用于在组装期间避免配合螺纹的螺纹错扣的包括外螺纹螺栓和内螺纹螺母的紧固件系统的制作方法

本申请要求于2015年5月1日提交的美国临时申请第61/987,138号的权益，其内容在此通过引用并入本文。

背景技术：

总体地并参考图1，将认识到，需要将标准比例的螺栓螺纹1插入到标准比例的预刻有螺纹的螺母2中的组件，可能经常导致螺栓螺纹10，10a的牙顶与螺母螺纹的牙底最初接触的状况。螺母和螺栓螺纹的反向旋转随后可使螺纹3，3a卡入到彼此中，并且将进一步限制配合螺纹的动作实现螺母锚固件和螺栓的相对轴向运动。如本领域技术人员所熟知的，该动作被称为“螺纹错扣”。

如本领域技术人员将理解的，在螺栓螺纹4和螺母螺纹5的轴线在组装的初始点处没有角向对准的情况下，螺纹错扣变得更加普遍。仅只需要轴线4和5的小的未对准就会产生这种不利的组装条件。

已经进行了将螺栓引导进入螺纹和/或螺母进入螺纹的许多尝试，以克服这种不利的组装条件。在Jungman等人的题目为FASTENER ASSEMBLY的美国专利第7,334,975号中、在Jakuszeski等人的题目为U-BOLTASSEMBLY的美国专利第7,438,512号中和在Goodwin等人的题目为ANTI-CROSS THREADED FASTENER的美国专利申请第5,836,731号中描述了示例性的抗螺纹错扣装置，上述每篇专利的内容通过引用并入本文。

可参考图2来查看当前使用的系统的示例。传统系统依赖于螺栓引导进入点的几何构造14的改变，该几何构造14旨在促使螺栓的引导螺纹在螺母螺纹牙底直径上滑动并且有利于配合螺纹产生螺纹螺距啮合并使螺纹错扣最小化。上述现有技术认识到，引导进入螺纹14的圆形(或半径)横截面可能不能实现这个目的，并且预期可能需要具有圆形横截面或特殊形状的额外普通轴颈止端以抵抗螺母和螺栓螺纹的螺纹错扣，该圆形横截面或特殊形状的大小在截面接近螺栓进入端时会减小。

在这些情况中的每种情况下，螺栓引导进入螺纹的轴向螺距12被保持为与螺栓和螺母螺纹的标准螺距相同的数值。在螺母和螺栓轴线之间没有延伸点特征并且具有小量的不对准的情况下，仍然存在如参考图1所概述和讨论的初始组装条件的可能性，并且由于恒定螺纹螺距12的影响，仍然会发生螺纹错扣。

技术实现要素：

本发明涉及一种紧固件系统，所述系统旨在避免在组装点处的螺纹螺栓和预攻丝螺母的螺纹错扣，并且具特别地涉及创新的螺栓引导进入点，以实现对组装点处的螺纹错扣进行抵抗。更特别地，本发明涉及螺丝或螺栓引导螺纹的开发，其目的在于在组件时使得螺母和螺栓螺纹的轴向对准，同时消除螺栓螺纹10和10a的牙顶在螺母螺纹11的牙底直径处具有干涉接触的可能性。进一步，在初始组装时，引导进入点的新颖设计允许螺栓螺纹1和螺母螺纹2之间加速的相对轴向移动，并且避免螺母和螺栓螺纹的螺纹错扣(卡住)。

附图说明

参考以下描述和附图，可最佳地理解本发明的组织和方法及其进一步的目的和优点，其中相同的参考标记表示相同或功能相同的元件，并且其中：

图1是示出发生并且可能导致螺纹错扣的不利组装条件的条件的示意图，如先前描述的；

图2是示出旨在克服螺纹错扣的现有技术方法的示意图，如先前描述的；

图3是根据本发明的示例性实施例的螺栓的示意图；以及

图4是根据本发明的示例性实施例的可变螺距引导螺纹对螺母和螺栓螺纹的轴向对准的开发效果的示意图。

具体实施方式

本公开应当被认为是本发明的示例性实施例的原理的示例，并且不旨在将本发明限制于在此示出和描述的那些实施例。该系统和原理可能易受不同于那些详细描述实施例的形式的实施例的影响。

再次参考图1，其示出了包括根据本发明的螺栓和将该螺栓组装到其中的预刻有螺纹的螺母的紧固件系统的示意图。应当注意的是，尽管描述根据螺栓书写，但是根据本发明的替代性实施例，可使用任何外螺纹紧固件。还应当注意的是，描述术语“螺母”可涉及可根据本发明的替代性实施例使用的任何内螺纹紧固件。因此，对使用的螺栓和螺母的描述应当仅被视为示例性的。

螺栓和螺母被可操作地组装，并且由此螺栓螺纹牙顶10接触螺母螺纹牙底11并且在这些接触区域中产生潜在的螺纹干涉，其中当从组件的螺栓头部端观察时(由箭头X指示)螺栓在顺时针方向上相对于螺母旋转，并且由于由所选择的螺纹的轴向螺距12和螺纹外径30产生的螺栓和螺母螺纹的螺纹螺旋角，螺栓想要相对于螺母轴向向前移动。然而，由于螺母螺纹和螺栓螺纹两者的螺旋角具有相同的大小，因此螺栓螺纹的牙顶保持其与螺母螺纹的压底的初始接触位置，并且在接触区域中产生增加的干涉。这种增加的干涉将导致相应的螺栓和螺母螺纹卡住或以其他方式堵塞。

再次参考图2，其示出了已开发用于克服这种初始不利组装条件的专用系统。如图所示，该系统涉及多个不同的专利，其通过上面引用被描述以及被先前并入。该系统示例性地具有与螺母和螺栓螺距12相同大小的螺栓螺纹进入点螺距12。然而，这种系统的明显缺点是，如果初始螺纹接触是允许螺栓螺纹牙顶10接触螺母螺纹牙底11的接触，则可能产生与先前概述的类似的不利组装条件，即，螺栓和螺母可能变为螺纹错扣。

参照附图中的图3，其示出了根据本发明的示例性实施例的螺栓的示意图，其包括头部20，柄(或主体)部21和引导进入点22。头部20可以是可用于通过紧固件驱动系统产生到螺栓的旋转运动的任何构造。柄部21可以是圆形的或者可以有本领域技术人员已知的小叶片状横截面区域。

柄部21示例性地具有形成在其上的螺纹25。螺纹25示例性地以包含对于特定尺寸的螺栓具有恒定大小的螺纹高度27的方式围绕芯部26产生为螺旋形状。所产生的螺旋螺纹示例性地根据已知的国际/国家标准规范，或者可根据可偏离国际和/或国家标准规范的专有螺纹紧固件系统。柄部21上的螺纹示例性地具有轴向螺距12，其相对于轴向螺距12和螺栓螺纹外径30形成螺纹螺旋角28。螺栓螺纹25可在螺栓柄部的长度上延伸或可仅在其一部分上延伸。

根据本发明的示例性实施例，螺栓螺纹螺距12与已由组件制造商选择的预刻有螺纹的螺母的螺距相同。

螺栓引导进入螺纹示例性地具有标称上等于螺母螺纹牙底直径36的外径31。螺纹直径31在本发明的示例性实施例中标称上是平行的。应认识到，出于实际目的，引导螺纹的外部外接圆31将减小到螺母螺纹的内径36以下，使得螺栓引导进入螺纹22能够进入螺母螺纹2而不存在设计干涉。

根据本发明的示例性实施例，引导进入点螺纹具有等于螺栓的主体螺纹的螺纹轴向螺距12的约1.562倍的螺纹螺距39。更一般地，引导进入点螺纹螺距39可在主体螺纹轴向螺距12的大约1.40至1.60倍的范围内。

参考图4将看到，螺栓的引导进入螺纹22不啮合螺母的螺纹牙形2。其与螺母螺纹36的牙底直径接触，并且由于其较高螺距39和随后的螺旋角38，故当与螺母螺旋角28相关时，与如果所有螺纹具有相同螺距的情况相比，将加速螺栓相对于螺母螺纹的轴向运动。

当发生加速的向前运动时，产生螺母和螺栓轴线的轴向对准，使得主体螺纹25以将消除在先前设计的(现有技术)系统中已经遇到的螺纹错扣的高可能性的方式接近并接触螺母螺纹腔2。

引导进入螺纹的螺栓角度的几何构造，和与主体螺纹和引导进入螺纹相互关联的方式，起作用以确保引导进入螺纹的螺纹螺旋角38大于主体螺纹的螺纹螺旋角28。如在图4中可看到的，如果螺栓以不与螺母螺纹的轴线对齐的角度插入，并且如果引导角螺纹的牙顶接触螺母螺纹的牙底，则螺栓螺纹引导的较高螺旋角将以比螺旋角匹配通常将实现的速度更快的速度向前加速螺栓螺纹。该动作将趋向于将相关螺纹零件的轴线牵拉成对准。

还可进一步看到，增加引导进入螺纹相对于螺母螺纹的向前运动的动作将以参照图1中描述的方式消除螺栓螺纹牙顶产生与螺母螺纹牙底的干涉的可能性，并且消除螺纹错扣的可能性。

在这些条件下，主体螺纹将以可接受和规定的方式实现初始配合螺纹接触，并且将消除已被视为引起关注的螺纹错扣。