本发明涉及到紧固件,特别是那些锁紧特性可靠的紧固件。
在航空控制系统应用中,失落一个螺帽、接着又丢失了螺栓的现象是不能容许的。因此,一般都在螺栓上靠近螺纹端部处钻孔,螺帽上开槽,孔、槽对正后插入开口销,以便防止螺帽脱落。
维修工作中忘了上开口销能造成危及安全的事故,因此,使用有自持力的螺栓是众所周知的。这些螺栓都有一轴向安装的弹簧弹顶靠模塞,靠模塞作用到一个球上,使球凸出螺栓体面〔和享有盛名的希而思(sears)的套筒板手非常相似〕。当靠模塞压下时,球沿径向缩入体面内,因此,螺栓能进入并穿过具有精密公差的孔眼,如控制杆端部装置中的孔;当靠模塞放松时,球在该组装中与螺栓头相对的一侧凸出螺栓体表面,这样,当螺帽脱落后,球还能阻止螺栓从螺栓孔中滑出来。可是,容纳靠模塞所要求的空心螺栓体使螺栓不便于检查,也容易被腐蚀,在盐雾环境下尤其是这样的。
本发明的一个目的是提供一个有自持力而不是空心的螺栓。
按照本发明,一个装有径向,弹簧弹顶卡子的螺栓,和一个内径上设有掣子的螺帽,掣子和卡子配合,因此,螺帽不可能从螺栓上脱下来。螺帽上亦作有槽沟,以便通过螺栓上的孔用开口销固定螺帽,这样,螺帽的脱落进一步受到抑制。前一螺帽松脱丢失,螺栓上的卡子还能阻挡螺栓从一个具有精密公差(如杆端配合)的孔中脱落出来。
本发明的其它目的,特点和优点从下面描述中可以明确。
图1是本发明的螺栓的侧视图。
图2是从图1中2-2线截取的螺栓断面,并包括螺帽。
图3是本发明螺栓卡子的三个正射投影图。
图1所示为本发明的螺栓10,它包括头部12和栓体14。远离头部12的栓体的一部分16上车有与螺帽配合的螺纹。在靠近栓体14顶端18处,有一个垂直于螺栓轴线的孔20,它用于安装开口销21。在离螺栓头以外接近螺纹部分16处的栓体14上开有另一孔22,孔22垂直于螺栓轴心线,但最好是与开口销孔20平行。
孔22已在图2中清楚地示出,它显示图1中沿2-2线截取的螺栓10及与之相配合的螺帽24的断面。孔22呈阶梯形以便安放并支持卡子26。卡子26包含顶27、头28和底29。头28具有相当于孔22的30部分的第一横断面尺寸,而底29则具有销大于第一尺寸并相当于孔22的34部分的第二横断面尺寸。卡子26的详细形状见图3。孔的30和34部分的交界处表示上文已提及到的“阶梯”,以便卡子可以顶部在前地插入孔22的34部分中,一直插到底29和台阶相接触为止,这时,卡子的顶部凸出在螺栓表面以外。
弹簧36装在孔的30部分卡子底29的后面,以便它向底29加压使卡子顶27径向地凸出在螺栓体表面以外,弹簧36用塞柱使之留在螺栓体34部分中,塞柱38以压配合并固定在孔22中,对向于卡子头28的方向处。
图3所示的卡子的26的三个视图,在端视图(A)中,很明显的可看出卡子26的头部28基本上是方形横断面,所以,孔22的部分30亦为方形以便于容纳卡子头部28并防止它的转动。在第一侧视图(B)中,卡子顶27的两相对侧面明显地呈完全弧形,它与图2相对应。在第二侧视图(c)中,该图是垂直于螺栓轴线和孔22的轴线方向的投影,图中表明卡子顶27的上部和下部表面均为简单平面、并和方形卡子头的表面一致。
图1显示有一连杆端部装置40、夹板41与螺栓10的组装图。该图表明在螺栓10开始插入连杆端部装置40时,可用手装卡子压入螺栓体内;当继续插入时,卡子受到装置内表面42的约束,继续留在螺栓体内;在螺栓10完全进入装置40以后,卡子已不在该装置中,由于弹簧36的推力,使卡子顶凸出在螺栓体表面以外。而卡子顶27的上部平面使螺栓留在该装置之内。重要的是卡子头和适合使用的孔部(这一实例中为方形)应形成能防止卡子在螺栓内转动的形状。对卡子的这一限制要求它的顶部平面接触并紧贴在被卡部分表面(本例中为一装置)上,万一螺帽失落了,延伸出的卡子将成为一个止动器,覆行它的阻挡功用。
从图2中可以看到,螺帽24上螺栓头面对部分43的内径上设有六个等分的圆弧形掣子44,其形状相当于卡子头的外形,其大小便于容纳凸出的伸长了的卡头的顶部。卡子顶部应避免圆形表面,以便上螺帽时,卡子顶能自如地伸入并脱开掣子。不向螺帽施加扭矩(扭转力)时,延伸的卡子将阻止螺帽卸退。在远离螺栓头部的螺帽46部分设有常用的槽沟(缝隙)48,槽沟对正孔20,开口销21穿过孔20和槽沟作为防止螺帽退离螺栓的附加装置。掣子和螺帽槽沟平行对正地布置,一方面使弹簧推动着的卡子能全部伸进掣子内,另一方面使开口销也正好发挥阻挡作用。最好的情况是万一开口销丢失,卡子也正好处在产生阻挡作用的位置。万一卡子咬死时,也最好是卡子在伸长状态下处在掣子中,而不应该在被压缩状态下处于两掣子之间。
所以,本发明螺栓的“三重保险”体现在以开口销防止螺帽松脱;卡子防止螺帽松脱;以及如果螺帽松脱失落,卡子可为螺栓提供自身阻挡的能力。
根据这本发明阐述的原理,设计者可得到许多改进和不同的方案。例如,尽管对一个阶梯形钻孔已作说明和图解,但最好还是螺栓体的等径孔的一端塞进一套筒使形成阶梯来得经济;同样,卡子、弹簧和柱塞等分散部件的安装,可能最好是使用一个带管形插入件的装配组件。此外,方形以外的其它可以用于防止卡子转动的形状也可采用。同样,尽管前面曾提到这一发明适用于精密公差孔应用方面,但应当认识到,因为某些螺栓体和装置间的极精密尺寸的配合,用球形卡子顶和允许转动的圆形卡子头也是可行的。卡子形状的组成是随使用目的不同而改变的,因此不宜作为这发明的一个约束来对待。
和先有技术的纵向孔相比,这发明的和螺栓体正交的孔22有更高的抗腐蚀能力,特别是由于安装好之后,螺帽24已将孔22完全遮盖。
1、一种紧固件,其特征在于包括:
一个螺栓有螺栓头,螺栓体,在远离螺栓头的螺栓体上有一部分带有螺纹,
一个穿过螺栓体并垂直于它的轴线的第一孔包括:一个向螺栓体面延伸且具有第一横断面尺寸的第一孔部分,一个具有第二横断面尺寸的第二孔部分,第二孔部分的横断面尺寸大于第一孔部分,并沿其直径的相反方向向螺栓面延伸,第一、第二孔部分的连接处形成一阶梯形纵断面;
一个端示横断面相当于第一尺寸的头的卡子安装在第一孔部分内,其顶部凸出在螺栓体面以外,而该卡子的端示横断面相当于第二尺寸,安装在第二孔部分内;
一个安装在卡子底后面的弹簧,向卡子施加卡子推动力;
一个柱塞固定在第二孔部分中与卡子完全相反的螺栓体面内,使保持弹簧处于螺栓体内;
一个沿内径设有掣子的螺帽,该掣子相当于并与凸出卡子顶配合,在卡子和掣子相互配合下,使螺帽不致松脱。
2、根据权利要求1的紧固件,其特征在于包括:一个穿过螺栓螺纹部分并与螺杆轴线垂直的第二孔;
接纳穿过第二孔的开口销的带槽沟螺帽,在第二孔,槽沟和开口销的协同配合下,使螺帽松脱更遭到一层阻抗。
3、一个用于穿过装置中带精密公差的孔的紧固件包括权利要求1的紧固件,其特征在于:第一孔沿螺栓体长度恰当地安置,使卡子处在装置中螺栓头的对向一侧,从而限制螺栓从装置中被拔出来。
4、按照权利要求1的紧固件,其特征在于:紧固件中卡子头在端视横断面中为方形,卡子顶的两个相对边完全为圆弧形,因此在卡子上拧螺帽有所方便。
5、按照权利要求4的紧固件,其特征在于:紧固件中卡子顶的上下两面为平面。
6、按照权利要求4的紧固件,其特征在于:紧固件中第一孔为方形横断面,它能接纳卡子并能阻止卡子转动。