱形部分，并且其中所述套筒的所述隆起部形成在邻近所述销构件的所述圆柱形部分的地方。
18.根据权利要求17所述的紧固件，其特征在于，所述销构件的所述头部包括锥形的底面。
19.根据权利要求17所述的紧固件，其特征在于，所述套筒的所述通孔包括第一孔和第二孔，所述第一孔在位于所述套筒的所述第一和第二端中间的位置处从所述套筒的所述第一端延伸，而所述第二孔从所述套筒的所述第二端延伸到所述第一孔，其中，所述第二孔的内径大于所述第一孔的内径。
20.根据权利要求19所述的紧固件，其特征在于，所述第一孔的所述内径对应于所述多个锁定槽的所述多个脊部的所述第一直径中的最小直径，并且所述套筒的所述第二孔的所述内径与所 述多个锁定槽的所述多个脊部的所述第一直径中的最大直径过盈配合。
【文档编号】F16B13/04GK104047944SQ201410091589
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】约翰·W·琼斯 申请人:美铝公司