專利名稱：螺紋替換系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種替換物體中損壞螺紋的系統(tǒng)和裝置，本發(fā)明尤其涉及一種替換損壞螺紋的系統(tǒng)和裝置，其將用永久安裝的插入件替換該螺紋，該插入件同樣在該插入件和該將要修復(fù)的物體之間提供密封。
背景技術(shù)：
當(dāng)在物體中加工的內(nèi)螺紋損壞時，它們有時通過絲錐將損壞的螺紋攻絲來修復(fù)以便恢復(fù)螺紋形狀。然而，如果螺紋損壞到一定程度，使得用絲錐攻絲將不能恢復(fù)其功能，該螺紋必須替換。這通過用大于該螺紋大直徑的鉆頭鉆削原來的螺紋并以更大直徑的螺紋重新對該孔攻絲來實現(xiàn)。此方法在提供有用的螺紋孔的同時，將需要不同于原來尺寸的緊固件。在必須周期拆卸和重新組裝的組件中，此方法需要不同頭尺寸的工具。即非常不方便并對于重新組裝該裝置的人是困難的。
為了以與原來組件相同的螺紋替換該損壞的螺紋，需要鉆削損壞的螺紋并用螺紋插入件替換該原來的螺紋，該插入件可旋入該更大的鉆削和攻絲的孔中，并且具有與原來螺紋相同的內(nèi)螺紋?？梢垣@得這種螺紋插入件，然而該螺紋插入件的外螺紋通常是傳統(tǒng)的螺旋設(shè)計。傳統(tǒng)的螺紋插入件當(dāng)拆下機器螺釘以便拆卸時趨于變得松動，或者在某些情況下該螺紋插入件在試圖拆下連接螺釘時從該物體脫出，因此使得拆卸過程復(fù)雜。另外，如果該連接螺釘必須提供與物體的密封接合時，傳統(tǒng)的螺紋插入件將通常不能在其外螺紋和物體壁之間提供密封。
以下的現(xiàn)有技術(shù)反映了申請人了解的本領(lǐng)域的狀況，并包括在這里以便履行申請人確實的義務(wù)來公開相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。但是可以保證這些現(xiàn)有技術(shù)沒有教導(dǎo)或澄清以下更詳細(xì)描述并特別要求的本發(fā)明的相關(guān)關(guān)系。
專利號 公布日期 發(fā)明人5,499,8921996年3月19日Reed

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供將避免所述缺陷的螺紋插入件。
本發(fā)明通過以下所述克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，首先，提供一緊固在物體孔中的螺紋插入件，在該插入件的外表面使用螺紋設(shè)計并在鉆削孔中形成相配的螺紋。該螺紋插入件具有向上傾斜的螺紋表面，該表面向上朝向?qū)⒃摬迦爰潭ㄦi定在該物體替代孔中的頭部傾斜。這些螺紋的作用是提供徑向向內(nèi)的夾緊力，當(dāng)該插入件緊固時，由于該螺紋的夾緊反作用相對于該插入件的另一部分壓靠容納該插入件的物體。其次，該螺紋插入件具有最好適于容納一所希望的標(biāo)準(zhǔn)緊固件的內(nèi)螺紋。第三，該螺紋緊固件最好包括一驅(qū)動頭部，該頭部可包括任何類型的抗扭矩構(gòu)形。例如，該驅(qū)動頭部可具有多個小面，該小面尺寸構(gòu)造成由一扳手的小面驅(qū)動。另外，形成與平頭改錐或其他類似結(jié)構(gòu)互補的細(xì)槽。因此，該驅(qū)動頭部接收扭矩并使得螺紋修復(fù)插入件圍繞其中心縱向軸線轉(zhuǎn)動。在該驅(qū)動頭部之下，該插入件最好包括一頸部。
該螺紋插入件設(shè)有一布置在該頸部和該螺紋插入件上的最上邊的螺紋的上表面之間的凹入部。當(dāng)該插入件完全旋入鉆削孔的螺紋中，該插入件將變形物體上螺紋的金屬，迫使其進入該凹入部，在該插入件和該物體壁之間形成緊密的密封。
工業(yè)實用性本發(fā)明的工業(yè)實用性應(yīng)該通過討論本發(fā)明的以下目的闡述。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件在緊固時在該插入件和物體壁之間形成緊密封。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件允許使用與原來未損壞螺紋相同的螺紋，以便避免需要不同尺寸緊固件組裝和拆卸一個或多個物體的繁瑣程序。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件避免在需要拆卸時變得松動的趨勢。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件通過以下方式避免在需要拆卸時變得松動的趨勢，即在該插入件的外表面設(shè)置外螺紋，該螺紋具有向上傾斜的螺紋表面，該表面向上朝向?qū)⒃摬迦爰潭ㄦi定在該物體替代孔中的頭部傾斜。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件設(shè)有一布置在該頸部和該螺紋插入件上的最上邊的螺紋的上表面之間的凹入部，其中當(dāng)該插入件緊固時，構(gòu)成相配螺紋的物體的金屬流動進入該凹入部，因此在該插入件和該物體壁之間形成密封。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件包括布置其中的外螺紋和內(nèi)螺紋。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件包括一由通常可得到的扭矩施加工具驅(qū)動的驅(qū)動頭部。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，由此該外螺紋防止該螺紋插入件與該螺紋孔脫離接合。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件設(shè)計成進入互補形成的孔內(nèi)一定距離。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，其中該外螺紋略微相互間隔開并在根部和冠部之間保持最小的厚度，以便提供耐用的螺紋。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種螺紋插入件，該插入件簡單并低成本制造，但結(jié)構(gòu)上耐用。
從第一優(yōu)點看來，本發(fā)明的特征在于提供一種在螺紋插入件和物體之間設(shè)置密封的方法，該螺紋插入件插入其中，并且該方法包括以下步驟鉆削一孔；切去該孔的頂部以便與該螺紋插入件的形狀相配；在該孔中攻出相配的螺紋；將螺紋插入件旋入孔直到密封為止；并且進一步在孔中旋入插入件以便造成金屬流動。
從第二優(yōu)點看來，本發(fā)明的特征在于提供一種螺紋插入件，使得在該螺紋插入件本身和該螺紋插入件旋入其中的物體之間形成密封。該螺紋插入件具有從驅(qū)動頭部沿中心軸線延伸到遠(yuǎn)端的螺紋軸，至少一所述軸螺紋包括一限定所述螺紋軸大直徑的冠部，一限定該螺紋軸小直徑的根部和一從所述根部的底邊延伸到該冠部的上邊的上表面，其中所述上表面具有從垂直于所述螺紋軸中心軸線的參考平面以大于零的角度朝該冠部延伸的部分；以及位于該螺紋軸的最上邊螺紋和該頭部的下部分之間的凹入部。
從第三優(yōu)點看來，本發(fā)明的特征在于在最上邊螺紋和位于該螺紋插入件的驅(qū)動頭部之下的頸部之間設(shè)置螺紋插入件的凹入部，其中該最上邊螺紋和所述頸部相互間隔并且共同中心軸線延伸通過其中，該頸部由直徑d1的外柱形表面形成。該凹入部由多個表面限定，其中以銳角與直徑d1的頸部相交并以銳角與直徑d2的內(nèi)柱形表面相交的離隙表面，其中d1大于d2并且該柱形表面平行于該螺紋插入件的所述共同軸線并相互同心；該內(nèi)柱形表面；和相對于該最上邊螺紋的共同中心軸線成一角度的上表面。
當(dāng)以下詳細(xì)說明與附圖相結(jié)合時這些和其他的目的將顯而易見。


選擇12幅

本發(fā)明。這些附圖和以下說明對于本領(lǐng)域技術(shù)人員足以如權(quán)利要求所述實施本發(fā)明。
圖1是旋入物體中并設(shè)有螺紋通孔的本發(fā)明螺紋插入件的截面圖；圖2是詳述該凹入部的放大部段；圖3是該螺紋插入件的細(xì)節(jié)的放大部段；圖4是具有損壞螺紋的物體的截面圖；圖5表示使用該螺紋插入件的方法的第一步驟；圖6表示在物體中制備孔以便使用該螺紋插入件的第二步驟；圖7表示在物體中制備孔以便使用該螺紋插入件的第三步驟；圖8表示安裝該螺紋插入件的第一步驟；圖9表示安裝該螺紋插入件的第二步驟；圖10表示安裝該螺紋插入件的最后步驟；圖11表示圖1的變型；圖12同樣表示圖1的變型。
具體實施例方式
參考附圖，其中相同的參考標(biāo)號在不同附圖中表示相同的部件，參考標(biāo)號10針對本發(fā)明優(yōu)選實施例。
參考圖1，表示出螺紋插入件10在其完全安裝在物體12中以便替換該物體孔內(nèi)損壞螺紋32(圖4)的優(yōu)選實施例。物體12可以是需要用于組裝第二部件的螺紋孔或?qū)⑵渌b置連接在該物體上的任何裝置?？?8(圖5)用鉆頭34鉆制在物體12中并在孔18壁上制成相配的螺紋19(圖7)。
螺紋插入件10可轉(zhuǎn)動進入該物體的螺紋孔中直到螺紋插入件10的頂表面21與物體12的上表面平齊。如果頂表面21伸出物體12之上，可以置之如此或磨平。如圖2所示，凹入部11由成形為具有直徑d1的外柱形表面的頸部13以及在尖部17并以角度delta(Δ)與頸部13相交的離隙表面15限定。尖部17是通過物體材料卷邊造成變形的可活動表面。實際上，尖部17重新成形孔18的頂部螺紋26以便轉(zhuǎn)變成鎖定環(huán)26。離隙表面15與具有直徑d2的內(nèi)柱形表面19相交。表面15和表面19之間的角度為β，優(yōu)選為銳角并最好是80°。注意d1大于d2。頸部13和內(nèi)柱形表面19是平行和同心的。最上邊螺紋表面68以優(yōu)選為90°的角度epsilon(ε)與內(nèi)柱形表面29相交。由銳角Δ、離隙表面15、內(nèi)柱形表面29和螺紋表面68形成的凹入部11迫使形成孔18的頂部螺紋26的金屬流動。此金屬流動在該螺紋插入件的螺紋頂部形成鎖定環(huán)形密封件26。密封件26形成物體12和螺紋插入件10之間的永久性液密連接部。
內(nèi)螺紋16最好是傳統(tǒng)設(shè)計并在螺紋插入件10的主體中心形成以便替換原來損壞的螺紋。內(nèi)螺紋16最好圍繞插入件10的長軸線對中。此工藝的步驟結(jié)合圖3～7在下面詳細(xì)描述。
現(xiàn)參考圖3，其表示螺紋插入件10外部上的螺紋20放大的細(xì)節(jié)。該螺紋螺旋卷繞并包括限定大直徑62的冠部64和限定小直徑60的根部66。該螺紋具有從根部66的底邊67延伸到冠部64的上邊69的上表面68。螺紋20同樣包括從根部66的上邊74延伸到冠部64的下邊76的下表面70。上表面68和下表面70兩者向上朝向該螺紋插入件的頂部傾斜。冠部64和根部66離開中心軸線63的距離恒定。上表面68從根部66以上表面角度alpha(α)延伸，該角度從垂直于該中心軸線63的參考平面65分開。上表面角度α最好為20°，但可以是0°～90°之間的任何角度。下表面70從根部66以下表面角度beta(β)延伸到冠部64，使得冠部64的螺紋厚度小于相鄰根部之間的螺紋厚度。因此該螺紋設(shè)有更大的厚度并因此鄰近小直徑60的強度更大并因此能夠承受形成圖1所示密封所需的載荷。
現(xiàn)參考圖4～9，以下是使用本發(fā)明裝置的方法的詳細(xì)描述。圖4中，物體12表示有原來螺紋孔30，其中螺紋在32處損壞。為使用與原來螺紋相同尺寸的螺紋孔替換此損壞的螺紋，如圖5所述采用鉆頭34在物體12中鉆制新的更大的孔18。在此說明中，該螺紋孔是通孔。該方法的下一步驟表示在圖6中。這里，孔18的頂部由刀具42成形以便與圖1首先表示的螺紋插入件10的頭部形狀相配。刀具42的直徑50與孔18的直徑配合并用來在孔18中對中刀具42。切削表面44形成孔的上直徑36，該直徑與螺紋插入件10的頭部外直徑相配。表面46形成孔內(nèi)的止擋表面38；刀具的表面48形成孔的點40。圖7表示絲錐58用來在孔18中形成相配的螺紋19。絲錐58在孔18中形成具有分別與插入件10的大直徑62和小直徑60相對應(yīng)的大直徑56和小直徑54的相配的螺紋19。
現(xiàn)參考圖8、9和10，其中表示螺紋替換設(shè)備的組裝。如所述制備孔18以便在頭部容納開口中容納螺紋插入件10的頭部14，并且螺紋部分20旋在孔18的螺紋19上。在圖8中，螺紋插入件10定位在孔18之上并與之對中。在圖9中，螺紋插入件10已經(jīng)部分旋入孔18中直到點17接觸螺紋19的第一螺紋19’為止。當(dāng)螺紋插入件10進一步旋入孔18時，點17變形螺紋19’，使得金屬流入螺紋插入件10的凹入部11中。螺紋插入件10進一步旋入孔18中直到螺紋插入件10的止擋表面21大致與物體12的上表面22平齊為止。當(dāng)螺紋插入件10完全旋入孔18時，密封件26通過如圖1和2所示變形頂部螺紋19’在凹入部11中完全形成。螺紋插入件10現(xiàn)在永久地安裝在物體中。
圖11和12表示圖1，2的變型，其中插入件夾角Δ大約為70°，而在圖1，2中是80°。該物體包括具有優(yōu)選為55°的夾角的可活動表面。當(dāng)離隙表面15’、表面19’和最上邊的螺紋68如圖8B相配時。金屬流動產(chǎn)生良好的密封。表面19’的直徑d’最好大于該螺紋的根部66。
此外，本發(fā)明已經(jīng)描述完畢，應(yīng)該明白的是可進行許多的結(jié)構(gòu)變型和改型而不超出以上闡明并由以下權(quán)利要求描述的本發(fā)明的范圍和真實含義。
權(quán)利要求
1.一種用于在一螺紋插入件和一所述螺紋插入件插入其中的物體之間提供密封的方法，該方法包括以下步驟鉆制一孔；切削該孔的頂部以便與該螺紋插入件的形狀相配；在該孔中攻出相配的螺紋；將該螺紋插入件旋入該孔中直到座置為止；以及進一步在該孔中旋入該螺紋插入件以便產(chǎn)生金屬流動。
2.一種在其本身和將其旋入的物體之間形成密封的螺紋插入件，其包括一從驅(qū)動頭部沿中心軸線延伸到遠(yuǎn)端的螺紋軸，至少一所述軸螺紋包括一限定所述螺紋軸大直徑的冠部，一限定該螺紋軸小直徑的根部和一從所述根部的底邊延伸到該冠部的上邊的上表面，其中所述上表面具有從垂直于所述螺紋軸中心軸線的參考平面以大于零的角度朝所述冠部延伸的部分；以及位于該螺紋軸的最上邊螺紋和該頭部的下部分之間的凹入部。
3.一種布置在最上邊螺紋和位于所述螺紋插入件的驅(qū)動頭部之下的頸部之間的螺紋插入件的凹入部，其中所述最上邊螺紋和所述頸部相互間隔并且共同中心軸線延伸通過其中，所述頸部由直徑d1的外柱形表面形成，所述凹入部由多個表面限定，該表面包括以銳角與直徑d1的頸部相交并以銳角與直徑d2的柱形表面相交的離隙表面，其中d1大于d2并且該柱形表面平行于該螺紋插入件的所述共同軸線并相互同心；所述內(nèi)柱形表面；以及相對于所述最上邊螺紋的所述共同中心軸線成一角度的上表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用與損壞螺紋相同的螺紋來替換物體(12)中損壞螺紋的系統(tǒng)和裝置，即擴大原來的螺紋孔并在物體新的螺紋孔中插入螺紋插入件(10)，該插入件具有與原來螺紋孔相同的內(nèi)螺紋。螺紋插入件使用將其固定保持就位的螺紋來緊固在擴大的孔中。當(dāng)螺紋插入件旋入擴大的螺紋孔時，形成在螺紋插入件驅(qū)動頭部之下的凹入部造成金屬流入凹入部以便在螺紋插入件和物體之間產(chǎn)生密封。
文檔編號F16B33/00GK1446293SQ01814077
公開日2003年10月1日 申請日期2001年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者加里J·里德 申請人:加里J·里德