專利名稱：具有可拆卸的心軸的牽引型擠壓緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牽引型擠壓緊固件(swage fastener)，其中，套環(huán)響應(yīng)在銷釘和套環(huán)之間的相對(duì)軸向力而擠入銷釘上的鎖定槽內(nèi)。
本發(fā)明涉及一種用于牽引型擠壓緊固件的緊固系統(tǒng)，該擠壓緊固件包括銷釘和套環(huán)，該套環(huán)用于擠入銷釘內(nèi)，該銷釘有心軸，該心軸可拆卸地固定在銷釘桿上，并用于由安裝工具夾緊以便在銷釘和套環(huán)之間施加所需的相對(duì)軸向牽引力，用于擠壓套環(huán)。
本發(fā)明涉及兩件式擠壓型緊固件或鎖緊螺栓，其普通類型如授予L.Huck并于1950年11月21日公開的美國(guó)專利No.2531048和授予Brilmyer等并于1965年11月2日公開的美國(guó)專利No.3215024所述，該擠壓型緊固件還有多種其它變化形式，例如如授予J.Ruhl并于1975年10月28日公開的美國(guó)專利No.3915053、授予J.Ruhl和R.Dixon并于1984年9月18日公開的美國(guó)專利No.4472096以及授予R.Dixon并于1992年2月25日公開的美國(guó)專利No.5090852所述。
普通擠壓型緊固件包括銷釘和套環(huán)，且銷釘桿有鎖定部分，該鎖定部分有鎖定槽，對(duì)于牽引型，銷釘桿終止于具有牽引槽的牽引部分。牽引槽用于由安裝工具的夾頭爪中配合齒夾緊，該安裝工具具有一擠壓砧臺(tái)，該擠壓砧臺(tái)用于與套環(huán)接合，從而能夠在銷釘和套環(huán)之間施加相對(duì)軸向力，以便在預(yù)定夾持力下將工件固定在一起。當(dāng)相對(duì)軸向力增加以便提供合適的夾持力時(shí)，安裝完成，這時(shí)相對(duì)軸向力的大小能夠使該砧臺(tái)運(yùn)動(dòng)到套環(huán)上，以便將該套環(huán)擠壓到鎖定槽中。其中，該相對(duì)軸向力是通過夾頭爪作用在銷釘上的拉伸負(fù)載和通過工具擠壓砧臺(tái)作用在套環(huán)上的壓縮負(fù)載。
在牽引型擠壓緊固件中，牽引部分通常通過較低強(qiáng)度的斷開軸頸(breakneck)槽而與鎖定槽部分相連，該斷開軸頸槽用于在預(yù)定大小軸向力或拉伸力的作用下斷裂，該預(yù)定大小的軸向力或拉伸力大于擠壓該套環(huán)所需的軸向力或拉伸力，因此，在完成擠壓后，該牽引部分或銷釘尾部將從銷釘桿上切斷和丟棄。見上述專利。
此外，對(duì)于包括具有在可切斷的銷釘尾部上的牽引槽的銷釘?shù)木o固件，斷開軸頸槽還必須有足以承受用于擠壓的較高拉伸負(fù)載的強(qiáng)度，且該牽引槽同樣必須有足以承受通過安裝工具上的夾頭爪的接合齒而施加的相對(duì)軸向牽引負(fù)載的強(qiáng)度。這通常需要使該牽引部分有相對(duì)較大的直徑，以便有足夠的材料來提供斷開軸頸槽所需的尺寸和強(qiáng)度，還防止?fàn)恳鄞鏀嚅_軸頸槽而斷裂。在航空航天用途中，緊固件通常由稍微昂貴的、重量輕和強(qiáng)度高的材料來制成。因此，可切斷銷釘尾部增加來各緊固件的總體成本。已經(jīng)發(fā)展了用于牽引型擠壓緊固件，其中，銷釘通過安裝工具的螺紋部件而在外部和/或內(nèi)部進(jìn)行夾持。該系統(tǒng)如授予Fulbright等并于1994年5月31日公開的美國(guó)專利No.5315755以及授予Fulbright并于2001年5月22日公開的美國(guó)專利No.6233802中所述。
在本發(fā)明中，可拆卸和可重新使用的心軸用于螺紋固定在銷釘桿端部的牽引腔中，并由安裝工具夾緊，以便施加用于擠壓的銷釘軸向牽引力。在擠壓結(jié)束后，心軸可以從牽引腔中螺紋拆卸和重新使用，從而降低來緊固件的總體成本。此外，還沒有例如由可切斷銷釘尾部在斷裂后產(chǎn)生的碎屑。
還有這樣的用途，其中，緊固件通過干涉配合而安裝在工件開口中。根據(jù)工件的總體厚度，這還需要使可切斷銷釘尾部有稍微更大的長(zhǎng)度，以便于首先由安裝工具夾緊并將銷釘拉入開口中。這時(shí)，可拆卸和可重新使用的心軸可以制成為長(zhǎng)度適合該用途，從而使得用戶的額外成本最小。
對(duì)于擠壓型緊固件，套環(huán)徑向擠入銷釘桿中的鎖定槽內(nèi)。這對(duì)于具有可切斷銷釘尾部的普通結(jié)構(gòu)將沒有問題。不過，當(dāng)使用可拆卸心軸時(shí)，具有鎖定槽的銷釘桿的外端形成有螺紋牽引腔，心軸的螺紋部分固定在該螺紋牽引腔中。銷釘桿的該部分在套環(huán)擠入時(shí)不能承受壓縮負(fù)載，并可能導(dǎo)致變形和/或心軸的螺紋部分卡在螺紋牽引腔中。一種簡(jiǎn)單選擇是使得銷釘桿部分更長(zhǎng)，這樣，螺紋孔將基本在套環(huán)后面，并基本不與要擠壓的套環(huán)部分對(duì)齊。不過，這使得安裝的緊固件比具有可切斷銷釘尾部的相當(dāng)緊固件稍微更重，也將增加銷釘?shù)某杀尽?br> 在本發(fā)明中，提供了獨(dú)特的組合，其中，用于可拆卸心軸的銷釘桿的鎖定槽部分的長(zhǎng)度與具有可切斷銷釘尾部的銷釘桿的鎖定槽部分的長(zhǎng)度相同。不過，在本發(fā)明中，鎖定槽部分提供有獨(dú)特結(jié)構(gòu)，以便能夠以較低擠壓負(fù)載來擠壓套環(huán)，同時(shí)提高了在銷釘桿外端處對(duì)壓縮負(fù)載的承受力，從而防止螺紋牽引腔在套環(huán)擠壓過程中變形。此外，套環(huán)也構(gòu)成為有助于減小擠壓負(fù)載。這與螺紋牽引腔平衡，該螺紋牽引腔形成為使得心軸的牽引部分和牽引腔的螺紋的強(qiáng)度最大，同時(shí)提高對(duì)壓縮負(fù)載的承受能力。同時(shí)，在本發(fā)明的一種形式中，提供了獨(dú)特的套環(huán)結(jié)構(gòu)，其中，套環(huán)桿的外側(cè)部分構(gòu)成為在較小負(fù)載下有效擠壓，且特別在牽引腔區(qū)域中，作用在銷釘桿上的壓力更小。此外，套環(huán)桿的其余部分也構(gòu)成為與鎖定槽組合，以便以較小負(fù)載進(jìn)行擠壓。不過，相對(duì)于具有可切斷銷釘尾部的對(duì)比件，這些特征使得擠壓緊固件的總強(qiáng)度基本并不減小。此外，結(jié)構(gòu)優(yōu)化成這樣，即安裝的緊固件的尺寸和重量基本與具有可切斷銷釘尾部的現(xiàn)有形式相同。在授予Sadri等并于2001年12月4日公開的美國(guó)專利No.6325582以及前述專利′802中表示了不同結(jié)構(gòu)的低擠壓負(fù)載類型緊固件的實(shí)例。
應(yīng)當(dāng)知道，航空航天的緊固件用于固定金屬工件以及由較輕重量的復(fù)合材料制成的工件。對(duì)于復(fù)合材料用途，緊固件的某些元件特別設(shè)計(jì)成使施加負(fù)載基本分散，以避免材料發(fā)生局部層離。
應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)于銷釘具有可切斷銷釘尾部的牽引型緊固件，在折斷斷開頸部槽時(shí)通常將產(chǎn)生一定量的噪音，且向操作人員和要固定的結(jié)構(gòu)施加一定的沖擊負(fù)載。這對(duì)于復(fù)合材料工件可能很重要，其中，可能由于更大沖擊負(fù)載而發(fā)生層離。而對(duì)于具有可拆卸銷釘尾部的本發(fā)明的緊固件完全沒有這些問題。
通常，在航空航天用途中，各種負(fù)載用途的擠壓型緊固件用于由擠壓型緊固件固定的接頭上。在這些情況下，可以使用均勻直徑的銷釘。不過，根據(jù)負(fù)載用途的類型，可以使用具有不同強(qiáng)度特征的不同材料套環(huán)。這些用途可以使用高強(qiáng)度材料例如鈦或合金鋼的套環(huán)，也可以使用低強(qiáng)度材料例如鋁的套環(huán)，而具有不同鎖定槽的相同直徑銷釘用于不同套環(huán)材料。本發(fā)明提供了獨(dú)特的銷釘設(shè)計(jì)，因此，公共結(jié)構(gòu)的銷釘可以通過不同強(qiáng)度材料的套環(huán)而用于不同用途。因此，銷釘鎖定槽部分的結(jié)構(gòu)能夠在用于各種負(fù)載用途時(shí)局部?jī)?yōu)化成用于一種材料的套環(huán)，或者用于使用不同材料的套環(huán)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種牽引型擠壓緊固件，它有可拆卸和可重新使用的心軸，該心軸用于夾緊以便進(jìn)行牽引。
本發(fā)明的另一目的是提供一種牽引型擠壓緊固件，它有可拆卸心軸，該心軸可螺紋固定在螺紋牽引腔中，該螺紋牽引腔在銷釘桿的端部，并基本與銷釘鎖定槽部分對(duì)齊，套環(huán)將擠入該銷釘鎖定槽部分，且該緊固件有獨(dú)特結(jié)構(gòu)，以便減小擠壓負(fù)載，并因此減小在擠壓過程中的壓縮應(yīng)力大小。
本發(fā)明的另一目的是提供一種牽引型擠壓緊固件，它包括銷釘和套環(huán)，并利用可拆卸心軸，該可拆卸心軸有在銷釘和心軸之間的連接結(jié)構(gòu)，它還包括低擠壓類型套環(huán)和獨(dú)特的鎖定槽結(jié)構(gòu)，因此，安裝的緊固件的總尺寸、重量和強(qiáng)度將與具有可切斷銷釘尾部的類型相當(dāng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種牽引型擠壓緊固件，它包括銷釘和套環(huán)，并利用可拆卸心軸，該可拆卸心軸有在銷釘和心軸之間的連接結(jié)構(gòu)，且銷釘有獨(dú)特的鎖定槽部分，因此，普通尺寸和結(jié)構(gòu)的銷釘能夠用于不同強(qiáng)度材料的套環(huán)，以便用于不同負(fù)載用途。
本發(fā)明的總目的是提供一種牽引型擠壓緊固件，它包括銷釘和套環(huán)，并利用可拆卸和可重新使用的心軸，該心軸有在銷釘和心軸之間的連接結(jié)構(gòu)。
通過后面的詳細(xì)說明，將清楚本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)知道，表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明和特定實(shí)例將只是用于說明目的，而不是為了限定本發(fā)明的范圍。


通過下面的詳細(xì)說明和附圖，可以更充分地理解本發(fā)明，附圖中圖1是用于牽引型擠壓緊固件的銷釘?shù)膫?cè)視圖，其中，鎖定桿部分的、在銷釘桿外端處的部分進(jìn)行剖視，以便表示螺紋牽引腔；圖1a是由圓1a包圍的、圖1的銷釘?shù)匿N釘桿的端部的放大圖，表示鎖定桿部分有螺紋牽引腔；圖1b是由圖1a的圓1b包圍的、圖1和1a的銷釘?shù)逆i定桿部分的鎖定槽的放大圖；圖2是用于可拆卸地固定在圖1的銷釘?shù)穆菁y牽引腔上的心軸的側(cè)視圖；圖3是用于擠入圖1的銷釘?shù)逆i定桿部分上的鎖定槽內(nèi)的一種形式套環(huán)的端視圖；圖4是圖3的套環(huán)沿圖3的箭頭4-4方向看時(shí)的縱剖圖；圖5是表示在安裝之前預(yù)裝配在要固定在一起的一對(duì)工件上的緊固件的側(cè)視裝配圖，其中，工件以剖視圖表示，且圖2的可拆卸心軸固定在圖1的銷釘上，圖3和4的套環(huán)以剖視圖表示在擠壓之前布置在銷釘上；圖5a是用于將套環(huán)擠入銷釘?shù)逆i定部分內(nèi)的擠壓砧臺(tái)的局部剖視圖；圖6a是圖1的銷釘?shù)逆i定桿部分的放大圖，類似于圖1a的視圖，表示了具有螺紋牽引腔的鎖定桿部分，該螺紋牽引腔用于更大直徑的銷釘；圖6b是由圖6的圓6b包圍的、圖6a的銷釘?shù)逆i定桿部分的鎖定槽的放大圖，類似于圖1b；圖7是用于擠入圖6的銷釘?shù)匿N釘桿上的鎖定槽內(nèi)的另一種形式套環(huán)的端視圖；圖8是圖7的套環(huán)沿圖7的箭頭8-8方向看時(shí)的縱剖圖；以及圖9是雙端套環(huán)的縱剖圖，該雙端套環(huán)有在兩端的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，該臺(tái)階形結(jié)構(gòu)類似于圖3和4的套環(huán)的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明只是示例性的，并不是將限制本發(fā)明、它的用途或使用。
下面參考圖1-5，圖中表示了牽引型擠壓緊固件10(見圖5)，它包括銷釘部件12和管形套環(huán)14。銷釘部件12有細(xì)長(zhǎng)桿15，該細(xì)長(zhǎng)桿15用于穿過分別在一對(duì)工件18和20(它們將固定在一起)中的對(duì)齊開口或孔16和17而延伸。參考圖1和5，在桿15的一端處的增大凸出頭部22與工件18的后側(cè)表面23接合。銷釘桿15具有靠近頭部22的、平直光滑的柱形桿部分24，該柱形桿部分24用于裝入對(duì)齊孔16和17中。應(yīng)當(dāng)知道，在某些安裝中，孔16和17的尺寸制成為相對(duì)于平直桿部分24提供合適的干涉配合或間隙配合。在該平直桿部分24后面是鎖定桿部分25，該鎖定桿部分25有多個(gè)周向延伸的環(huán)形鎖定槽26，這些鎖定槽26由脊或凸肩38分開。為了進(jìn)行說明，圖中還表示了脊38a-38g。環(huán)形的弧形變細(xì)過渡部分28使得鎖定桿部分25與平直桿部分24平滑連接。螺紋牽引腔29位于鎖定桿部分25的外端。應(yīng)當(dāng)知道，在所有用途中，具有鎖定槽26的脊或凸肩38的脊直徑Du小于平直桿部分24的直徑Ds，以便與孔16和17形成間隙。
下面參考圖2，可拆卸心軸30包括牽引桿部分32，該牽引桿部分32有多個(gè)環(huán)形牽引槽34。減小直徑的螺紋連接桿部分36位于心軸30的一端，并通過平滑的環(huán)形連接部分(land)39而與牽引桿部分32連接。連接桿部分36有多個(gè)螺旋形螺紋37，該螺紋37用于與螺紋牽引腔29進(jìn)行螺紋接合，以便將可拆卸心軸30與銷釘桿15連接?？刹鹦缎妮S30的牽引槽34的類型基本與在易斷銷釘尾部上的普通牽引槽相同，并用于通過普通結(jié)構(gòu)的安裝工具來夾緊，該安裝工具可以驅(qū)動(dòng)以便固定緊固件10。
下面參考圖3-5，套環(huán)14為有凸緣類型，并包括具有柱形桿42的放大直徑凸緣40以及直徑為ID的基本均勻通孔44。套環(huán)桿42為柱形臺(tái)階形狀，這用于后面所述的目的。內(nèi)側(cè)桿部分46的外徑為OD，并有基本均勻的壁厚t。端部桿部分48提供有徑向向內(nèi)的臺(tái)階形外表面，從而導(dǎo)致當(dāng)套環(huán)桿42變成稍微更小的直徑OD′時(shí)有稍微更小的壁厚t′。因此，在外表面上直徑OD減小至OD′的過渡通過以角度A傾斜的錐形過渡部分51來實(shí)現(xiàn)。傾斜角A的大小選擇為當(dāng)安裝工具的擠壓砧臺(tái)的空腔從擠壓接合的更低厚度端部桿部分48向更大厚度的內(nèi)側(cè)桿部分46運(yùn)動(dòng)時(shí)將有利于該運(yùn)動(dòng)。
有凸緣的套環(huán)14用于定位在銷釘桿15上面，且當(dāng)工件18、20拉至一起時(shí)，套環(huán)桿42與面對(duì)的鎖定槽26和脊38徑向?qū)R。見圖5。同時(shí)，凸緣40將與工件20的外表面52接合。
如前所述，緊固件例如緊固件10將用于固定由復(fù)合材料制成的工件，例如工件18和20。其中，套環(huán)凸緣40的與外側(cè)工件表面52接合的面積以及銷釘頭部22的與內(nèi)側(cè)工件表面23接合的面積選擇為使得施加的負(fù)載能夠充分分布成避免接合的工件表面層離，其中，工件18和20由復(fù)合材料制成。不過，本發(fā)明的特征同樣可以用于緊固金屬工件，其中銷釘頭部與銷釘頭部22不同，且套環(huán)進(jìn)行變化，例如使用沒有凸緣(例如凸緣40)的雙端套環(huán)。否則，該套環(huán)的結(jié)構(gòu)將類似于圖3和4以及圖7和8所示。雙端套環(huán)的一個(gè)實(shí)例在圖9中表示，并將在后面介紹。
應(yīng)當(dāng)知道，工件18和20有組合厚度ta，該組合厚度ta確定了緊固件10的最大夾緊。不過，緊固件10可以用于預(yù)定夾緊范圍，該范圍從工件18和20的最小總厚度ta′變化至最大總厚度ta。這大致如圖5所示。不過，為了安裝緊固件10，安裝有可拆卸心軸30的銷釘部件12插入工件18和20的開口16和17中。這時(shí)，套環(huán)14套裝在心軸30上，并在銷釘桿15上與鎖定槽26對(duì)齊。
在平滑桿部分24和工件開口16和17之間為干涉配合的用途中，可拆卸心軸30的牽引桿部分32將構(gòu)成為至少部分經(jīng)過外側(cè)工件表面52伸出。心軸30的牽引桿部分32的延伸部分設(shè)置成足以由安裝工具夾緊。然后，銷釘桿15進(jìn)行牽引，平滑桿部分24運(yùn)動(dòng)至開口16和17內(nèi)，直到銷釘頭部22與工件18的后側(cè)表面23接合。然后取下安裝工具，并將套環(huán)14布置在心軸30上，并安裝至銷釘桿15上與鎖定桿部分25的鎖定槽26對(duì)齊。這時(shí)，安裝工具可以重新用于緊固件10，且安裝的可拆卸心軸30由工具夾頭夾緊，并施加相對(duì)軸向負(fù)載，以便將套環(huán)桿42擠入鎖定槽26中。這時(shí)，應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)于由金屬材料(而不是復(fù)合材料)制成的工具18、20，主要采用干涉配合用途。還有，這時(shí)，雙端套環(huán)例如圖9的套環(huán)同樣可以使用。
這樣，在本發(fā)明的一種形式中，不同長(zhǎng)度的心軸30用于不同情況。在非干涉配合情況下(例如圖5)，心軸30將制成最小長(zhǎng)度。對(duì)于干涉配合情況，可以制造兩個(gè)更長(zhǎng)長(zhǎng)度的心軸30。一個(gè)長(zhǎng)度的心軸30將用于當(dāng)工件18和20的組合厚度ta將在較大范圍內(nèi)變化的干涉配合情況，用于從最小總厚度至中等總厚度的不同用途。更長(zhǎng)長(zhǎng)度的第二心軸30將用于從中等厚度至最大厚度的干涉配合情況。這將提高使用效率和方便使用，同時(shí)提供總體經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，上述厚度范圍的變化獨(dú)立于特定緊固件10的夾緊范圍(即ta至ta′)，并大于該夾緊范圍。因此，銷釘12的平直桿部分24的長(zhǎng)度將進(jìn)行變化，以便適應(yīng)該總厚度的變化。
當(dāng)工具驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過夾頭與牽引槽34的夾緊、拉伸接合以及擠壓砧臺(tái)在套環(huán)桿42外端處與端部桿部分48的壓縮接合，相對(duì)軸向力施加在銷釘12和套環(huán)14之間。
下面參考圖5a，圖中總體表示了擠壓砧臺(tái)43，它包括擠壓腔45，該擠壓腔45有沿弧形形成的環(huán)形擠壓喉部部分47，該喉部部分47形成為在套環(huán)桿42上面擠壓接合。喉部部分47的直徑Da小于端部桿部分48的直徑OD′。端部桿部分48和擠壓腔45的弧形喉部部分47提供了阻擋開始擠入或卡入鎖定槽26的預(yù)定量阻力，從而使得工件18和20首先在預(yù)定夾緊負(fù)載作用下拉至一起。阻力大小稍微小于普通牽引型擠壓緊固件的阻力，但是初始阻擋負(fù)載仍然可用于在沒有充分卡入的情況下閉合在工件18和20之間的間隙。當(dāng)相對(duì)軸向力增加時(shí)，擠壓腔45的喉部部分47軸向運(yùn)動(dòng)，以便徑向壓縮具有減小厚度t′的端部桿部分48，然后在厚度t的內(nèi)側(cè)桿部分46上面進(jìn)行徑向接合，從而將套環(huán)桿42徑向向內(nèi)擠入銷釘12的鎖定槽26中。通過完成擠壓和進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)工具，工具的套環(huán)頂推器部件將軸向向前推動(dòng)，以便與擠壓的套環(huán)14的套環(huán)桿42的外端桿部分48接合，并將它從擠壓砧臺(tái)43的擠壓腔45中推出，從而完成安裝。同時(shí)，心軸30將從自推出類型安裝工具中釋放。該工具為本領(lǐng)域公知。自推出工具的一個(gè)實(shí)例可以如授予Rosier并于1996年5月28日公開的美國(guó)專利No.5519926中可知。這時(shí)，通過簡(jiǎn)單地?cái)Q松桿部分36與螺紋牽引腔29的螺紋連接，心軸30能夠很容易從銷釘12上拆卸。因此，心軸30有位于牽引桿部分32的相對(duì)端處的六邊形夾緊部分54。這在需要時(shí)有利于由工具夾緊，從而方便從牽引腔29中擰松桿部分36。應(yīng)當(dāng)知道，其它不規(guī)則外形也可用于夾緊部分54。
下面參考圖1a，牽引腔29提供有多個(gè)螺旋牽引螺紋56。螺旋牽引螺紋56提供有徑向向內(nèi)延伸的截頭脊58和徑向向外延伸的槽或根部60。脊58和根部60都終止于大致平表面，且脊58的平表面的寬度Wtc比根部60的寬度Wtr更寬。這對(duì)于脊58提供了相對(duì)更寬的剪切面積，以便與連接桿部分36的配合螺紋進(jìn)行接合。同時(shí)，在根部60的徑向外端處的平表面提供了具有限定根部直徑的型面，以便幫助承受擠壓套環(huán)桿42的壓力?？刹鹦缎妮S30可以是具有很高強(qiáng)度的鐵質(zhì)材料，它的強(qiáng)度比銷釘12更高，因此，與內(nèi)部牽引螺紋56相比，需要更小的、橫過接合螺紋37的剪切面積。此外，脊58的截頭導(dǎo)致脊直徑Dtc增加，這使得心軸30的桿部分36的螺紋的根部64的直徑Dmr增加，從而將提高桿部分36和螺紋37的強(qiáng)度和耐久性。在本發(fā)明的一種形式中，在牽引螺紋56的脊58的徑向內(nèi)端處的寬度Wtc大約比在徑向外端處的根部60寬度Wtr大50％。與脊和槽的寬度相等的普通結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)使得空腔29的環(huán)帶強(qiáng)度(hoop strength)增加。此外，螺紋56在鉆出空腔后通過切割而螺旋形成。當(dāng)切割時(shí)，脊58的徑向內(nèi)端相對(duì)扁平，并有徑向向內(nèi)彼此相向傾斜的側(cè)面。這增加了脊58在根部60底部處的寬度，以便使得剪切強(qiáng)度最大，并在擠壓過程中減小應(yīng)力集中。這樣，牽引腔29在它的最內(nèi)側(cè)端62處形成有大致半球形的弓形輪廓，且最小直徑Dtc基本等于脊58的直徑Dtc。該半球形的弓形輪廓降低了應(yīng)力集中。
因此，牽引腔29的螺紋部分的軸向深度選擇為這樣，即連接桿部分36將位于空腔29內(nèi)，且牽引腔29的螺紋56與桿部分36的螺紋37完全接合。這樣，桿部分36上的螺紋37延伸的軸向長(zhǎng)度稍微大于牽引腔29中的螺紋56。這將保證空腔螺紋56完全接合。因此，桿部分36上的螺紋37與牽引腔29中的螺紋56過度擰緊并抵靠弓形內(nèi)端62將不會(huì)損壞桿部分螺紋37，因?yàn)樗鼈兊牟牧蠌?qiáng)度基本高于牽引腔29和螺紋56。同時(shí)，環(huán)形連接部分39的端部將保持與錐形部分49的外端間隔開，從而避免過大接合力。在桿部分上的螺紋37也有扁平的脊和根部。
如圖所示，鎖定槽26和脊38還構(gòu)成為與牽引腔29中的螺旋牽引螺紋56組合，以便提高牽引腔29在套環(huán)擠壓過程中對(duì)壓縮負(fù)載的承受力。此外，它們還構(gòu)成為與套環(huán)14連接，以便使得套環(huán)桿42的擠壓負(fù)載較低，這導(dǎo)致作用在牽引腔29上的壓縮負(fù)載減小。各鎖定槽26有根部68。其中，具有相連脊38的鎖定槽26形成為具有可變節(jié)距，從在第一或最外側(cè)鎖定槽26處的最大節(jié)距P1逐步減小至在最后或最內(nèi)側(cè)鎖定槽26處的最小節(jié)距P7。圖1b中表示了在中等節(jié)距P3處的一個(gè)鎖定槽26。因此，具有根部68的各鎖定槽26為相同外形，并有總體寬度Wr。該外形如圖1b中所示。不過，脊38的寬度W將變化，因此，脊38分別編號(hào)為脊38a-38g，且寬度W分別表示為Wa-Wg。因此，脊38a的寬度Wa為最大寬度，脊Wg的寬度Wg為最小寬度，這導(dǎo)致節(jié)距從P1至P7變化，如上所述。節(jié)距寬度的這種變化對(duì)于相關(guān)鎖定槽26的脊38a和38b提供了比鎖定槽26的脊38c-38g更大的剪切強(qiáng)度。這樣，脊38有基本扁平的徑向外側(cè)表面，且寬度W分別為Wa-Wg。脊38的有效剪切平面通常為沿線Ls在徑向外側(cè)表面和根部68之間的中間位置，如圖1b中所示。這通常沿鎖定槽26的節(jié)圓直徑Dp。不過，脊寬度Wa-Wg表示為在徑向外側(cè)表面。因此，在本發(fā)明的一種形式中，脊38a的寬度Wa為脊38g的寬度Wg的大約兩倍。其中，脊38a和38b的額外寬度將在牽引腔29的開口端外側(cè)處提供在擠壓對(duì)徑向壓力的更大承受力。這很重要，因?yàn)榫哂芯鶆虮诤竦目涨坏拈_口端的壓縮強(qiáng)度將小于隨后的內(nèi)側(cè)部分。此外，在牽引腔29中的螺紋56為螺旋形，這也使得壓縮強(qiáng)度相對(duì)于環(huán)形鎖定槽26和脊38大致均勻分布。
根部68形成為相同，并通常為具有三倍半徑的弧形，且有中心根部直徑Dr。如前所述，脊38為弧形，形成有可變脊寬度例如Wa、Wb等。不過，根部68和脊38同樣與角度為a1的前緣側(cè)面70相連，該角度a1基本小于后緣側(cè)面72的角度a2，因此，鎖定槽26有相同幾何形狀。隨著在擠壓過程中套環(huán)材料的流動(dòng)或擠出，更尖銳的角度a1將提高夾持負(fù)載，而更大角度a2便于套環(huán)材料在擠壓過程中向前流動(dòng)。因此，如上所述，脊38的有效剪切平面通常沿線Ls在進(jìn)入根部68的中間位置，而在擠壓的套環(huán)材料上的有效剪切平面通常將沿根部68的寬度Wr在脊直徑Du處。
因此，套環(huán)14在擠入鎖定槽26中時(shí)的拉伸負(fù)載阻力(SLC)以及銷釘凸肩或脊38在最終剪切失效時(shí)的拉伸負(fù)載阻力(SLP)能夠通過以下公式來確定(1)將套環(huán)擠入鎖定槽26中的拉伸負(fù)載阻力SLC＝(Wr)(πDu)Sc其中Wr-槽26的寬度，擠壓套環(huán)的剪切平面(圖1b)Du-脊38a-38g的直徑(圖1)Sc是套環(huán)14的材料的剪切強(qiáng)度，單位為磅每平方英寸；以及(2)銷釘脊38的拉伸負(fù)載阻力SLP＝(Ls)(πDp)Sp其中，Ls-節(jié)距線的長(zhǎng)度，脊38a-38g的剪切平面(圖1b)Dp-節(jié)距直徑(圖1b)Sp是銷釘12的材料的剪切強(qiáng)度，單位為磅每平方英寸。
盡管擠入鎖定槽26內(nèi)的套環(huán)的拉伸負(fù)載阻力對(duì)于各槽基本相等，但是銷釘凸肩或脊38的拉伸負(fù)載阻力將隨著脊寬度Wa-Wg而變化。這時(shí)，長(zhǎng)度Ls將由于各脊寬度Wa-Wg而變化。
如前所述，銷釘12可以用于固定總厚度范圍為從最大夾緊厚度ta至最小夾緊厚度ta′的工件，例如工件18和20。如圖5所示，在最大厚度ta情況下，套環(huán)14的桿42將基本與鎖定桿部分25的外端同程度延伸，因此與牽引腔29的外端同程度延伸。如圖所示，對(duì)于均勻壁厚的孔，外端將有最低環(huán)帶強(qiáng)度，因此對(duì)徑向壓力的承受力最小。在圖1的實(shí)施例中，在外端處的環(huán)帶強(qiáng)度通過使得脊38a有最大寬度Wa而增加。同時(shí)，脊38a的軸向外端沒有提供減小直徑的槽形端。因此，脊38a的外端表面49以角度At從脊直徑Du朝著較小直徑徑向向內(nèi)成錐形。這時(shí)，在最大夾緊總工件厚度ta情況下(見圖5)，當(dāng)套環(huán)桿42的端部桿部分48的外端徑向向內(nèi)擠壓時(shí)，它將首先只是部分套在錐形傾斜端表面49上。因此，在傾斜端表面49上只有最小的徑向壓縮接合力，從而將防止空腔29的外端變形。同時(shí)，在套環(huán)桿部分48的外端處的減小壁厚t′也將有助于減小在傾斜端表面49、脊38a和38b處以及脊38c的一部分處的徑向壓力。當(dāng)然，該接合將在緊固件的夾緊范圍內(nèi)稍微變化。因此，傾斜端表面49的軸向長(zhǎng)度I選擇為使得牽引腔29伸入鎖定槽部分25內(nèi)的與鎖定槽26和脊38a-38g具有相同延伸長(zhǎng)度的長(zhǎng)度最小。同時(shí)，端表面49的傾斜角有助于分配由套環(huán)端部桿部分48在擠壓時(shí)施加的壓力。不過，使用錐形表面49也防止變形，同時(shí)與脊38a的脊寬度Wa的延伸部分(處于脊直徑Da)相比能夠減小銷釘12的重量。
錐形表面49和最大寬度Wa的第一脊38a將幫助牽引腔29的外端承受在該端的壓縮負(fù)載。因此，錐形表面49的組合長(zhǎng)度l和第一脊38a的寬度Wa基本在牽引腔29的牽引螺紋37的前面兩個(gè)螺紋節(jié)距上面軸向延伸。這大約占牽引螺紋37的三分之一。
如前所述，緊固件例如緊固件10設(shè)計(jì)成固定工件例如工件18和20，該工件的厚度可在從最小厚度ta′至最大厚度ta的夾緊范圍內(nèi)變化。當(dāng)然，優(yōu)選是夾緊范圍為合理厚度，以便于使庫存的緊固件銷釘12的規(guī)格最少。這里，相同套環(huán)14用于整個(gè)夾緊范圍。在本發(fā)明中，銷釘12設(shè)計(jì)成可在基本更大的夾緊范圍內(nèi)工作，該夾緊范圍例如大約為普通1/16″夾緊范圍的兩倍。因此，在最大夾緊狀態(tài)下，減小厚度的套環(huán)端部桿部分48將稍微在銷釘鎖定桿部分25的傾斜端表面49上面延伸，且可以并不完全充滿靠近脊38g的最后一個(gè)槽26。
不過，在最小夾緊情況下，套環(huán)端部桿部分48將更靠?jī)?nèi)，且套環(huán)內(nèi)側(cè)桿部分46的位置將更靠?jī)?nèi)，且?guī)缀醪慌c牽引腔29對(duì)齊。因此，脊Wa-Wg的寬度變化可以逐步減小，以便在擠壓時(shí)在更大夾緊范圍內(nèi)接收套環(huán)桿42。因此，前面四個(gè)脊38a-38d有更大寬度Wa-Wd，以便幫助承受在牽引腔29上的壓力。同時(shí)，寬度從Wa至Wg逐漸減小將幫助使鎖定槽(桿部分25)的總長(zhǎng)度保持最小。
如前所述，套環(huán)桿42為臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，且壁厚從在內(nèi)側(cè)桿部分46處的厚度t減小至在端部桿部分48處的更小厚度t′。如圖5所示，套環(huán)端部桿部分48基本覆蓋銷釘桿15的鎖定桿部分25的外端，并因此覆蓋在外部鎖定槽26上以及較大寬度Wa和Wb的脊38a和38b上。同時(shí)，鎖定槽26的寬度Wr相等，因此各鎖定槽26的容積相等。因此，具有壁厚t和t′的套環(huán)桿42的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)選擇為在鎖定桿部分25上在螺紋牽引腔29區(qū)域處提供平衡的徑向壓力，從而防止空腔29變形。應(yīng)當(dāng)知道，套環(huán)桿42的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)相對(duì)于鎖定槽26和脊38的所述定向?qū)⑹沟迷诰o固件10的夾緊范圍內(nèi)基本保持減小的擠壓負(fù)載。
同時(shí)，如后面所述，通常將充分充滿鎖定槽26，因?yàn)橛捎诩箤挾萕a和Wb增加而引起的可用容積更小將部分通過在端部桿部分48處的減小容積(由于較小厚度t′)的擠壓套環(huán)材料向前擠出而補(bǔ)償。因此，套環(huán)桿42的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)使得套環(huán)相對(duì)平衡地?cái)D入在牽引腔29區(qū)域處(具有寬度為Wa-We的脊38a-38e)的鎖定槽26內(nèi)以及在牽引腔29之后(具有寬度為Wf和Wg的脊38f和38g)的鎖定槽26內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)知道，牽引型擠壓緊固件用于在緊固接頭上需要不同負(fù)載的多種用途。為了減小所使用的緊固件的總重量，緊固件例如緊固件10將有銷釘例如銷釘12，該銷釘有不同長(zhǎng)度的鎖定桿部分例如鎖定桿部分25，該鎖定桿部分有不同數(shù)目的鎖定槽例如鎖定槽26。因此，盡管圖中所示的銷釘12的鎖定桿部分25有7個(gè)鎖定槽26，同樣可以提供相同直徑和基本相同外形且有5至8個(gè)鎖定槽的銷釘。對(duì)于各結(jié)構(gòu)，鎖定桿部分的外端將與鎖定桿部分25一樣進(jìn)行平衡，即通過使得前面兩個(gè)鎖定槽具有與脊38a和38b相同的脊節(jié)距比和使得最后的鎖定槽具有與脊38g相同的脊節(jié)距比，并具有錐形的傾斜端表面例如表面49。同時(shí)，最后的脊的寬度(例如脊38g的寬度)將最短。這時(shí)，中間脊的寬度將有不同的臺(tái)階量，且根部的寬度Wr將相同。
應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)于具有不同數(shù)目的鎖定槽26且因此具有不同長(zhǎng)度的鎖定桿部分25的該銷釘，相關(guān)套環(huán)例如套環(huán)14將有不同長(zhǎng)度的桿42，且內(nèi)側(cè)桿部分46的長(zhǎng)度變化，端部桿部分48的長(zhǎng)度也變化。牽引腔例如空腔29的深度也將根據(jù)擠壓所需的相關(guān)軸向力大小而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的一種形式中，在牽引腔29中的截頭螺旋牽引螺紋56和在連接桿部分36上的配合螺紋有在兩側(cè)以30°/30°傾斜的匹配側(cè)面。
如前所述，緊固件例如緊固件10將用于不同負(fù)載用途，因此，套環(huán)例如套環(huán)14將有不同強(qiáng)度的材料，以便優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的重量和成本。這樣，盡管銷釘例如銷釘12將為同樣強(qiáng)度的材料，但是套環(huán)例如套環(huán)14可以選擇不同強(qiáng)度的材料，例如鈦、合金鋼和鋁。這里，鈦和合金鋼套環(huán)將為最高強(qiáng)度，而鋁套環(huán)將為最低強(qiáng)度。在任何情況下，銷釘將由比相關(guān)套環(huán)更高強(qiáng)度的材料(例如鈦)制成。
為了優(yōu)化制造成本和簡(jiǎn)化最終用戶的庫存，給定直徑和給定長(zhǎng)度的銷釘例如銷釘12的鎖定桿部分25將有相同結(jié)構(gòu)的鎖定槽26。不過，鎖定槽26的根部68的寬度將局部選擇為當(dāng)套環(huán)14由最大強(qiáng)度材料例如鈦制成時(shí)減小擠壓負(fù)載。同時(shí)，最后的脊38g的寬度Wg將選擇為具有足夠強(qiáng)度，以便當(dāng)套環(huán)14由最高強(qiáng)度材料例如鈦制成時(shí)防止在擠壓中變形。還有，脊38a-38d的寬度Wa-Wd選擇為使得在牽引腔29區(qū)域有足夠環(huán)帶強(qiáng)度，以便在擠壓最強(qiáng)材料例如鈦的套環(huán)14時(shí)承受壓縮負(fù)載。
擠壓型緊固件已經(jīng)用于向工件例如工件18和20施加不同負(fù)載的情況，并由緊固件例如緊固件10來承受不同負(fù)載。這些負(fù)載情況已經(jīng)分類成拉力、剪力以及剪力/拉力。拉力類型情況基本是力將使得工件18和20將沿緊固件10的軸線方向分離。剪力類型情況基本是力將使得工件18和20沿與緊固件10的軸線垂直的方向分離。剪力/拉力類型情況是拉力和剪力類型負(fù)載的組合。在各種情況下都有在緊固件10上的拉伸負(fù)載分量，且緊固件10設(shè)計(jì)成橫過接合的套環(huán)和鎖定槽凸肩而剪力失效。在拉伸用途的拉伸負(fù)載最高，而在剪力負(fù)載用途的拉伸負(fù)載最低，而剪力/拉力情況處于它們之間。
對(duì)于擠壓型緊固件，通常構(gòu)成銷釘?shù)牟牧蠌?qiáng)度比套環(huán)更高。如前所述，這避免銷釘在擠壓套環(huán)時(shí)由于壓縮負(fù)載而受損。然后，槽寬度選擇為大于脊寬度，且選擇寬度的差值與不同材料的剪切強(qiáng)度相適應(yīng)。因此，即使在這些情況下，緊固件例如緊固件10設(shè)計(jì)成承受負(fù)載的拉伸分量，并有橫過接合凸肩的剪切強(qiáng)度，該剪切強(qiáng)度通常為預(yù)期拉伸負(fù)載分量的大約110％。此外，銷釘12和套環(huán)14設(shè)計(jì)成這樣，即擠壓套環(huán)14的凸肩將首先在110％拉伸負(fù)載邊緣處失效，而銷釘脊或凸肩38設(shè)計(jì)成在擠壓套環(huán)14的凸肩的拉伸失效負(fù)載的110％時(shí)失效。
在現(xiàn)有技術(shù)的最佳擠壓型緊固件中，各槽和脊同樣平衡。不過，如前所述，在本發(fā)明中，脊38a-g和槽26設(shè)計(jì)成在牽引腔29區(qū)域承受壓縮負(fù)載，并在套環(huán)桿42上(特別是在該區(qū)域中)提供較低擠壓負(fù)載。這樣，槽26有相同的寬度Wr和輪廓。因此，用于提供較低擠壓的寬度Wr比普通擠壓型緊固件稍微更寬。因此，當(dāng)為第一脊38a時(shí)，它的寬度Wa也比普通脊更寬，以便使?fàn)恳荒軌虺惺苡捎跀D壓產(chǎn)生的壓力，并通過更大槽寬度Wr而使剪切區(qū)域與剪切區(qū)域平衡。對(duì)于由最高強(qiáng)度材料例如鈦(它的強(qiáng)度仍然小于銷釘12)制成的套環(huán)14，這也平衡。在本發(fā)明的一種形式中，第一脊38a具有一定寬度，以便有剪切平面Ls，這樣，它在剪切失效時(shí)的拉伸力將為在橫過剪切平面Wr的相鄰鎖定槽26中的擠壓套環(huán)凸肩失效時(shí)的拉伸負(fù)載的大約115％。不過，如前所述，寬度Wb至Wg的尺寸逐漸減小。這樣，寬度We-Wg減小的最后兩個(gè)或三個(gè)脊的失效拉伸負(fù)載將等于或稍微小于在相鄰鎖定槽26中的擠壓套環(huán)脊的失效拉伸負(fù)載。如前所述，最后的脊38g在失效時(shí)的拉伸負(fù)載將稍微小于相鄰鎖定槽26的擠壓脊。不過，總體結(jié)構(gòu)將使得銷釘凸肩或脊38a-38g有總體組合剪切強(qiáng)度，因此，在相同鎖定槽26中的擠壓套環(huán)凸肩仍然將在銷釘脊38a-38g之前剪切失效。這樣，應(yīng)當(dāng)知道，最后的脊38e-38g盡管剪切強(qiáng)度小于在鎖定槽26中的相鄰套環(huán)凸肩，但是能夠稍微撓曲，因此，拉伸負(fù)載將部分由隨后的凸肩38a-38d來承受。在某種意義上，這利用在上述專利′053中的均衡剛性概念。此外，應(yīng)當(dāng)知道，在某些負(fù)載情況下，靠近最后的銷釘脊38f和38g的擠壓套環(huán)桿42可以隨著拉伸負(fù)載而稍微膨脹或成球狀，從而使得更多拉伸負(fù)載可以傳遞給隨后的銷釘脊38a-38e。
在本發(fā)明的一種形式中，銷釘部件12由鈦合金6Al-4V制成，并進(jìn)行溶液處理至一定硬度，以便能夠提供至少大約95ksi的剪切強(qiáng)度，同時(shí)可拆卸心軸30由合金鋼VASCO350制成，并進(jìn)行熱處理，以便使得硬度為大約Rc55-57，且剪切強(qiáng)度為大約200ksi。這使得心軸30的桿部分36具有很強(qiáng)的耐磨性，以便提高它的連續(xù)使用能力和防止由于在所述牽引腔29中過度擰緊而受損。同時(shí)，套環(huán)14可以由鈦合金3Al-2.5V制成，并進(jìn)行熱處理，以便有大約69ksi的剪切強(qiáng)度。
通常使得套環(huán)材料的容積比充滿鎖定槽所需的容積大大約13％。這將補(bǔ)償回彈。但是即使這樣，槽也將不會(huì)在擠壓后完全充滿。上述專利′096提出的最佳系統(tǒng)采用大約20％的過量填充。隨后，在上述專利′852中發(fā)展了獨(dú)特的、相對(duì)較淺的槽結(jié)構(gòu)，它也提出了具有大約16％過量填充的最佳緊固件。不過這時(shí)，鎖定槽為相同結(jié)構(gòu)，具有對(duì)于不同材料的套環(huán)進(jìn)行優(yōu)化的形狀。不過，對(duì)于緊固件10，該過量填充特別在牽引腔29區(qū)域?qū)?dǎo)致在牽引腔29上的過大壓縮負(fù)載。如上所述，在本發(fā)明中，盡管槽結(jié)構(gòu)相同，但是脊進(jìn)行變化，以便適應(yīng)在牽引腔29上面施加的壓縮負(fù)載。不過同時(shí)，普通槽和脊的幾何形狀根據(jù)各個(gè)直徑的銷釘而設(shè)置成適應(yīng)不同材料(并因此不同強(qiáng)度)的套環(huán)。不過，即使這樣，對(duì)于最堅(jiān)固的材料(該材料如前所述為鈦和合金鋼)的套環(huán)14，也進(jìn)行一些優(yōu)化。不過，還使得過量填充系數(shù)在鎖定桿部分25<p>表9氣體混合物14-17中催化劑A、B和C達(dá)到80％和50％轉(zhuǎn)化(T80-HC/CO)時(shí)的溫度

催化劑C顯示對(duì)包含600ppm HC的氣體進(jìn)料中HC和CO氧化反應(yīng)的活性最高。催化劑B的活性最差。升高的HC水平引起催化劑活性的少許下降，但相對(duì)于催化劑A和B，即使是在最高的HC水平，催化劑C也具有低得多的氧化點(diǎn)燃低溫活性。
實(shí)施例5使用含有1％CO和1000ppm濃度下三種不同HC物質(zhì)(C3)的氣體混合物進(jìn)行催化劑C(2wt％Pd-二氧化鈰)、催化劑F(2.5wt％Pt-氧化鋁基)和催化劑G(1.25wt％Pt/1wt％Pd，即催化劑C和催化劑F的混合物)的另一系列的SCAT試驗(yàn)。試驗(yàn)過程如前實(shí)施例1中所述，并且氣體混合物如表10所示。所測(cè)試的催化劑活性示于表11中。
應(yīng)當(dāng)知道，套環(huán)桿42可以提供有變化厚度。因此，盡管由類似強(qiáng)度的鈦和合金鋼制成的套環(huán)可以有基本相同的套環(huán)桿42，但是對(duì)于鋁套環(huán)14，套環(huán)桿42可以制成為稍微更厚。這將提供更大的過量填充，并提高擠壓套環(huán)脊的強(qiáng)度。同時(shí)，由于鋁的強(qiáng)度較低，將不會(huì)在公共銷12的牽引腔29上引起過大的擠壓和壓縮負(fù)載。
應(yīng)當(dāng)知道，上述材料和尺寸的值只是示例表示了本發(fā)明的一種形式，本發(fā)明可以用于不同材料、尺寸和結(jié)構(gòu)的緊固件。
例如，圖6a和6b表示了用于比銷釘12直徑更大的銷釘?shù)逆i定桿部分。圖7和8表示了用于鎖定桿部分的套環(huán)，該鎖定桿部分用于特殊直徑和特殊負(fù)載用途的銷釘。因此，除了在前面所述的結(jié)構(gòu)差異，圖6a-8的銷釘和套環(huán)可以認(rèn)為基本與圖1、1a和1b的銷釘12以及圖3和4的套環(huán)14相同。因此，在下面的說明中，在圖6a、6b、7和8的實(shí)施例中的相同部件和元件將給出與圖1、1a、1b、3和4中的類似部件和元件相同的標(biāo)記并加上上標(biāo)，且如果沒有另外說明，則可以認(rèn)為是基本相同類型的結(jié)構(gòu)。
下面參考圖6a和6b，銷釘12′包括牽引腔29′，該牽引腔29′提供有多個(gè)螺旋牽引螺紋56′。螺旋牽引螺紋56′提供有徑向內(nèi)側(cè)延伸的截頭脊58′和徑向外側(cè)延伸的槽或根部60′。牽引腔29′在它的最內(nèi)側(cè)端62′形成有大致半球形的弧形輪廓，且最小直徑Dtc′基本等于脊58′的直徑Dtc′。該半球形的弧形輪廓減小了應(yīng)力集中。
牽引腔29′的螺紋部分的軸向深度選擇為這樣，即可拆卸心軸(例如心軸30)的連接桿部分(例如桿部分36)將位于空腔29′內(nèi)，并與牽引腔29′的螺紋56′充分接合。
鎖定槽26′和脊38′形成有變化節(jié)距，從在第一或最外側(cè)鎖定槽26′和脊38′處的最大節(jié)距P1′逐漸減小至在最后或最內(nèi)側(cè)鎖定槽26′和脊38g處的最小節(jié)距P7′。圖6b表示了中間節(jié)距P3′。各鎖定槽26′有相同的總寬度Wr以及包括根部68′的相同外形。該外形在圖6b中表示。因此，脊38a′-38g′的寬度將變化，且脊38a′的寬度Wa′為最大寬度，而脊38g′的寬度Wg′為最小寬度。這使得鎖定槽26′的脊38a′和38b′有著比其它鎖定槽26′的脊38c′-38g′更大的剪切強(qiáng)度。在牽引腔29′的外部開口端處，脊38a′和38b′的額外寬度提供了在擠壓時(shí)對(duì)于徑向壓力的更大承受力。
根部68′形成為相同，并通常為具有多倍半徑的弧形，且有根部直徑Dr′。脊或凸肩38′形成有變化的脊寬度，例如Wa′、Wb′等。不過，根部68′和脊38′同樣與角度為a1′的前緣側(cè)面70′，該角度a1′明顯小于后緣側(cè)面72′的角度a2′。
牽引腔29′的環(huán)帶強(qiáng)度通過使得脊38a′具有最大寬度Wa′而增加。同時(shí)，脊38a′的軸向外端并沒有減小直徑的槽形端或者脊38a′的延伸部分。脊38a′的外端表面49′以角度At′從直徑Du′至較小直徑而徑向向內(nèi)成錐形。這時(shí)，在最大夾緊情況下，當(dāng)套環(huán)桿42′的外端桿部分48′徑向向內(nèi)擠壓時(shí)，它將首先通過最小的徑向壓力而局部處于成錐形傾斜端表面49′上，因此將防止空腔29′的外端變形。
套環(huán)14′有套環(huán)桿42′，該套環(huán)桿42′有與套環(huán)14的套環(huán)桿42不同的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)。因此，套環(huán)桿42′有多臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，且壁厚從在內(nèi)側(cè)桿部分46′處的厚度t減小至在中間部分50處的更小厚度t′，再減小至在端部桿部分48′處的最小厚度t″。這里，套環(huán)14′有通孔44′，該通孔有在內(nèi)側(cè)端處的第一孔部分44′a，該第一孔部分44′a沿內(nèi)側(cè)桿部分46′和中間部分50延伸。較大直徑的第二孔部分44′b沿端部桿部分48′延伸。套環(huán)桿42′提供有徑向向內(nèi)的臺(tái)階形外表面，從而形成在中間部分50處的減小壁厚t′。這樣，當(dāng)直徑減小時(shí)在外表面上的過渡是通過以角度A′傾斜的錐形過渡部分51′來實(shí)現(xiàn)。還有，傾斜角A′的大小選擇為當(dāng)安裝工具的擠壓砧臺(tái)43的空腔45的喉部部分(例如喉部部分47)從與端部桿部分48′和中間部分50擠壓接合運(yùn)動(dòng)成與內(nèi)側(cè)桿部分46′擠壓接合時(shí)將方便它的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，擠壓砧臺(tái)43可以進(jìn)行變化，以便適應(yīng)更大直徑銷釘12′和套環(huán)14′。
端部桿部分48′和中間桿部分50基本在空腔29′區(qū)域中與鎖定桿部分25′的外端交疊，因此在具有寬度Wa′和Wb′分別增加的脊38a′和38b′的外側(cè)鎖定槽26′上面。如前所述，各鎖定槽26′的寬度Wr相等，因此鎖定槽26′的容積相等。因此，具有壁厚t、t′和t″的套環(huán)桿42′的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)選擇為在螺紋牽引腔29′區(qū)域中提供作用在鎖定桿部分25′上的平衡徑向壓力，以便防止空腔29′變形。套環(huán)桿42′的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)相對(duì)于鎖定槽26′的所述定位將保持在緊固件的夾緊范圍內(nèi)。
套環(huán)桿42′的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)使得套環(huán)在較低擠壓負(fù)載情況下充分?jǐn)D入在牽引腔29′區(qū)域中的鎖定槽26′內(nèi)以及在牽引腔29′后面的鎖定槽26′內(nèi)。
如前所述，盡管鎖定桿部分25′表示為有7個(gè)鎖定槽26′，同樣可以提供相同直徑和基本相同外形且有5至8個(gè)鎖定槽的銷釘。對(duì)于各結(jié)構(gòu)，鎖定桿部分的外端將與鎖定桿部分25′一樣進(jìn)行平衡，即通過使得前面兩個(gè)脊具有與脊38a′和38b′相同的脊節(jié)距比和使得最后的脊具有與脊38g′相同的脊節(jié)距比，并具有傾斜端表面例如表面49′。同時(shí)，最后的脊的寬度(例如脊38g′的寬度Wg′)將最短。這時(shí)，中間脊的寬度將有不同的臺(tái)階量。
應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)于具有不同長(zhǎng)度的鎖定桿部分25′和不同數(shù)目的鎖定槽26′的該銷釘，相關(guān)套環(huán)例如套環(huán)14′將有不同長(zhǎng)度的桿42′，且內(nèi)側(cè)桿部分46′、端部桿部分48′和中間桿部分50的長(zhǎng)度變化。
如前所述，鎖定槽26′的根部68′的寬度也局部選擇為使得當(dāng)套環(huán)14′由最高強(qiáng)度材料例如鈦制成時(shí)擠壓負(fù)載最小。同時(shí)，最后的脊38g′的寬度Wg′將選擇為提供足夠強(qiáng)度，以便當(dāng)套環(huán)14′由最高強(qiáng)度材料例如鈦制成時(shí)防止擠壓變形。因此，該結(jié)構(gòu)優(yōu)化成用于較低擠壓，并簡(jiǎn)化和減少了制造成本，且簡(jiǎn)化了庫存，同時(shí)通過不同材料的套環(huán)14′而在一定負(fù)載用途范圍內(nèi)對(duì)性能進(jìn)行了一定優(yōu)化。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，所述材料的銷釘12′和套環(huán)14′具有如典型尺寸表中所述的典型尺寸。


應(yīng)當(dāng)知道，這時(shí)，銷釘12′的傾斜端表面49′的軸向長(zhǎng)度l′具有比銷釘12的傾斜端表面49的長(zhǎng)度l基本更長(zhǎng)的相對(duì)長(zhǎng)度。此外，表面49′的傾斜角At′比表面49的角度At小得多，因此通常對(duì)于各直徑的銷釘將不同。傾斜角At′適應(yīng)長(zhǎng)度l′的增加，以便提供額外長(zhǎng)度，用于將牽引腔29′相對(duì)于鎖定槽26′定位在合適位置。由圖1a和6a可知，牽引腔29伸入脊38e中，且牽引腔29′伸入在脊38d′和脊38e′之間的中間點(diǎn)處。
與緊固件10的銷釘12類似，錐形表面49′和最大寬度Wa′的第一脊38e幫助牽引腔29′的外端承受在該端處的壓縮負(fù)載。這時(shí)，錐形表面49′的組合長(zhǎng)度l′和第一脊38a′的寬度Wa′基本在牽引腔29′中的牽引螺紋37′的前面四個(gè)螺紋節(jié)距上軸向延伸。這為牽引螺紋37′的大約三分之二。
套環(huán)桿42′的端部桿部分48′也使得厚度雙重減小至最小厚度t″。其中，減小直徑t″的端部桿部分48′在脊38a′上面接合，而單次減小厚度t′的中間桿部分50在脊38b′和38c′以及脊38d′上面接合。上述特征用于適應(yīng)較大直徑銷釘12′的較高擠壓負(fù)載。當(dāng)然，這些變化也可以制成為不同尺寸和用于不同負(fù)載用途。
這樣，對(duì)于具有銷釘12和套環(huán)14的緊固件10的所述過量填充量也將與銷釘12′和套環(huán)14′類似。再有，在牽引腔29′外端處在脊38a′-38c′區(qū)域中的過量填充將從大約1％至大約8％，且在脊38d′-38g′區(qū)域中的過量填充將從9％至大約15％。
此外，銷釘12′可以用于可拆卸心軸例如心軸30，但是也可以進(jìn)行變化，以便適合更大直徑的銷釘12′。
如前所述，雙端套環(huán)可以用于某些用途(例如金屬工件)，且實(shí)例在圖9中表示。因此，在下面的上面中，在圖9的套環(huán)實(shí)施例中的相同部件或元件給出與圖4和8中的類似部件和元件相同的參考標(biāo)號(hào)，且除非另外說明，可以認(rèn)為它們是基本相同類型的結(jié)構(gòu)下面參考圖9，套環(huán)114有臺(tái)階形結(jié)構(gòu)的對(duì)稱套環(huán)桿142，且壁厚從在中間部分150處的厚度t減小至在各端部桿部分148處的最小厚度t′。這里，套環(huán)114有均勻直徑的通孔144。因此，任意端部桿部分148和中間桿部分150將基本覆蓋銷釘?shù)逆i定桿部分(例如鎖定桿部分25、25′)的外端。因此，具有壁厚t和t′的套環(huán)桿142的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)選擇為在螺紋牽引腔29、29′區(qū)域中提供作用在鎖定桿部分上的平衡徑向壓力，以便防止空腔29、29′變形。套環(huán)桿142的臺(tái)階形結(jié)構(gòu)和端部桿部分148相對(duì)于具有脊(例如脊寬度為Wa-Wc的脊38a-38c以及脊寬度為Wa′-Wc′的脊38a′-38c′)的鎖定槽(例如鎖定槽26、26′)的所述定位將保持在緊固件的夾緊范圍內(nèi)。這里，端部桿部分148還通過以角度A″傾斜的錐形過渡部分151而與中間部分150連接。傾斜角A″的大小選擇為便于擠壓腔(例如空腔45)的喉部部分(例如喉部部分47)運(yùn)動(dòng)，用于將套環(huán)114擠入鎖定槽內(nèi)。沒有凸緣(例如凸緣40、40′)的雙端套環(huán)114將最適于固定工件，其中，由套環(huán)114接合的工件將為金屬類型結(jié)構(gòu)，并不是復(fù)合材料，且能夠從兩端用于鎖定桿部分25、25′。
因此，本發(fā)明的基本概念可以對(duì)所述鎖定桿部分25、25′和套環(huán)桿42、42′進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.在緊固系統(tǒng)中，包括兩件式緊固件，用于將多個(gè)工件固定在一起；以及安裝工具，用于安裝該緊固件，且該緊固件包括銷釘部件和管形套環(huán)，且所述套環(huán)有基本直線的套環(huán)桿，用于響應(yīng)由所述安裝工具在所述銷釘部件和所述套環(huán)之間施加的相對(duì)軸向力或擠壓負(fù)載而擠入在所述銷釘部件上的鎖定槽內(nèi)，并響應(yīng)預(yù)定量的擠壓負(fù)載而使合適量的夾持負(fù)載作用在工件上；所述銷釘部件有細(xì)長(zhǎng)銷釘桿，用于定位在工件中的對(duì)齊開口中，且在一端終止于放大頭部，該頭部用于與在工件一側(cè)的表面接合，且在銷釘部件的相對(duì)端終止于有槽部分，用于穿過工件的相對(duì)側(cè)的相對(duì)表面延伸，所述有槽部分包括鎖定部分，該鎖定部分有多個(gè)所述鎖定槽，這些鎖定槽由周向延伸的銷釘槽和相連的銷釘凸肩來確定，該銷釘凸肩終止于銷釘脊，所述銷釘槽具有有效寬度Wr，該有效寬度Wr與脊的有效寬度W相關(guān)，且脊和槽的節(jié)距從在所述銷釘桿外端的第一脊和槽處的最長(zhǎng)變成在最后的脊和槽處的最短，各所述銷釘槽有細(xì)長(zhǎng)根部，該根部有基本光滑的輪廓，所述套環(huán)桿用于擠入所述鎖定槽內(nèi)，因此，工件緊固在一起，以便確定緊固接頭，所述套環(huán)在擠壓時(shí)使得套環(huán)槽和凸肩與所述銷釘槽和凸肩互鎖；所述銷釘桿有在它的外端處的螺紋牽引腔；所述安裝工具有砧臺(tái)部件，該砧臺(tái)部件有擠壓腔，該擠壓腔具有有效喉部擠壓部分，用于在所述套環(huán)桿上面接合，從而將它徑向向內(nèi)壓入所述鎖定槽中，且所述安裝工具與心軸操作連接，該心軸有螺紋連接桿部分，用于與所述牽引腔的螺紋進(jìn)行螺紋接合，從而能夠通過所述砧臺(tái)部件和所述心軸而在所述銷釘和所述套環(huán)之間施加相對(duì)軸向力，以便將所述套環(huán)桿壓入所述鎖定槽中，所述連接桿部分可從所述牽引腔中螺紋脫開，以便在完成擠壓時(shí)從所述銷釘桿上拆卸；所述銷釘槽的寬度Wr在所述鎖定部分上面基本相同，所述脊的寬度W變化，且在所述銷釘桿外端處為最長(zhǎng)寬度W，隨后寬度W以預(yù)定幅度縮短；與所述牽引腔徑向?qū)R的所述脊的寬度W選擇為在所述牽引腔區(qū)域中使得所述銷釘桿有足夠強(qiáng)度，以便基本防止所述銷釘桿在所述牽引腔處由于由所述套環(huán)桿在擠壓時(shí)引起的壓縮負(fù)載而皺縮；所述套環(huán)桿有預(yù)定材料容積，該材料容積基本大于由所述有效喉部擠壓部分和所述鎖定槽的相對(duì)部分確定的可用容積，所述套環(huán)桿擠入所述鎖定槽內(nèi)，且所述套環(huán)桿的材料在擠壓過程中并不與所述根部完全接合，因此在擠壓后不會(huì)完全充滿所述鎖定槽，所述套環(huán)桿的長(zhǎng)度足以使得預(yù)定數(shù)目的所述套環(huán)凸肩與相應(yīng)數(shù)目的所述銷釘脊接合；所述套環(huán)桿有通孔，該通孔的孔徑與所述銷釘脊的脊直徑相關(guān)，用于在擠壓之前提供預(yù)定間隙，從而使得用于擠壓的相對(duì)軸向力最小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿有內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分，所述外側(cè)部分位于所述牽引腔上面，所述外側(cè)部分相對(duì)于所述內(nèi)側(cè)部分有減小的壁厚，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊固系統(tǒng)，其中所述槽寬度Wr和脊寬度W以及所述套環(huán)桿的所述外側(cè)部分的減小壁厚使得過量填入減小，并因此降低在外端處作用在所述牽引腔上的壓縮負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊固系統(tǒng)，其中所述過量填入從在第一脊和槽處的大約1％變化至在最后的脊和槽處的大約15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿具有第一壁厚的內(nèi)側(cè)部分，該內(nèi)側(cè)部分與減小壁厚的外側(cè)部分連接，該減小壁厚相對(duì)于在所述銷釘桿外端處的所述脊的最長(zhǎng)寬度W來進(jìn)行選擇，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿具有第一壁厚的內(nèi)側(cè)部分、減小壁厚的外側(cè)部分以及連接所述內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分且具有中間壁厚的中間部分，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
7.在緊固系統(tǒng)中，包括兩件式緊固件，用于將多個(gè)工件固定在一起；以及安裝工具，用于安裝該緊固件，且該緊固件包括公共銷釘部件和至少兩種不同強(qiáng)度材料的管形套環(huán)，且各所述套環(huán)有基本直線的套環(huán)桿，用于響應(yīng)由所述安裝工具在所述銷釘部件和所述套環(huán)之間施加的相對(duì)軸向力或擠壓負(fù)載而擠入在所述銷釘部件上的鎖定槽內(nèi)，并響應(yīng)預(yù)定量的擠壓負(fù)載而使合適量的夾持負(fù)載作用在工件上；所述銷釘部件有細(xì)長(zhǎng)銷釘桿，用于定位在工件中的對(duì)齊開口中，且在一端終止于放大頭部，該頭部用于與在工件一側(cè)的表面接合，且在銷釘部件的相對(duì)端終止于有槽部分，該有槽部分用于穿過工件的相對(duì)側(cè)的相對(duì)表面延伸，所述有槽部分包括鎖定部分，該鎖定部分有多個(gè)所述鎖定槽，這些鎖定槽由周向延伸的銷釘槽和相連的銷釘凸肩來確定，該銷釘凸肩終止于銷釘脊，所述銷釘槽具有有效寬度Wr，該有效寬度Wr與脊的有效寬度W相關(guān)，且脊和槽的節(jié)距從在所述銷釘桿外端的第一脊和槽處的最長(zhǎng)變成在最后的脊和槽處的最短，各所述銷釘槽有細(xì)長(zhǎng)根部，該根部有基本光滑的輪廓，所述套環(huán)桿用于擠入所述鎖定槽內(nèi)，因此，工件緊固在一起，以便確定緊固接頭，所述套環(huán)在擠壓時(shí)使得套環(huán)槽和凸肩與所述銷釘槽和凸肩互鎖；所述銷釘桿有在它的外端處的螺紋牽引腔；所述安裝工具有砧臺(tái)部件，該砧臺(tái)部件有擠壓腔，該擠壓腔具有有效喉部擠壓部分，用于在所述套環(huán)桿上面接合，從而將它徑向向內(nèi)壓入所述鎖定槽中，且所述安裝工具與心軸操作連接，該心軸有螺紋連接桿部分，用于與所述牽引腔的螺紋進(jìn)行螺紋接合，從而能夠通過所述砧臺(tái)部件和所述心軸而在所述銷釘和所述套環(huán)之間施加相對(duì)軸向力，以便將所述套環(huán)桿壓入所述鎖定槽中，所述連接桿部分可從所述牽引腔中螺紋脫開，以便在完成擠壓時(shí)從所述銷釘桿上拆卸；所述銷釘槽的寬度Wr在所述鎖定部分上面基本相同，所述脊的寬度W變化，且在所述銷釘桿外端處為最長(zhǎng)寬度W，隨后寬度W以預(yù)定幅度縮短；與所述牽引腔徑向?qū)R的所述脊的寬度W選擇為在所述牽引腔區(qū)域中使得所述銷釘桿有足夠強(qiáng)度，以便基本防止所述銷釘桿在所述牽引腔處由于由所述套環(huán)桿在擠壓時(shí)引起的壓縮負(fù)載而皺縮；所述套環(huán)桿有預(yù)定材料容積，該材料容積基本大于由所述有效喉部擠壓部分和所述鎖定槽的相對(duì)部分確定的可用容積，所述套環(huán)桿擠入所述鎖定槽內(nèi)，且所述套環(huán)桿的材料在擠壓過程中并不與所述根部完全接合，因此在擠壓后不會(huì)完全充滿所述鎖定槽，所述套環(huán)桿的長(zhǎng)度足以使得預(yù)定數(shù)目的所述套環(huán)凸肩與相應(yīng)數(shù)目的所述銷釘脊接合；所述套環(huán)桿有通孔，該通孔的孔徑與所述銷釘脊的脊直徑相關(guān)，用于在擠壓之前提供預(yù)定間隙，從而使得用于擠壓的相對(duì)軸向力最??；所述銷釘有公共結(jié)構(gòu)，該公共結(jié)構(gòu)用于固定不同用途的工件，其中，由工件施加在所述緊固件上的拉伸負(fù)載可以從較高拉伸負(fù)載變化成減小的拉伸負(fù)載，第一所述套環(huán)由高強(qiáng)度材料制成，用于較高拉伸負(fù)載用途，第二所述套環(huán)由低強(qiáng)度材料制成，用于減小的拉伸負(fù)載用途；所述銷釘部件的材料強(qiáng)度比所述第一套環(huán)更高，所述脊的寬度W選擇為與較高強(qiáng)度材料的所述套環(huán)一起用于較高拉伸負(fù)載用途。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿有內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分，所述外側(cè)部分位于所述牽引腔上面，所述外側(cè)部分相對(duì)于所述內(nèi)側(cè)部分有較小壁厚，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的緊固系統(tǒng)，其中所述槽寬度Wr和脊寬度W以及所述套環(huán)桿的所述外側(cè)部分的減小壁厚使得過量填入減小，并因此降低在外端處作用在所述牽引腔上的壓縮負(fù)載。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的緊固系統(tǒng)，其中所述過量填入從在第一脊和槽處的大約1％變化至在最后的脊和槽處的大約15％。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿具有第一壁厚的內(nèi)側(cè)部分，該內(nèi)側(cè)部分與減小壁厚的外側(cè)部分連接，該減小壁厚相對(duì)于在所述銷釘桿外端處的所述脊的最長(zhǎng)寬度W來進(jìn)行選擇，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊固系統(tǒng)，其中所述套環(huán)桿具有第一壁厚的內(nèi)側(cè)部分、具有減小壁厚的外側(cè)部分以及連接所述內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分且具有中間壁厚的中間部分，以便以減小的擠壓負(fù)載來進(jìn)行擠壓，從而幫助防止所述銷釘桿在所述牽引腔處變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述銷釘桿的外端終止于錐形部分，該錐形部分從第一脊徑向向內(nèi)傾斜，并與在所述牽引腔外端處的螺紋徑向?qū)R。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述銷釘桿的外端終止于錐形部分，該錐形部分從第一脊徑向向內(nèi)傾斜，并與在所述牽引腔外端處的螺紋徑向?qū)R，所述錐形部分與在所述牽引腔外端處的大約2個(gè)至大約4個(gè)螺紋徑向?qū)R。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述銷釘桿的外端終止于錐形部分，該錐形部分從第一脊徑向向內(nèi)傾斜，并與在所述牽引腔外端處的螺紋徑向?qū)R，所述錐形部分的軸向長(zhǎng)度基本大于第一脊的寬度W。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔在它的內(nèi)端終止于基本圓弧形表面，該圓弧形表面的直徑大致為所述牽引腔的螺紋的脊直徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔在它的內(nèi)端終止于基本圓弧形表面，該圓弧形表面的直徑大致為所述牽引腔的螺紋的脊直徑，所述心軸的所述螺紋連接桿部分的螺紋長(zhǎng)度大于所述牽引腔的螺紋長(zhǎng)度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中脊的寬度W與槽的寬度Wr的比例W/Wr從在第一脊和槽處的大約50％逐步變化成在最后的脊和槽處的大約25％。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔的螺紋有根部，該根部終止于基本扁平表面，因此，根部直徑可以最小，以便提高所述牽引腔的壓縮強(qiáng)度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔的螺紋有脊，該脊終止于基本扁平表面，因此，脊直徑可以增加，且所述連接桿部分的配合螺紋的根部的直徑增加，因此，所述連接桿部分的螺紋的強(qiáng)度可以最大。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔的螺紋有根部，該根部終止于基本扁平表面，因此，根部直徑可以最小，以便提高所述牽引腔的壓縮強(qiáng)度，且所述牽引腔的螺紋有脊，該脊終止于基本扁平表面，因此，脊直徑可以增加，且所述連接桿部分的配合螺紋的根部和脊的直徑增加，因此，所述牽引腔和所述連接桿部分的螺紋的強(qiáng)度可以最大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔在它的內(nèi)端終止于基本圓弧形表面，該圓弧形表面的直徑大致為所述牽引腔的螺紋的脊直徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔的螺紋有根部，該根部終止于基本扁平表面，因此，根部直徑可以最小，以便提高所述牽引腔的壓縮強(qiáng)度，且所述牽引腔的螺紋有脊，該脊終止于基本扁平表面，因此，脊直徑可以增加，所述牽引腔的螺紋的脊的扁平表面的寬度比根部的扁平表面的寬度長(zhǎng)大約50％，且所述連接桿部分的配合螺紋的根部和脊有扁平表面，且輪廓與牽引腔的螺紋匹配，因此，所述牽引腔和所述連接桿部分的螺紋的強(qiáng)度可以最大。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的緊固系統(tǒng)，其中所述牽引腔在它的內(nèi)端終止于基本圓弧形表面，該圓弧形表面的直徑大致為所述牽引腔的螺紋的脊直徑，所述連接桿部分的螺紋的延伸長(zhǎng)度大于所述牽引腔的螺紋。
25.在緊固系統(tǒng)中，包括兩件式緊固件，用于將多個(gè)工件固定在一起；以及安裝工具，用于安裝該緊固件，且該緊固件包括銷釘部件和管形套環(huán)，且所述套環(huán)有基本直線的套環(huán)桿，用于響應(yīng)由所述安裝工具在所述銷釘部件和所述套環(huán)之間施加的相對(duì)軸向力或擠壓負(fù)載而擠入在所述銷釘部件上的鎖定槽內(nèi)，并響應(yīng)預(yù)定量的擠壓負(fù)載而使合適量的夾持負(fù)載作用在工件上；所述銷釘部件有細(xì)長(zhǎng)銷釘桿，用于定位在工件中的對(duì)齊開口中，且在一端終止于放大頭部，該頭部用于與在工件一側(cè)的表面接合，且在銷釘部件的相對(duì)端終止于有槽部分，用于穿過工件的相對(duì)側(cè)的相對(duì)表面延伸，所述有槽部分包括鎖定部分，該鎖定部分有多個(gè)所述鎖定槽，這些鎖定槽由周向延伸的銷釘槽和相連的銷釘凸肩來確定，該銷釘凸肩終止于銷釘脊，各所述銷釘槽有細(xì)長(zhǎng)根部，該細(xì)長(zhǎng)根部有基本光滑輪廓，所述套環(huán)桿用于擠入所述鎖定槽內(nèi)，因此，工件緊固在一起，以便確定緊固接頭，所述套環(huán)在擠壓時(shí)使得套環(huán)槽和凸肩與所述銷釘槽和凸肩互鎖；所述銷釘桿有在它的外端處的螺紋牽引腔；所述安裝工具有砧臺(tái)部件，該砧臺(tái)部件有擠壓腔，該擠壓腔具有有效喉部擠壓部分，用于在所述套環(huán)桿上面接合，從而將它徑向向內(nèi)壓入所述鎖定槽中，且所述安裝工具與心軸操作連接，該心軸有螺紋連接桿部分，用于與所述牽引腔的螺紋進(jìn)行螺紋接合，從而能夠通過所述砧臺(tái)部件和所述心軸而在所述銷釘和所述套環(huán)之間施加相對(duì)軸向力，以便將所述套環(huán)桿壓入所述鎖定槽中，所述連接桿部分可從所述牽引腔中螺紋脫開，以便在完成擠壓時(shí)從所述銷釘桿上拆卸；與所述牽引腔徑向?qū)R的所述銷釘脊的寬度選擇為使得在所述牽引腔區(qū)域中的所述銷釘桿具有足夠強(qiáng)度，以便基本防止所述銷釘桿在所述牽引腔處由于由所述套環(huán)桿在擠壓時(shí)引起的擠壓負(fù)載而皺縮；所述套環(huán)桿有預(yù)定材料容積，該材料容積基本大于由所述有效喉部擠壓部分和所述鎖定槽的相對(duì)部分確定的可用容積，所述套環(huán)桿擠入所述鎖定槽內(nèi)，且所述套環(huán)桿的材料在擠壓過程中并不與所述根部完全接合，因此在擠壓后不會(huì)完全充滿所述鎖定槽，所述套環(huán)桿的長(zhǎng)度足以使得預(yù)定數(shù)目的所述套環(huán)凸肩與相應(yīng)數(shù)目的所述銷釘脊接合；所述牽引腔的螺紋有根部，該根部終止于基本扁平表面，因此，根部直徑可以最小，以便提高所述牽引腔的壓縮強(qiáng)度，且所述牽引腔的螺紋有脊，該脊終止于基本扁平表面，因此，脊直徑可以增加，所述牽引腔的螺紋的脊的扁平表面的寬度比根部的扁平表面的寬度長(zhǎng)大約50％，且所述連接桿部分的配合螺紋的根部和脊有扁平表面，且輪廓與牽引腔的螺紋匹配，因此，所述牽引腔和所述連接桿部分的螺紋的強(qiáng)度可以最大。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固系統(tǒng)，其中所述心軸有牽引槽部分，該牽引槽部分用于由所述安裝工具可拆卸地夾緊，以便施加相對(duì)軸向力，用于將所述套環(huán)擠入所述鎖定槽內(nèi)，并可選擇地拆下所述安裝工具。
27.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊固系統(tǒng)，其中所述心軸有牽引槽部分，該牽引槽部分用于由所述安裝工具可拆卸地夾緊，以便施加相對(duì)軸向力，用于將所述套環(huán)擠入所述鎖定槽內(nèi)，并可選擇地拆下所述安裝工具。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的緊固系統(tǒng)，其中所述心軸有牽引槽部分，該牽引槽部分用于由所述安裝工具可拆卸地夾緊，以便施加相對(duì)軸向力，用于將所述套環(huán)擠入所述鎖定槽內(nèi)，并可選擇地拆下所述安裝工具。
全文摘要
牽引型擠壓緊固件包括銷釘和套環(huán)，該套環(huán)用于擠入銷釘桿上的鎖定部分中，可拆卸心軸可螺紋固定在銷釘桿端部的牽引腔中，心軸用于由安裝工具夾緊，以便在銷釘和套環(huán)之間施加相對(duì)軸向力，從而將套環(huán)擠入鎖定部分中，且心軸可從工具上釋放，并可從牽引腔中釋放。
文檔編號(hào)B21D39/04GK1682037SQ03821434
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者歐內(nèi)斯特·蒙特瑟拉特, 小勞埃德·帕克 申請(qǐng)人:赫克國(guó)際公司