紧固件及紧固系统的制作方法与工艺

紧固件及紧固系统相关申请的交叉引用本申请与共同拥有的、未审决的美国临时专利申请No.61/933,537有关，并且要求该美国临时申请的权益，该美国临时申请于2014年1月30日递交，发明名称为“紧固件及紧固件安装工具”，其全部内容在此通过引用并入本文。技术领域本发明涉及一种紧固系统，更具体地说，是涉及一种包括模压型锁紧螺栓紧固件和相关联的紧固件安装工具的紧固系统。

背景技术：
通常被称为锁紧螺栓的两件式模压型紧固件用于将多个工件固定在一起。通常，模压型紧固件包括具有锁定凹槽的销构件以及适于通过紧固件安装工具被模压进销构件的锁定凹槽中的模压套环。紧固件安装工具包括具有牵拉部件的头部组件，该牵拉部件在紧固件安装期间接合销构件的牵拉部分。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种将紧固安装工具的牵拉部件与紧固件的销构件的牵拉部分完全对准的紧固系统，以及提供一种已经将紧固件安装工具施加到紧固件上的视觉指示。在一个实施例中，紧固系统包括紧固件和紧固件安装工具，该紧固件具有包括细长的杆体部的销构件，该细长的杆体部具有螺纹部分、设置在螺纹部分的一端的止动台肩，以及从止动台肩延伸出的牵拉部分，其中，止动台肩包括从螺纹部分的端部纵向延伸的内环形壁，以及从杆体部倾斜地向外延伸的内面，其中，内环形壁和内面形成一个环形容纳区域；紧固件安装工具具有带有前面的牵拉部件，其中，紧固件的容纳区域适于在牵拉部件接合销构件的牵拉部分时接纳紧固件安装工具的前面。在一个实施例中，销构件的止动台肩的内面以从销构件的纵向轴线朝横向测量的第一角度延伸。在一个实施例中，紧固件安装工具的牵拉部件的前面以横向于牵拉部件的纵向轴线测量的第二角度倾斜。在一个实施例中，第二角度被选择成与第一角度基本上相同。在一个实施例中，第一角度在大约110度到大约170度的范围内。在一个实施例中，第二角度在大约110度到大约170度的范围内。在一个实施例中，销构件的牵拉部分包括至少一个牵拉槽，并且紧固件安装工具的牵拉部件包括至少一个齿，该齿的尺寸和形状被设计成接合销构件的牵拉部分的至少一个牵拉槽。在一个实施例中，销构件的牵拉部分包括多个牵拉槽，并且紧固件安装工具的牵拉部件包括多个齿，该齿的尺寸和形状被设计成接合销构件的牵拉部分的多个牵拉槽。在一个实施例中，止动台肩的内环形壁和内面通过被做成圆角的部分彼此连接。在一个实施例中，紧固系统包括适于被模压到销构件的螺纹部分上的套环。在一个实施例中，销构件的牵拉部分包括定位在止动台肩和销构件的牵拉部分中间的断颈槽，其中，当将足够大的轴向力施加到销构件上时，牵拉部分适于在断颈槽处从销构件的杆体上脱落。在一个实施例中，紧固件包括具有细长的杆体部的销构件，该杆体部具有螺纹部分、设置在螺纹部分的一端的止动台肩，以及从止动台肩延伸出的牵拉部分，其中，止动台肩包括从螺纹部分的端部纵向延伸的内环形壁，以及从杆体部倾斜地向外延伸的内面，其中，内环形壁和内面形成一个环形容纳区域，该环形容纳区域适于在牵拉部件接合销构件的牵拉部分时接纳紧固件安装工具的牵拉部件的前面。本发明的紧固系统与现有技术的紧固系统相比所具有的优点在于：其提供了一种具有带牵拉部分的紧固件和带与紧固件的牵拉部分完全对准的紧固件安装工具的紧固系统。在这一方面，该紧固件包括销构件，该销构件具有在其螺纹部分的端部处的止动台肩，该止动台肩包括从螺纹部分的端部纵向延伸的内环形壁，以及从杆体部以第一角度倾斜地向外延伸的内面。内环形壁和内面形成一个环形容纳区域。紧固件安装工具包括具有成第二角度的前面的牵拉部件，该第二角度与第一角度基本上相同。紧固件的容纳区域适于在牵拉部件接合销构件的牵拉部分时接纳紧固件安装工具的前面，由此能够使牵拉部件移动并且与销构件的牵拉部分完全对准。在安装之后，牵拉部分从销构件的杆体部脱落，由此提供了紧固件安装工具被施加到紧固件上的视觉指示。附图说明图1为根据本发明的一个实施例构造的紧固件的侧视图；图2为图1所示标出的圆形区域的放大图；图3为图2的横截面视图；以及图4-7为通过紧固件安装工具安装图1所示紧固件的连续视图。具体实施方式参考图1，在一个实施例中，紧固件10包括销构件12和模压套环14，该模压套环14的尺寸和形状被设计成与销构件12相匹配并且被模压到其上。在一个实施例中，销构件12是锁紧螺栓。在一个实施例中，销构件12包括其一端终止于头部18的细长的杆体部16。在一个实施例中，杆体部16包括光滑的圆柱形部分19、具有多个带锁定凹槽24的螺纹22的螺纹部分20和具有多个牵拉槽28的牵拉部分26。在一个实施例中，牵拉槽28为螺旋状凹槽。在一个实施例中，牵拉部分26包括至少一个牵拉槽28。在另一个实施例中，牵拉部分包括单个牵拉槽28。在一个实施例中，牵拉部分26包括位于螺纹部分20和牵拉部分26中间的环形断颈槽30。在一个实施例中，环形断颈槽30限定了销构件12的最薄弱点并且适于响应施加到销构件12上的轴向力，特别是施加到牵拉部分26上的轴向力而发生断裂。参考图1-3，在一个实施例中，销构件12的杆体部16包括设置在螺纹部分20的一端34并且靠近牵拉部分26的断颈槽30的止动台肩32。在一个实施例中，止动台肩32在杆体部16上环形地形成。在一个实施例中，止动台肩32包括内环形壁36和从杆体部16向外延伸的内面38。在一个实施例中，内环形壁36和内面38通过在它们中间形成的被做成圆角的部分40连接。在一个实施例中，内环形壁36、内表面38以及被做成圆角的部分40形成一个环形容纳区域42。在一个实施例中，内环形壁36从螺纹部分20的端部34纵向延伸。在一个实施例中，止动台肩32的内面38以从销构件12的纵向轴线朝横向测量的夹角A倾斜地延伸。在一个实施例中，夹角A为大约120度。在另一个实施例中，夹角A为大约110度。在另一个实施例中，夹角A为大约100度。在另一个实施例中，夹角A为大约130度。在另一个实施例中，夹角A为大约140度。在另一个实施例中，夹角A为大约150度。在另一个实施例中，夹角A为大约160度。在另一个实施例中，夹角A为大约170度。在另一个实施例中，夹角A在大约110度到大约170度的范围内。在一个实施例中，被做成圆角的部分40的曲率半径为R。在一个实施例中，止动台肩32由其它形状和尺寸构成，并且可以由外伸的唇状部分或卷边构成。在一个实施例中，销构件12由中碳合金钢制成。在一个实施例中，销构件12为Grade8强度等级的螺栓。在其它实施例中，销构件12可以以本领域中已知的任何等级来表征，诸如，举例而言，Grade2、Grade5、Grade8、Class8.8和Class10.9。在其它实施例中，销构件12可以由本领域中已知的其它合适的材料制成。参考图1，在一个实施例中，模压套环14包括具有第一端46和与第一端46相对的第二端48的管状套环体44、从第一端46开始并且在第一端46处沿周向延伸的凸缘50以及从第一端46延伸到第二端48的通孔(图中未示出)。在一个实施例中，套环体44包括大致均匀的圆柱形外形。在其它实施例中，模压套环14可以包括如Mercer等人的美国专利No.7,293,339中公开和描述的任何套环的特征，该专利在此通过引用全部结合在本文中。在一个实施例中，模压套环14包括从套环14的内表面延伸的内部装配小突起(图中未示出)。在一个实施例中，该装配小突起包括诸如Dixon的美国专利No.4,867,625中示出的单线螺纹，该专利在此通过引用全部结合在本文中。在一个实施例中，该装配小突起设置在紧邻模压套环14的套环体44的第二端48处。在另一个实施例中，该装配小突起设置在紧邻模压套环14的套环体44的第一端46处。下文中将描述装配小突起的用途和功能。在另一个实施例中，模压套环14不需要包括装配小突起。在一个实施例中，模压套环14由低碳钢制成。在另一个实施例中，模压套环14由未退火的低碳钢制成。在另一个实施例中，模压套环14由退火的低碳钢制成。在另一个实施例中，就如同在之前提及的Mercer等人的美国专利No.7,293,339中所公开和描述的那样，模压套环14为“经过冷镦的套环”并且不需要进行热处理，该专利的全部内容在此通过引用并入本文。如在本文中所使用的，术语“经过冷镦的套环”是指例如经过冷加工而应变硬化而不是采用热处理(例如淬火和回火；消除应力处理；等等)来改变硬度的套环。参考图4，在一个实施例中,紧固件10适于将多个工件52,54固定在一起。在一个实施例中，将销构件12的杆体部16穿过工件52，54的孔，并使头部18抵靠工件54的一侧56且杆体部16从工件52的一侧58向外延伸。在一个实施例中，将模压套环14装配在销构件12的杆体部16上，由此使杆体部16插入套环14的通孔内。在一个实施例中，装配小突起以螺纹方式接合销构件12的螺纹22，以便初步将套环14保持在销构件12上。在一个实施例中，将模压套环14装配在销构件12上，直至套环14的凸缘50抵靠在工件52的侧面58上。参考图4，在一个实施例中，紧固件安装工具60包括牵拉部件62和模压砧座64。在一个实施例中，牵拉部件62包括具有内齿68和牵拉槽70的卡盘夹爪66，该牵拉槽70的尺寸和形状被设定成适于夹紧销构件12的牵拉部分26的牵拉槽28。在一个实施例中，牵拉部件62的牵拉槽70为螺旋状凹槽。在一个实施例中，牵拉部件62包括至少一个牵拉槽70。在另一个实施例中，牵拉部件62包括单个牵拉槽70。在一个实施例中，牵拉部件62的牵拉槽70通过攻丝而形成。在一个实施例中，牵拉部件的卡盘夹爪66包括前面72。在一个实施例中，前面72以横向于牵拉器62的纵向轴线所测得的角度B倾斜。在一个实施例中，将角度B选择成与销构件12的止动台肩32的内面38的角度A相匹配或基本上相同。在一个实施例中，角度B是大约120度。在另一个实施例中，角度B是大约110度。在另一个实施例中，角度B是大约100度。在另一个实施例中，角度B是大约130度。在另一个实施例中，角度B是大约140度。在另一个实施例中，角度B是大约150度。在另一个实施例中，角度B是大约160度。在另一个实施例中，角度B是大约170度。在另一个实施例中，角度B在大约110度到大约170度的范围内。在一个实施例中，紧固件安装工具可以包括在上述的Mercer等人的美国专利No.7,293,339中公开和描述的工具的特征。在一个实施例中，该工具的模压砧座适于接合模压套环14并在模压套环14和销构件12之间施加相对的轴向力，并且适于在模压套环14之上移动且将套环模压进销构件12的锁定凹槽24中。参考图4，在一个实施例中，紧固件10被如上所述地固定到工件52,54上。在一个实施例中，使牵拉部件62的夹爪66张开并扩展至开口位置，以便在销构件12的牵拉部分26之上通过并且滑动。参考5和5A，在一个实施例中，牵拉部件62的齿68和牵拉槽70接合销构件12的牵拉部分26的牵拉槽28。在一个实施例中，牵拉器部件62的夹爪66的前面72抵靠着销构件12的止动台肩32的内面38而停下，以便使牵拉部件62与销构件12的牵拉部分26完全对准。沿着这些线，止动台肩32允许牵拉部件62在其接合销构件12的牵拉部分26时向前移动，并且使牵拉部件62的齿68与销构件12的牵拉部分26的牵拉槽28对准。根据销构件12相对于牵拉部件62的旋转取向，在牵拉部件62的齿68在销构件12的牵拉槽28上被包围时，牵拉部件62将向前移入销构件12的止动台肩32的容纳区域42内或者向后移离止动台肩32。如果牵拉部件62向前移动，那么止动台肩32的夹角A可防止在牵拉部件62和止动台肩32之间的干涉。随着牵拉部件62在接合牵拉部分26的同时被向前驱动，牵拉部件62于是可以朝着面38向下且向内地滑动。一旦牵拉部件62与牵拉部分26对准，牵拉部件62的夹爪于是就向内移动到闭合位置并且夹紧在牵拉部分26上，在销构件12上提供轴向力并闭合在工件52,54之间的任何缝隙。砧座64随后接合并模压模压套环14。参考图6，当套环14被完全模压时，牵拉部件62继续在销构件12上提供轴向力，直至牵拉部分26在断颈槽30处折断，由此消除多余的突出部分。参考图7，牵拉部件62返回，并且砧座64松开模压套环14。牵拉部分26从工具60上排进一个收集装置中。由于牵拉部分26从安装好的紧固件10上脱离，从而存在一个曾将工具60施加到紧固件10上的视觉指示。应当理解的是，本文所描述的实施例仅是示例性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以做出多种变形和改变。所有的这些变形和修改都旨在被包括在所附权利要求书所限定的本发明的范围内。