用于在可压碎或脆性材料中设置螺纹固定件的装置和方法_3

文档序号:8939905阅读:来源:国知局

[0061]图12示出了可选形式的螺母,其中肩部10’具有长形的形态。该肩部10’可配合在类似长形的面板孔20中。这样的面板孔相对容易制造,因为通常在诸如CFRP的材料中,使用铣削工具来制造孔以避免损坏所嵌的纤维,并且这种铣削工具容易横穿路径来制造出槽。使用这种形状的肩部的优点是:在插入螺栓28期间,紧固件的旋转扭矩自然地被长形肩部10’与长形板孔20之间产生的反作用力所抵抗。这继而允许选择低粘合强度的粘合剂22,或者允许使用相对大直径的螺栓28或具有诸如P0WERL0K (RTM)等预置扭矩牙形的螺栓,这些螺栓在插入期间可产生施加在螺纹16上的更大的旋转扭矩。这继而更好地防止了在螺栓28的插入期间紧固件在面板内发生回转。
[0062]图14示出了另一种可选形式的螺母6",该螺母6"具有盲孔14",盲孔14"继而提供了水密封的或者流体密封的紧固件,并且有效地密封了形成在面板18中的孔20。
[0063]参考图15和图16,应注意到,刚刚已经描述了目前被认为是最佳的模式。然而,如下的可选构造也是可行的:其中,前面实施例中的垫圈和螺母之间发生特征的对调。这样,图15示出了螺母106和垫圈102,其中肩部110形成在垫圈上而非形成在螺母上。突出部分108仍然设置为干涉配合到形成在垫圈102中的孔104内。图16示出了部分地安装到面板118上的这种结构。
[0064]图17和图18示出了这种结构的进一步的发展,其中螺母206具有附加的肩部209,肩部209与垫圈的肩部210的尺寸类似。
[0065]这允许螺母被居中设置在板218中的孔220中。这有助于实施组装,并且不需要如图15和图16所示的实施例中那样将螺母206保持在孔的中央。
[0066]这还允许形成薄的垫圈202,然后可使用挤出成型或冷成型工艺来形成肩部210。以这种方式,在使螺栓穿入螺母216的螺纹部分之前,与突出部分208的接合仍足以获得上文所描述的干涉配合的优点。该结构特别适用于低高度的安装,在这种安装中,垫圈202在面板表面的上方具有低的高度是有利的。
[0067]作为另一种选择,上文所描述的突出部分8可改为设置在垫圈部分上。从而,参考图26,突出部分408形成在垫圈402上,突出部分408与形成在螺母406中的孔404配合。螺母具有肩部410,该肩部410以与上文所描述的其它实施例中的肩部10相同的方式操作。因此,除了将突出部分408和孔404的位置对调之外,该构造以与前述实施例相类似的方式操作和作用,并且因此将不再对类似的部分进行描述。
[0068]安装过程
[0069]现在参考图19至图25对安装过程进行描述。拉拽工具具有形成为螺纹轴300的驱动螺杆,以及砧座或者头部302,并且可以在工具仅位于面板18的一侧的情况下进行安装。图中仅示出了工具的头部壳体303,并且本领域技术人员将理解,整个工具通常具有手柄、用于启动的触发结构以及驱动轴300的电源。工具能够使轴300回转,以便使轴300与上述螺母的螺纹16接合。优选地,轴300具有帮助将轴接合在螺纹16内并且帮助避免螺纹错扣的圆柱轴颈止端。工具还能够沿将螺母朝向砧座302拉拽的方向来拉拽轴,并且一旦螺母和垫圈的组合安装完毕,工具能够使轴300反转以便使工具旋转离开已完成的安装。一旦轴300与螺纹接合,则轴向工具中缩回,并且可通过由工具自动检测的预定行程或者预定拉拽力来指示安装的完成。拉拽至预定的力是优选的,因为这能够补偿匹配的紧固件部分中的尺寸变化。
[0070]具体参考图20,砧座302可具有磁体304或者大致围绕砧座间隔布置的多个磁体,这些磁体典型地压入配合在塑料(优选为尼龙)套管305内。从而,这些磁体使得能够在安装之前保持铁制垫圈2。作为磁体的替代物,可以使用砧座上的真空口或者诸如弹簧夹等弹簧加载的保持特征结构。砧座在其周边附近或其周边上可具有基本为环形的挡圈306,以帮助将垫圈2居中定位在砧座上。这继而有助于使突出部分8与垫圈穿孔4居中定位并且对准。尽管示出为连续的环形特征结构,然而挡圈也可改为采用下述形式:具有间隙的齿状或城堡状特征结构,或者任何其它的唇状特征结构,该特征结构与垫圈接合以便相对于轴以可重复的方式设置和定位垫圈。
[0071]在使用粘合剂22的情况下,通常未固化的粘合剂有助于在肩部10插入孔20中之后立即帮助将螺母凸缘12保持在面板18的后侧21上。这有效地将螺母保持在位,并且防止了因置位工具的轴300在垫圈组装期间的配合而造成的螺母的移动或旋转。取决于可获得的粘合强度,在垫圈的组装期间可能不需要将螺母手动地支撑在面板18的后侧21,从而改善了工效,并且加快了整个紧固过程的速度。
[0072]图21示出了插入到面板18中的螺母,该面板18典型地为可压碎面板。然后,工具的轴300如图22所示那样插入到螺母内,并且螺母随后如图23所示的那样被拉拽到垫圈内。一旦突出部分接触到垫圈,轴的拉拽就(因达到已知的拉拽行程的长度或者预定的拉拽力而)自动地停止。这样就完成了紧固件的安装;朝砧座302拉拽轴300以使两部分结合到一起,以便提供上述干涉配合。
[0073]一旦该步骤完成,则如图24所示的那样将轴300从螺母中抽出。一旦轴被抽出,则螺母与垫圈的组装完成。
[0074]图25示出了“螺母”的可选形式,其中由外螺纹螺柱16’来代替内螺纹孔16。其它部件和操作与上述部件和操作类似,并且在图中被标以相应的附图标记。该结构适于需要将螺柱固定至面板18而不是需要提供螺纹孔的安装。
[0075]在这种情况下,通过提供以与上述螺纹孔6和轴300类似的方式与螺柱16’接合的内螺纹端件300’来适当地修改工具的突出部,以便适应这一改变。一旦接合,则工具按照旋入、拉拽、旋出的顺序以与上述方式类似的方式进行操作。
[0076]优选的安装方法通常采用市场上常见的用于适配盲螺纹嵌入件的成熟型动力工具,例如Avdel 74200或74201液压气动式工具;前者拉拽至预定行程,而后者拉拽至预定拉拽力,对于这种紧固件来说每一者都是可行的。然而,拉拽至预定力是优选的,因为其能够补偿匹配的部分中的尺寸变化,等等。这种工具工作快速,并且便于操作和设定。不用检查组装扭矩,并且能够容易且快速地对已置位的组装件进行目视检查。
[0077]概括地说,典型的组装步骤为:
[0078]1.将粘合剂施加在面板中的孔的周围,并且可以将粘合剂施加在面板中的孔的表面上。
[0079]2.(从面板的后侧)插入螺母。
[0080]3.将垫圈装到置位工具的突出部内(可借助机械弹簧、磁体或真空将垫圈保持在工具的突出部中)。
[0081]4.(从面板的前侧)将工具的驱动螺杆接合到螺母的内螺纹中。
[0082]5.向置位工具施加轻的端部载荷一一这启动了驱动螺杆300的电力旋入以便使驱动螺杆完全接合到螺母螺纹16中(此时可以完全地移除从后侧对螺母的支撑)。
[0083]6.拉动工具触发器以便启动迫使垫圈的孔越过螺母的突出部分端8的设定行程(应注意到,工具可拉拽固定距离或者拉拽至预定的力)。
[0084]7.自动执行驱动螺杆的返回行程并且同时进行旋出,以便使工具与已置
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