单面紧固件的制作方法
【专利摘要】一种紧固件包括套筒、锚定螺栓和插入件。套筒包括具有第一内径的第一部分、具有第二内径的第二部分和位于第一和第二部分中间的台阶。锚定螺栓包括具有第一直径的柱状部分、具有主直径的螺纹部分和位于柱状部分和螺纹部分中间的螺纹切口。插入件设置在套筒内，其尺寸和形状被设置成，在紧固件位于预安装位置时，能够被保持在套筒台阶和锚定螺栓的螺纹切口之间。紧固件通过锚定螺栓的安装动作，将插入件压在套筒台阶和锚定螺栓的螺纹切口之间。插入件变形偏离锚定螺栓，而响应压迫以引起球凸的产生。
【专利说明】单面紧固件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请与下列共同拥有、尚未审决的美国临时申请有关，并要求其权益，所述临时申请包括2015年I月22日提交的美国临时申请62/106,499，发明名称为“单面紧固件”，2015年2月19日提交的美国临时申请62/118,037，发明名称为“具有金属插入件的单面紧固件”，和2015年5月6日提交的美国临时申请62/157,799，发明名称为“具有金属插入件的单面紧固件”，其全文以参考方式引入本申请。
技术领域
[0003]本发明涉及紧固件，特别是涉及用于将工件固定在一起的单面紧固件(blindfastener)。
【背景技术】
[0004]当很难或者无法接触到多个工件的其中一个工件的盲侧(blindside)时，通常使用单面紧固件将这些工件固定在一起。在某些应用中，理想的是将球凸状套筒与这种紧固件结合使用，这样具有相对较大的面积与其中一个工件的盲侧接触。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种紧固件，其适于安装在工件的对齐孔内，该工件具有安装者无法接触的一个盲侧，在工件的盲侧形成对称的球凸以提供具有显著尺寸的支承区域，防止紧固件安装期间产生磨损(galling)，并在安装后的紧固件内形成振动吸收效果。
[0006]在一个实施例中，一种紧固件适合于安装在多个工件的对齐孔内。所述多个工件包括一个盲侧。所述对齐孔具有一个内径。该紧固件包括套筒、锚定螺栓(core bolt)和插入件。该套筒具有管状部分、第一端、与第一端相对的第二端、位于第一端的增大头部和形成在增大头部内的凹袋(pocket)。所述管状部分包括外表面、靠近第一端并具有第一内径的第一部分、靠近第一部分并具有比第一内径小的第二内径的第二部分、靠近第二端并具有内螺纹的第三部分和位于第一和第二部分中间的台阶(step)，所述外表面具有外径，该外径的尺寸和形状被设置成能够将套筒安装到对齐孔内。所述锚定螺栓设置于套筒内，并具有第一端、与第一端相对的第二端和位于第一端、第二端之间的杆部。该杆部包括靠近第一端并具有第一直径的柱状部分，靠近第二端并包括具有螺纹的螺纹部分，和位于柱状部分和螺纹部分中间的螺纹切口(run-out)，所述螺纹的主直径比第一直径小。锚定螺栓的柱状部分的第一直径的尺寸和形状被设置成能够将锚定螺栓安装到套筒内。螺纹部分的螺纹与套筒的内螺纹互补。锚定螺栓适于被安装工具接合。插入件设置在套筒内并包围一部分锚定螺栓。该插入件的尺寸和形状被设置成，当紧固件处于预安装位置时使插入件接触并保持在套筒台阶和锚定螺栓的螺纹切口之间。通过锚定螺栓相对于套筒的安装动作，在锚定螺栓的安装动作在套筒上产生加压载荷之前，所述紧固件适于将插入件压紧在套筒台阶和锚定螺栓的螺纹切口之间。响应于该压紧，插入件适于产生形变偏离锚定螺栓，以便在多个工件的盲侧附近引起球凸的产生。
[0007]在一个实施例中，该插入件由铜制成。在一个实施例中，该套筒包括靠近插入件的带状回火部分。在一个实施例中，通过激光或高频感应线圈中的一个的方式对带状回火部分进行带状回火(bandannealed)。在一个实施例中，插入件包括其中一个下列部件:(a)管状构件，其具有与所述锚定螺栓的螺纹部分的螺纹接合的内螺纹;和(b)螺旋弹簧，其具有梯形横截面并且螺旋包绕在所述锚定螺栓的螺纹部分的螺纹内。在一个实施例中，锚定螺栓包括位于第一端的平头(flushhead)。在一个实施例中，套筒凹袋的尺寸和形状可容纳锚定螺栓的平头。在一个实施例中，插入件的尺寸被设计成，当紧固件位于预安装位置时，锚定螺栓定位在套筒内，这样，在锚定螺栓的平头落座在套筒凹袋内之前，锚定螺栓能够相对于套筒旋转大约二到三次。
[0008]在一个实施例中，锚定螺栓包括邻近螺纹切口的环形凹槽。在一个实施例中，锚定螺栓包括花键头。在一个实施例中，插入件的尺寸被设置成使得球凸的直径大于套筒管状部分外径的一倍半。
[0009]在一个实施例中，一种紧固件适合于安装在包括盲侧的多个工件的对齐孔内。所述对齐孔具有一个内径。该紧固件包括套筒、销构件和插入件。该套筒具有管状部分、第一端、与第一端相对的第二端、位于第一端的增大头部和形成在增大头部内的凹袋。所述管状部分包括外表面、靠近第一端并具有第一内径的第一部分、靠近第二端并具有比第一内径大的第二内径的第二部分和位于第一和第二部分中间的台阶，所述外表面具有外径，该外径的尺寸和形状被设置成能够将套筒安装到对齐孔内。所述销构件设置于套筒内，并具有第一端、与第一端相对的第二端和位于第一端、第二端之间的杆部。该杆部包括靠近第一端并具有第一直径的第一部分，靠近第二端并具有比第一直径大的第二直径的第二部分，和位于第一部分和第二部分中间的台阶。销构件第一部分的第一直径和销构件第二部分的第二直径的尺寸和形状被设置成能够将销构件安装到套筒内。销构件适于被安装工具接合。插入件设置在套筒内并包围一部分销构件。该插入件的尺寸和形状被设置成，当紧固件处于预安装位置时使插入件接触并保持在套筒台阶和销构件台阶之间。通过销构件相对于套筒的安装动作，在销构件的安装动作在套筒上产生加压载荷之前，所述紧固件适于将插入件压紧在套筒台阶和销构件台阶之间。响应于该压紧，插入件适于产生形变偏离销构件，以便在多个工件的盲侧附近引起球凸的产生。
[0010]在一个实施例中，插入件包括扁平线和具有方形界面的螺旋弹簧中的一个。在一个实施例中，销构件的第一部分包括锁定槽。在一个实施例中，所述紧固件还包括锁定箍(lock collar)，该锁定箍围绕销构件，并且设置在套筒的增大头部的凹袋内。该锁定箍的尺寸和形状被设置为，在销构件的紧固动作将销构件的锁定槽与套筒凹袋对齐之后，锁定箍位于销构件的锁定槽之内，将销构件锁定在紧固位置。
[0011]在一个实施例中，销构件包括位于第二端的盲头(blindhead)。在一个实施例中，插入件的尺寸和形状被设置为，当紧固件处于预安装位置时，在销构件的盲头与套筒的第二端之间形成有空间。空间的长度大概是套筒的管状部分外径的四分之一。
[0012]在一个实施例中，该插入件由铜制成。在一个实施例中，该套筒包括靠近插入件的带状回火部分。在一个实施例中，通过激光或高频感应线圈之一的方式对带状回火部分进行带状回火。在一个实施例中，插入件的尺寸被设置成使得球凸的直径大于套筒管状部分外径的一倍半。
[0013]本发明的单面紧固件相对于现有的单面紧固件具有如下优点，在工件的盲侧形成对称的球凸以提供尺寸比较大的支承区域，防止安装紧固件期间产生磨损，并且在安装后的紧固件内提供了振动吸收效果。
【附图说明】
[0014]图1示出紧固件的第一实施例，包括锚定螺栓、套筒和插入件，该紧固件处于预安装位置；
[0015]图2示出图1的紧固件，该紧固件处于安装期间的中间位置；
[0016]图3示出图1的紧固件，该紧固件处于安装后位置；
[0017]图4为图1紧固件的一部分处于图3所示安装后位置的显微照片；
[0018]图5示出紧固件的第二实施例，包括锚定螺栓、套筒和梯形横截面的螺旋弹簧，该紧固件处于预安装位置；
[0019]图6示出紧固件的第三实施例，包括牵引型销构件、套筒和扁平线插入件，该紧固件处于预安装位置；
[0020]图7示出紧固件的第四实施例，包括牵引型销构件、套筒和方形截面的螺旋弹簧，该紧固件处于预安装位置；
[0021]图8示出锚定螺栓的另一个实施例；
[0022]图9示出图8所示锚定螺栓的一部分的详细视图；
[0023]图1OA为包括图8所示锚定螺栓的紧固件的一部分的显微照片，其安装在具有最小抓持长度的工件内；和
[0024]图1OB为包括图8所示锚定螺栓的紧固件的一部分的显微照片，其安装在具有最大抓持长度的工件内。
【具体实施方式】
[0025]参照图1-4，在一个实施例中，紧固件10包括“螺纹型”紧固件。在一个实施例中，紧固件10包括锚定螺栓12(例如，销构件)，套筒14和插入件16。在一个实施例中，紧固件10适于将多个工件18，20紧固在一起，并适于安装在工件18，20内形成的对齐孔22，24中。在一个实施例中，工件20包括用户使用紧固件安装工具或其他方式很难或无法接触到的盲侧26。在一个实施例中，每一个对齐孔22，24中的一部分都具有内径28。在一个实施例中，对齐孔22包括埋头部分。
[0026]参照图1-3，在一个实施例中，锚定螺栓12包括细长的杆部30，杆部30沿着纵向轴线在第一端32和与第一端32相对的第二端34之间延伸。在一个实施例中，锚定螺栓12在第一端32处的变大的头部36处终止。在其它实施例中，头部36可以包括现有技术中已知的其它形状和尺寸。在一个实施例中，紧固件头部38适于被安装工具所夹持，它从变大的平头36处沿着离开细长的杆部30的方向延伸。在一个实施例中，紧固件头部38包括多个适于被对应形状的安装工具所夹持的花键(spine)40。在一个实施例中，细长的杆部30包括靠近第一端32的基本平滑的柱状部分42，靠近第二端34的螺纹部分44，和位于平滑的柱状部分42和螺纹部分44中间的螺纹切口(run-out即，台阶)46。平滑的柱状部分42具有外径48。在一个实施例中，螺纹部分44具有主直径50，其小于柱状部分42的外径48。在一个实施例中，螺纹部分44包括次直径52。
[0027]仍然参照图1-3，在一个实施例中，套筒14包括管状部分60，其具有第一端62和与第一端62相对的第二端64。套筒14终止于第一端62处的变大的凸缘头66。在一个实施例中，在凸缘头66内形成有凹袋68。在一个实施例中，凹袋68的尺寸和形状可以容纳锚定螺栓12的头部36。在一个实施例中，管状部分60包括外径70，其尺寸和形状被设置成能够将套筒14安装在工件18，20的对齐孔22，24内。在一个实施例中，管状部分60包括与第一端62相邻的第一区72，位于第一端62和第二端64中间的第二区74，和与第二端64相邻的第三区76。在一个实施例中，第一区72包括内径78，其尺寸与形状被设置成能够将锚定螺栓12安装到套筒14内。在一个实施例中，第二区74包括内径80，小于第一区72的内径78，但是大于锚定螺栓12的螺纹部分44的主直径50。在一个实施例中，台阶82形成在套筒14内，并在第一区72的内径78与第二区74的内径80之间提供了台阶式过渡。第三区76包括内螺纹84，其与锚定螺栓12的螺纹部分44互补并且适合以螺纹方式接合锚定螺栓12的螺纹部分44。在一个实施例中，套筒14包括靠近第二端64的缩窄端86。在一个实施例中，缩窄端86的外径88小于管状部分60的外径70。在一个实施例中，套筒14包括带状回火部分，当紧固件10处于预安装位置时该带状回火部分设置在邻近插入件16的位置。在一个实施例中，可以使用激光进行带状回火(band annealing)。在一个实施例中，可以使用高频感应线圈进行带状回火。在一个实施例中，可以使用现有技术中已知的其他适合的方式进行带状回火。带状回火有助于引起球凸的产生，如下文将进行更为详细地描述。
[0028]在一个实施例中，插入件16具有基本为管状的部分90，从第一端92延伸向与第一端92相对的第二端94。管状部分90的外径96的尺寸与形状被设置成能够将插入件16安装到套筒14内。在一个实施例中，插入件16的外径96基本与锚定螺栓12的柱状部分42的外径48相当。在一个实施例中，管状部分90的内螺纹98与锚定螺栓12的螺纹部分44互补。在一个实施例中，管状部分90的长度100这样选择，当紧固件10处于预安装位置时(见图1)，第一端92接触锚定螺栓12的螺纹切口 46，第二端94接触套筒14的台阶74。在一个实施例中，插入件16由具有润滑特性的材料制成。在一个实施例中，插入件16含铜。在其它实施例中，插入件16可以含有其它材料(例如，其他金属，塑料等)，所述其它材料具有足以防止螺纹磨损的摩擦性能，并且具有足以有助于球凸形成的韧性，如下文将进一步详细描述。
[0029]现在参考图1，其中示出了紧固件10的预安装位置。插入件16的内螺纹98接收并以螺纹方式接合锚定螺栓12的螺纹部分44，从而插入件16的第一端92接触锚定螺栓12的螺纹切口 46。套筒14的内螺纹82接收并以螺纹方式接合锚定螺栓12的螺纹部分44，使得台阶80接触插入件16的第二端94，从而将插入件16卡在锚定螺栓12的螺纹切口 46和套筒14的台阶80之间。在一个实施例中，锚定螺栓12的头部36没有落入套筒14的凹袋68内，而是这样定位的，在对锚定螺栓12相对于套筒14进行数次转动(例如两次到三次的转动)后，头部36落入套筒14的凹袋68内。
[0030]现在参考图2，其示出安装期间紧固件10的中间位置。在安装期间，通过适于夹持花键40的安装工具，向紧固件头部38施加扭矩。锚定螺栓12相对于套筒14转动时，插入件16被压在锚定螺栓12的螺纹切口 46和套筒14的台阶82之间。响应该压迫动作，插入件16仅朝向外径方向变形(即，偏离锚定螺栓12)。插入件16的形变引起套筒14的向外的对应形变(即，偏离锚定螺栓12)。在锚定螺栓12的头部36落座于套筒14的凹袋68内之前，锚定螺栓12没有向套筒14施加压迫力。随着锚定螺栓12相对于套筒14的连续转动，锚定螺栓12的头部36前进到一点，从而落座于套筒14的凹袋68内。
[0031]继续参照图2，一旦锚定螺栓12的头部36落座在套筒14的凹袋68内，锚定螺栓12相对于套筒14的继续转动就持续压迫插入件16。如上所述，因为插入件16被限制在锚定螺栓12的螺纹切口 46和套筒14的台阶82之间，它只能朝外进行形变(即，偏离锚定螺栓12)，套筒14也相应地形变。插入件16和套筒14的这种形变引起了球凸的形变。图3示出插入件16的外凸动作(bulbing act1n)完成后的紧固件10。球凸102由插入件16和套筒14形成。在一个实施例中，球凸102的直径至少是套筒14的管状部分60的外径70的一倍半(1.5倍)。工件18，20固定在位于工件20的盲侧26上的球凸102和套筒14的凸缘头66之间，所述凸缘头66位于安装工具可接触到的工件18—侧。紧固件头部38可以从锚定螺栓12上分离，而获得基本与工件18表面齐平的安装后紧固件10。图4为图3所示安装后紧固件10的一部分的显微照片。可以看到，插入件16向外挤压而形成球凸102。现在返回参照图1，当安装在工件18，20内时紧固件10适于形成上述的球凸102，所述工件的总厚度在最小夹持量106和最大夹持量108之间。
[0032]图5示出位于预安装位置的紧固件110的第二实施例。紧固件110的结构和操作可以基本类似于上述参照图1-4所描述的紧固件10，下文接着对其它内容进行说明。紧固件110包括锚定螺栓112和套筒114，它们基本类似于紧固件10的锚定螺栓12和套筒14。除了其它部件，锚定螺栓112还包括螺纹部分144和螺纹切口 146。除了其它部件，套筒114还包括台阶182。紧固件110还包括螺旋形螺旋弹簧插入件116。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件116具有梯形的横截面。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件116的尺寸和形状是这样的，它可以包绕着套筒114内的锚定螺栓112的螺纹部分144，使得螺旋弹簧插入件116落座于螺纹部分144的螺纹之中。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件116具有的总长度小于锚定螺栓112的螺纹部分144的总长度，而且尺寸被进一步设置成从锚定螺栓112的螺纹切口 146和套筒114的台阶182延伸，并且限制在二者之间。在一个实施例中，该螺旋弹簧紧固件116含铜。在其它实施例中，螺旋弹簧紧固件116可以包括其它适合的材料，如上参照紧固件10的插入件16。紧固件110可以安装在工件118，120的对齐孔122，124中，在以前述参照紧固件10所描述的方式进行安装时，可以先形成球凸(未示出)。
[0033]图6示出位于预安装位置的紧固件210的第三实施例。在一个实施例中，该紧固件210是“牵引型”紧固件。在一个实施例中，紧固件210包括销构件212，套筒214，扁平线插入件216和锁定箍304。在一个实施例中，紧固件210适于将多个工件218，220彼此固定在一起，并且适于安装在这些工件218，220的对齐孔222，224内。在一个实施例中，工件220包括盲侧226，盲测226很难或者不可能由用户使用紧固件安装工具或其它方式而被接触到。在一个实施例中，对齐孔222，224中的每一个的一部分都具有内径228。
[0034]在一个实施例中，销构件212包括细长的杆部230，其具有第一端232和第二端234。销构件212终止于第一端232处的折颈(breakneck)236。紧固件头部238适于由安装工具所夹持，它从折颈236处沿着离开细长杆部230的方向延伸。在一个实施例中，紧固件头部238适于被驱动站(drive anvil)所夹持。细长的杆部230包括靠近折颈236的锁定槽240。基本平滑的第一柱状部分242从锁定槽240向第二端234延伸。第一柱状部分242具有第一直径244、靠近锁定槽240的第一端246和第二端248。细长的杆部230还具有基本平滑的第二柱状部分250，从第一柱状部分242的第二端248向细长的杆部230的第二端234延伸。第二柱状部分250具有比第一直径244大的第二直径252。台阶254形成在细长的杆部230内，在第一柱状部分242的第一直径244与第二柱状部分250的第二直径252之间提供了阶梯状过渡。销构件212还包括位于第二端234的盲头(blindhead，暗冒口)256。
[0035]在一个实施例中，套筒214包括管状部分260，管状部分260具有第一端262和第二端264。套筒214终止于位于第一端262处的增大的凸缘头266。凹袋268形成于凸缘头266内。凹袋268的尺寸和形状适于容纳锁定箍304。管状部分260的外直径270的尺寸与形状被设置成能够将套筒214安装到工件218，220的对齐孔222，224内。管状部分260包括邻近第一端262的第一区272和邻近第二端264的第二区274。第一区272具有内径276。第二区274具有内径278。内径276和内径278的尺寸和形状被设置成能够将销构件312安装到套筒214内。台阶280形成在套筒214内，并在第一区272的内径276与第二区274的内径278之间提供了阶梯状过渡。在一个实施例中，套筒214包括带状回火部分，如上参照紧固件10的套筒14。在图6所示的紧固件210预安装位置，在销构件212的盲头256与套筒214的第二端264之间形成有空间282。在一个实施例中，空间282具有如下的长度，在销构件212的盲头256和套筒214的第二端264之间测量时，大概是套筒214的管状部分260的外径270的四分之一。
[0036]在一个实施例中，扁平线插入件216的尺寸和形状使得它可以包绕销构件212的第一柱状部分242。扁平线插入件216的尺寸设置还可以使它能够从套筒214的台阶280和销构件212的台阶254处延伸，并被限制在二者之间。在一个实施例中，扁平线插入件216含铜。在其它实施例中，扁平线插入件216可以包括如上参照紧固件10的插入件16所述的其它合适材料。
[0037]在一个实施例中，当使用牵引式工具接合紧固件210时，沿着这样的方向拉动销构件212，使得销构件212的盲头256被朝向套筒214的凸缘头266推动。牵引式工具对抗锁定箍304的相应动作，该锁定箍因此相对于套筒214的凸缘头266的凹袋268保持在凹袋内恒定位置。扁平线插入件216被销构件212的动作压在销构件212的台阶254和套筒214的台阶280之间，引起扁平线216向外形变(S卩，离开销构件212)，并引起如上参照紧固件10所述的外凸动作。一旦销构件212被拉动一定的距离，导致空间282被关闭，销构件212的盲头256接触套筒214的第二端264，与扁平线插入件216的外凸动作联动，套筒214也被压缩并被向外推(SP，从销构件212偏离)。套筒214和扁平线插入件216可以共同构成一个球凸(未示出)。一旦销构件212被拉开一定的距离，使得锁定槽240与套筒214的凸缘头266的凹袋268对齐，迫使锁定箍304进入对齐的锁定槽240和凹袋268所形成的空间内。这样定位时，锁定箍304防止销构件212相对于套筒214的进一步移动，从而将紧固件210固定在其安装位置。之后可以将紧固件头部238在折颈236处折断，使得安装后的紧固件210基本与工件218的表面齐平。
[0038]图7示出位于预安装位置的紧固件310的第四实施例。紧固件310可以基本类似于前述参照图6所述的紧固件210的结构和操作，其它内容在此进一步说明。紧固件310包括销构件312、套筒314和锁定箍404，可以基本类似于紧固件210的销构件212、套筒214和锁定箍304。除了其它部件，销构件312包括第一柱状部分342、第二柱状部分350和二者之间的台阶354。除了其它部件，套筒314包括台阶380。紧固件310还包括螺旋状螺旋弹簧插入件316。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件316的横截面为方形。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件316的尺寸和形状是这样的，它可以被包绕在套筒314内销构件312的第一柱状部分342。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件316的尺寸被进一步设置为，从销构件312的台阶354和套筒314的台阶380之间延伸，并被限制在二者之间。在一个实施例中，螺旋弹簧插入件316含铜。在其它实施例中，螺旋弹簧插入件316可以包括其它合适的材料，例如前述参照紧固件10的插入件16所述的材料。紧固件310可以被安装在两个工件318，320的对齐孔322,324内，在被牵引式工具接合并以前述参照紧固件210所描述的方式安装时，可以形成球凸(未示出)。
[0039]图8和9示出锚定螺栓412，例如，它可以与前述紧固件10的套筒14和插入件16配合使用，而提供了紧固件410的第五实施例(参见图10A-10B)。在另一个实施例中，锚定螺栓412可以与如上参照紧固件110所述的套筒114和插入件116配合使用。在一个实施例中，锚定螺栓412包括细长的杆部430，沿着纵向轴线在第一端432和第二端434之间延伸。锚定螺栓412终止于第一端432处的放大平头436。适于为安装工具所夹持的紧固件头部438从放大平头436处，沿着离开细长的杆部430的方向延伸。在一个实施例中，紧固件头部438包括花键440，适于被相应形状的安装工具所夹持。细长的杆部430包括基本平滑的邻近第一端432的柱状部分442，靠近第二端434的螺纹部分444和位于柱状部分442和螺纹部分444中间的螺纹切口 446。柱状部分442具有直径448。螺纹部分444具有比柱状部分442的直径448小的主直径450，和次直径452。锚定螺栓412还包括环形锁定槽506，位于柱状部分442和螺纹切口 446中间。环形的锁定槽506具有直径508，直径508小于螺纹部分444的主直径450，大于螺纹部分444的次直径452。
[0040]图1OA和1B为紧固件410的一部分的显微照片，该紧固件包括锚定螺栓412，套筒14和插入件16，图中示出其在安装位置，因此形成了球凸502。图1OA示出用于紧固工件18，20的紧固件410，其尺寸被设置为紧固件410位于最小的夹持位置106;图1OB示出用于紧固工件18，20的紧固件410，其尺寸被设置为紧固件410位于最大的夹持位置108。在图1OA和1B中，可以看到，插入件16发生形变，并且膨胀到环形锁定槽506和锚定螺栓412的螺纹部分444的螺纹之中。插入件16的这种定位产生将紧固件410保持在其安装位置的机械锁定。
[0041]在相应的套筒上产生任何施压载荷之前，这里所描述的单面紧固件用紧固件的不同实施例(即插入件16，螺旋弹簧插入件116，扁平线插入件216，和螺旋弹簧插入件316，其统称为“插入件”)均开始外凸过程。插入件有助于稳定外凸过程，以形成牢靠、对称的球凸。这样形成的球凸，其直径至少为球凸形成前的对应套筒直径的一倍半(1.5倍)。插入件在对应的套筒内提供润滑效果，从而防止在对应的锚定螺栓的螺纹内产生磨损。插入件在对应的组装后紧固件内提供了振动吸收缓冲。在本说明书和附图1-10B中，以示例方式描述了本发明的紧固件用于紧固两个工件，但是也可以用于紧固三个或更多的工件。
[0042]应当理解，本文所描述的实施例仅仅是示意性的，本领域的技术人员可以制造很多变动和修改，而不偏离本发明的精神和范围。所有这样的变动和修改均应被涵括在本发明的范围中。
【主权项】
1.一种紧固件，适于安装在多个工件的对齐孔内，所述多个工件包括盲侧，所述对齐孔具有内径，所述紧固件包括: 套筒，包括管状部分、第一端、与所述第一端相对的第二端、位于所述第一端处的增大头部和形成在所述增大头部内的凹袋，所述管状部分包括具有外径的外表面，所述管状部分的外径的尺寸和形状被设置成能够将所述套筒安装到所述对齐孔内，所述管状部分包括靠近所述第一端且具有第一内径的第一部分，靠近所述第一部分且具有比所述第一内径小的第二内径的第二部分，靠近所述第二端并具有内螺纹的第三部分，和位于所述第一部分和第二部分中间的台阶； 锚定螺栓，设置在所述套筒内，具有第一端、与所述第一端相对的第二端以及在所述第一端和第二端之间延伸的杆部;所述杆部包括靠近所述第一端并具有第一直径的柱状部分、靠近所述第二端并包括具有比所述第一直径小的主直径的螺纹的螺纹部分以及位于所述柱状部分和所述螺纹部分中间的螺纹切口，所述锚定螺栓的所述柱状部分的所述第一直径的尺寸和形状被设置成能够将所述锚定螺栓安装到所述套筒内，所述螺纹部分的所述螺纹与所述套筒的所述内螺纹互补，所述锚定螺栓适于被安装工具所接合;和 插入件，设置在所述套筒内并且包围所述锚定螺栓的一部分，所述插入件的尺寸和形状被设置为，当所述紧固件位于预安装位置时，使所述插入件接触并保持在所述套筒的台阶和所述锚定螺栓的螺纹切口之间， 其中，所述紧固件适于在所述锚定螺栓相对于所述套筒的安装动作作用下，在所述锚定螺栓的所述安装动作在所述套筒上产生压迫载荷之前，将所述插入件压在所述套筒的台阶与所述锚定螺栓的螺纹切口之间，并且其中，所述插入件适于变形偏离所述锚定螺栓，以便响应所述压迫，在靠近所述多个工件的盲侧引起形成球凸。2.如权利要求1所述的紧固件，其中，所述插入件由铜制成。3.如权利要求2所述的紧固件，其中，所述套筒在靠近所述插入件处具有带状回火部分。4.如权利要求3所述的紧固件，其中，通过激光和高频感应线圈中的一个的方式对所述带状回火部分进行带状回火。5.如权利要求3所述的紧固件，其中，所述插入件包括其中一个下列部件:(a)管状部件，其具有与所述锚定螺栓的螺纹部分的螺纹接合的内螺纹，和(b)螺旋弹簧，其具有梯形横截面并且螺旋缠绕在所述锚定螺栓的螺纹部分的螺纹内。6.如权利要求5所述的紧固件，其中，所述锚定螺栓包括位于所述第一端的平头。7.如权利要求6所述的紧固件，其中，所述套筒的所述凹袋的尺寸和形状被设置成能够容纳所述锚定螺栓的所述平头。8.如权利要求7所述的紧固件，其中，所述插入件的尺寸被设置成，当所述紧固件位于预安装位置时，所述锚定螺栓定位在所述套筒内，使得在所述锚定螺栓的所述平头落座于所述套筒的所述凹袋内之前，所述锚定螺栓能够相对于所述套筒转动大约两到三次。9.如权利要求8所述的紧固件，其中，所述锚定螺栓包括邻近所述螺纹切口的环形凹槽。10.如权利要求9所述的紧固件，其中，所述锚定螺栓包括具有花键的头部。11.如权利要求10所述的紧固件，其中，所述插入件的尺寸被设置成使得所述球凸的直径大于所述套筒的所述管状部分外径的一倍半。12.—种紧固件，适于安装在多个工件的对齐孔内，所述多个工件包括盲侧，所述对齐孔具有内径，所述紧固件包括: 套筒，包括管状部分、第一端、与所述第一端相对的第二端、位于所述第一端处的增大头部和形成在所述增大头部内的凹袋，所述管状部分包括具有外径的外表面，所述管状部分的外径的尺寸和形状被设置成能够将所述套筒安装到所述对齐孔内，所述管状部分包括靠近所述第一端且具有第一内径的第一部分、靠近所述第二端且具有比所述第一内径大的第二内径的第二部分，和位于所述第一部分和第二部分中间的台阶； 销构件，设置在所述套筒内，具有第一端、与所述第一端相对的第二端以及在所述第一端和第二端之间延伸的杆部;所述杆部包括靠近所述第一端并具有第一直径的第一部分、靠近所述第二端并具有比所述第一直径大的第二直径的第二部分，以及位于所述第一部分和第二部分中间的台阶;所述销构件第一部分的所述第一直径和所述销构件第二部分的所述第二直径的尺寸和形状被设置成能够将所述销构件安装到所述套筒内，所述销构件适于被安装工具所接合;和 插入件，设置在所述套筒内并且包围所述销构件的一部分，所述插入件的尺寸和形状被设置为，当所述紧固件位于预安装位置时，使所述插入件接触并保持在所述套筒台阶和所述销构件台阶之间， 其中，所述紧固件适于在所述销构件相对于所述套筒的安装动作作用下，在所述销构件的所述安装动作在所述套筒上产生压迫载荷之前，将所述插入件压在所述套筒台阶与所述销构件台阶之间，并且其中，所述插入件适于变形偏离所述销构件，以便响应所述压迫，在靠近所述多个工件的盲侧引起形成球凸。13.如权利要求12所述的紧固件，其中，所述插入件包括扁平线和螺旋弹簧的其中一个，所述螺旋弹簧具有方形横截面。14.如权利要求13所述的紧固件，其中，所述销构件的所述第一部分包括锁定槽。15.如权利要求14所述的紧固件，还包括: 锁定箍，包围所述销构件并且设置在所述套筒增大头部的所述凹袋内，所述锁定箍的尺寸和形状被设置成，当所述销构件的紧固动作将所述销构件的锁定槽与所述套筒的凹袋对齐后，所述锁定箍落座在所述销构件的锁定槽内，以便将所述销构件锁定在紧固位置。16.如权利要求15所述的紧固件，其中，所述销构件包括位于所述第二端处的盲头。17.如权利要求16所述的紧固件，其中，所述插入件的尺寸和形状被设置为，当所述紧固件处于预安装位置时，在所述销构件的所述盲头与所述套筒的所述第二端之间形成有空间，所述空间的长度大概是所述套筒的所述管状部分外径的四分之一。18.如权利要求17所述的紧固件，其中，所述插入件由铜制成。19.如权利要求18所述的紧固件，其中，所述套筒在靠近所述插入件处具有带状回火部分。20.如权利要求19所述的紧固件，其中，通过激光或高频感应线圈之一的方式对所述带状回火部分进行带状回火。21.如权利要求19所述的紧固件，其中，所述插入件的尺寸被设置成使得所述球凸的直径大于所述套筒的所述管状部分外径的一倍半。
【文档编号】F16B13/08GK105822641SQ201610045744
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】格哈特·赫夫内格尔, 道格拉斯·德萨尔沃, 兰迪·托伦斯
【申请人】美铝公司