專利名稱：用于復(fù)合材料的螺母板緊固件組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及螺母板緊固件組件，并且更具體地涉及被構(gòu)造成 用來與復(fù)合材料工件一起使用的無鉚接螺母板緊固件組件。
背景技術(shù)：
在航天工業(yè)中使用緊固件，以用于將至少兩個工件固定在一起。 在這種安裝中使用的緊固件可包括作為組件的一部分的螺母板和螺 母?，F(xiàn)在正在使用許多不同的螺母板設(shè)計構(gòu)造。主要的兩類是鉚接螺 母板和無鉚接螺母板。 .
在鉚接螺母板中，使用兩個鉚釘來將螺母板的本體連接到工件。 為消除穿過鉚接螺母板的開口泄漏的可能性，在工件和螺母板之問使 用密封劑。
對于無鉚接螺母板， 一些設(shè)計提供套筒向著工件張開的結(jié)構(gòu)。在
美國專利No.4732518中描述了這種類型的無鉚接螺母板的一個例子， 該美國專利通過參考全部并入這里。No.4732518專利示出套筒逆著大 的干涉力插在工件內(nèi)的套筒中并且隨后套筒變形以產(chǎn)生套筒端部的擴(kuò) 口。套筒上具有鋸齒/凸角構(gòu)造，該鋸齒/凸角構(gòu)造是細(xì)長的并且成錐形 使得鋸齒/凸角延伸到工件的壁中。為了借助為其應(yīng)用而選擇的安裝方 法使安裝成為可能，錐形的特征、長度和具體幾何形狀是必耍的。具 有錐形的且延伸的鋸齒/凸角構(gòu)造的No.4732518專利的主要目的是通 過將載荷分布在整個工件上并且提供由于套筒插入到工件中而引起的 膨脹，來提高工件的疲勞壽命，并冷加工工件孔口周邊附近的材料。
其它螺母板設(shè)計不依靠套筒的擴(kuò)口。美國專利Nos.5096349、5245743、5405228、7059816和待決的美國專利申請No. 10/929701(2004 年8月30日提交)公開了不依靠套筒的擴(kuò)口的無鉚接螺母板設(shè)計，并 且這五項通過參考全部并入這里。雖然一些無鉚接螺母板設(shè)計依靠粘 合劑來將螺母板連接到所述結(jié)構(gòu)，但是上述五項文獻(xiàn)中公開的設(shè)計依 靠費勁地冷加工的孔和高度干涉接合，從而使用硬化的銷作為安裝工 具以將套筒元件膨脹到與工件結(jié)構(gòu)的接合中。因為高度膨脹，所以產(chǎn)
生的摩擦力用于保持螺母板并提供期望的機械性質(zhì)。
當(dāng)前在航天工業(yè)中，美國專利No.7059816中公開的無鉚接螺母板 取代使用附屬鉚釘?shù)倪^時螺母板在鋁結(jié)構(gòu)應(yīng)用中變得越來越主流。這 是由于無鉚接螺母板的省時特性，同時仍然維持用于如NASM25027 所要求的旋出和推出的機械性質(zhì)。
這種無鉚接螺母板通過將心軸拉過已經(jīng)放置在預(yù)鉆的孔中的螺母 板保持器的內(nèi)徑，從而在孔中徑向膨脹緊固件套筒而起作用。緊固件 套筒在工件中的這種徑向膨脹將套筒以其復(fù)雜的凸角設(shè)計嵌入到預(yù)鉆 的孔中并且在螺母板和抵抗旋出和推出所需的結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生互鎖作 用。
不幸地，對于復(fù)合結(jié)構(gòu)，孔引入材料中并且隨后緊固件引入那些 孔中產(chǎn)生大多數(shù)航天結(jié)構(gòu)材料不存在的獨特問題。由于復(fù)合材料的性 質(zhì)，緊固件套筒引起的工作孔的太大的徑向膨脹導(dǎo)致復(fù)合材料的分層 (delamination)，而太小的徑向膨脹妨礙適當(dāng)?shù)募羟休d荷傳遞。需要一種 解決方案。因此，本發(fā)明涉及用于安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的無鉚接螺母板。
雖然看起來沒有當(dāng)前方法來修改無鉚接螺母板使其可用于復(fù)合材 料工件，但是存在一種使用具有附屬鉚釘?shù)倪^時螺母板的方法。該方 法需要用于它們的孔的鉆和鉸操作，或者它需要伴隨有粘結(jié)劑。由于 復(fù)合材料的特性，每個鉆出的孔以及每個另外安裝的緊固件都危及結(jié) 構(gòu)的完整性。在復(fù)合材料中執(zhí)行鉆孔過程是困難的并且高成本的，并且也可通過將纖維暴露到水吸收問題而損壞結(jié)構(gòu)，而每個安裝的緊固 件由于過充滿情況而可損壞復(fù)合結(jié)構(gòu)。在過充滿情況下，緊固件的過 多的徑向膨脹可導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)的分層。最后，粘結(jié)過程的完整性不容 易被驗證并且它可由于環(huán)境改變諸如熱、潮濕和化學(xué)物質(zhì)而變壞。
因此，本發(fā)明的實施例旨在將無鉚接螺母板緊固到復(fù)合結(jié)構(gòu)而不 使用粘結(jié)劑、另外的孔或附屬鉚釘，并且不損壞結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例的一個目的是提供一種無鉚接螺母板組件，該無 鉚接螺母板組件可安裝到復(fù)合材料工件的孔口中而沒有工件分層的風(fēng)險。
本發(fā)明的實施例的另 一 目的旨在將無鉚接螺母板緊固到復(fù)合結(jié)構(gòu) 而不使用粘結(jié)劑、另外的孔或附屬鉚釘，并且不損壞結(jié)構(gòu)。
簡要地，并且根據(jù)前面，本發(fā)明的實施例提供一種完全預(yù)組裝的 無鉚接螺母板組件，該無鉚接螺母板組件可安裝到諸如碳纖維結(jié)構(gòu)的 復(fù)合材料工件的孔口中而沒有工件分層的風(fēng)險。無鉚接螺母板組件包 括螺母、保持托架、保持器和套筒構(gòu)件。另外地，桿用于安裝無鉚接 螺母板組件。套筒構(gòu)件被構(gòu)造成使得螺母板組件可安裝在復(fù)合材料工
件中而沒有分層的風(fēng)險。套筒構(gòu)件可由45Cb-55Ti鈦鈮形成，這是由于 鈦鈮是在存在例如碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的情況下耐腐蝕的高強度延性材 料。由于類似原因，蒙乃爾合金、鈦合金和其它軟鎳合金也是用于套 筒的良好的材料選擇。具有高的抗拉強度和剪切強度的非金屬材料， 諸如Torlon或Parmax，將提供希望的腐蝕保護(hù)并且也給出可能的重量 減輕。


本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作的組織和方式與其另外目的和優(yōu)點一起可通過參考以下結(jié)合附圖的描述被最好地理解，在所述附圖中，類似附圖
標(biāo)記表示類似元件，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的螺母板組件的分解透視圖2是側(cè)視剖視圖，示出被布置用來安裝在復(fù)合材料工件中的孔
中的圖1的螺母板組件；
圖3類似于圖2，示出其放大的一部分；
圖4是側(cè)視剖視圖，示出被拉過螺母板組件的套筒的桿的頭部；
圖5類似于圖4，示出其放大的一部分；
圖6是側(cè)視剖視圖，示出在桿的頭部已經(jīng)被完全拉過螺母板組件 的套筒之后的完全安裝的螺母板組件；
圖7類似于圖6，示出其放大的一部分；
圖8是螺母板組件的保持托架部件的前視正視圖9是保持托架部件的側(cè)視正視圖IO是保持托架部件的頂視平面圖11是保持托架部件的底視平面圖12是螺母板組件的套筒部件的側(cè)視正視圖12a是可結(jié)合本發(fā)明使用的替代套筒部件構(gòu)造的剖視圖12b是圖12a中示出的替代套筒部件的頂視圖(和底視圖)；
圖13是套筒的頂視平面圖14是套筒的底視平面圖15-17示出可與圖1中示出的無鉚接螺母板的安裝關(guān)聯(lián)地使用
的三個不同的心軸頭設(shè)計；
圖18是可結(jié)合本發(fā)明使用的替代套筒部件構(gòu)造的剖視圖18a是圖18中示出的替代套筒部件的頂視圖18b是圖18中示出的替代套筒部件的底視圖19是可結(jié)合本發(fā)明使用的替代套筒部件構(gòu)造的剖視圖19a是圖19中示出的替代套筒部件的頂視圖19b是圖18中示出的替代套筒部件的底視圖20是可結(jié)合本發(fā)明使用的替代套筒部件構(gòu)造的剖視圖；以及 圖20a是圖20中示出的替代套筒部件的頂視圖(和底視圖)。
具體實施例方式
雖然本發(fā)明可容許不同形式的實施例，但在理解本公開內(nèi)容被認(rèn) 為是本發(fā)明的原理的示例并且不意圖將本發(fā)明限制到如示出的內(nèi)容的 情況下，在附圖中示出并將在此詳細(xì)描述具體實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的無鉚接螺母板組件20的分解透視
圖。無鉚接螺母板組件20構(gòu)造成使它可以安裝到復(fù)合材料工件的孔口
中而沒有工件分層的風(fēng)險，并且可被安裝而不必使用粘結(jié)劑、另外的 孔或附屬鉚釘。
螺母板組件20包括螺母22、保持托架24、套筒25和保持器28。 另外，在安裝之前，螺母板組件20包括桿26，該桿用于將螺母板組件 20安裝到復(fù)合材料工件110中的孔口 112中。
螺母22包括基部30和從基部向上延伸的大致圓柱形構(gòu)造的部分 32?？卓?34設(shè)置成穿過基部30和限定孔口壁36的部分32?？卓诒?36通常加工有螺紋，使得諸如螺栓的緊固件可附接到該孔口壁36?；?部30包括端部凹口38、 40和分別位于凹口38、 40的相對側(cè)的軸向突 出的端部42、 44禾卩46、 48。
如圖2-9中示出的，保持托架24在前視圖中大致為Y形并且包括 管狀部分50和托架部分52，該托架部分在其第一端部54處從管狀部 分50向外延伸。托架部分52包括基部56和相對的直立側(cè)壁58、 60。 基部56具有一對突起62、 64，這對突起從基部56向上突出。突起62 設(shè)置成接近基部56的邊緣66并且突起64設(shè)置成接近基部56的邊緣 68。狹槽70、 72延伸穿過托架部分52的側(cè)壁58、 60。
與托架部分52的側(cè)壁58、 60和突起62、 64的延伸相比，管狀部 分50從托架部分52的基部56沿著相反方向延伸。管狀部分50具有穿過它的孔口74，該孔口限定管狀部分50的內(nèi)壁76。管狀部分50也 具有外壁78。內(nèi)壁76優(yōu)選地從管狀部分50的第一端部54向內(nèi)彎曲以 提供肩部80。內(nèi)壁76優(yōu)選地從肩部80到管狀部分50的第二端部82 是錐形或階梯形的，使得內(nèi)壁76的直徑逐漸減小，如圖5中所示。如 果需要，內(nèi)壁76不需要成錐形。另外，內(nèi)壁76優(yōu)選地構(gòu)造成具有設(shè) 置成靠近第二端部82的唇狀部84，如圖3中所示，該唇狀部進(jìn)一步減 小內(nèi)壁76的直徑。在內(nèi)壁76為錐形的情況下示出唇狀部84。
管狀部分50的外壁78從托架部分52的下表面86延伸到管狀部 分50的第二端部82。如果需要，凸角或肋88從管狀部分50的外壁 78向外延伸，并且每個凸角或肋88可以設(shè)置有上傾斜表面89。后面 將進(jìn)一步討論凸角/肋88和上傾斜表面89的目的。
桿26包括在其第一端部92處的擴(kuò)大的頭部卯和優(yōu)選地為圓柱形 的細(xì)長部分94，該細(xì)長部分從擴(kuò)大的頭部90延伸。擴(kuò)大的頭部90向 著細(xì)長部分94逐漸變細(xì)。細(xì)長部分94具有靠近桿26的第二端部98 的工具接合段96，該工具接合段可包括環(huán)形凸角99 (見圖15)，該環(huán) 形凸角用來由適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)拔取工具接合。
保持器28可以是由矩形線材彎曲成所示形式而形成的彈簧。保持 器28優(yōu)選地為單件的并且從端部100延伸到側(cè)部102，然后延伸到中 部104，然后延伸到側(cè)部106，并且然后延伸到端部108。側(cè)部102、 106構(gòu)造成插在延伸穿過托架24的托架部分52的側(cè)壁58、 60的狹槽 70、 72中。
桿26的第二端部98定位在保持托架24的管狀部分50在其第一 端部54的孔口 74中，使得桿26的擴(kuò)大的頭部90停留在管狀部分50 的內(nèi)壁76的肩部80上。
通過將基部30定位成抵靠托架部分52的基部56使螺母22連接到保持托架24，從而使得基部56上的突起62、 64定位在螺母22的凹 口 38、 40中。當(dāng)保持器28的側(cè)部102、 106接納在托架24的托架部 分52的狹槽70、 72中時，保持器28附接到托架部分52以將螺母22 保持在由托架部分52和保持器28限定的界限中，但使得允許螺母22 在至少一個維度上浮動，但優(yōu)選地在三個維度上浮動，以便促進(jìn)并允 許諸如螺栓的緊固件與螺母22的對準(zhǔn)。
無鉚接螺母板20也包括套筒構(gòu)件25。優(yōu)選地，套筒構(gòu)件25由諸 如45Cb-55Ti鈦鈮的材料形成，這是由于鈦鈮是在存在例如碳纖維復(fù)合 結(jié)構(gòu)的情況下耐腐蝕的高強度延性材料。由于類似原因，蒙乃爾合金、 鈦合金和其它軟鎳合金也是用于套筒25的良好的材料選擇。具有高的 抗拉強度和剪切強度的非金屬材料，諸如Torlon或Parmax，將提供希 望的腐蝕保護(hù)并且也給出可能的重量減輕。套筒25允許無鉚接螺母板 組件20安裝到諸如碳纖維加強聚合物(CFRP)的復(fù)合結(jié)構(gòu)中，以此方 式使得已安裝的無鉚接螺母板的機械性質(zhì)符合NASM25027，以便旋出 和推出。
如圖12中示出的，套筒25的外表面200 (或如圖12a和圖12b 所示的內(nèi)表面201)優(yōu)選地具有兩個倒角202、 204 (即半徑、圓角或 其它類型的幾何壓痕)， 一個倒角202在頂部206處而一個倒角204 在底部208處。這兩個倒角202、 204允許套筒25與上述無鉚接螺母 板20 —起使用。頂部倒角202構(gòu)造成使得套筒25可容納從保持器28 的基部56突出的凸角88的上傾斜表面89 (見圖8)，并且底部倒角 204構(gòu)造成有效地用于容納設(shè)置在套筒25的內(nèi)側(cè)表面302上的唇狀部 300。在諸如碳纖維復(fù)合材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)中，復(fù)合材料的任何過多的徑 向膨脹將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分層。設(shè)置套筒25上的倒角202、 204以允許凸角 88的傾斜表面89和唇狀部300空間在套筒25中膨脹而不是在復(fù)合結(jié) 構(gòu)中膨脹，并且結(jié)果是沒有分層。
套筒25的外表面200優(yōu)選地設(shè)置為平滑的或具有壓入其中的淺的(即不深的)幾何圖案。優(yōu)選地，套筒25在其周圍不具有深的凸角和
/或肋，因為這可導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)的分層。代替在套筒25的外表面200上 提供淺的凸角的另一選擇是將非金屬涂層模制或噴涂到外表面200上， 以便增加復(fù)合結(jié)構(gòu)和套筒之間的摩擦。復(fù)合結(jié)構(gòu)110和套筒25之間的 增加的摩擦將允許部件抵抗更大的推出和旋出值。又一選擇是將環(huán)氧 樹脂添加到套筒25的外表面200以增加套筒25和復(fù)合工件結(jié)構(gòu)110 之間的聯(lián)結(jié)。雖然圖中沒有具體示出，但是套筒25可在其外表面200 上包括可選的幾何結(jié)構(gòu)，諸如臺階，其中外表面200有效地具有兩個 外直徑。
套筒構(gòu)件25也優(yōu)選地具有限定為從套筒25的頂部206到套筒25 的底部208的距離的長度，該長度大體上等于限定為從工件110的頂 表面114到底表面116的距離(圖3中的尺寸209)的工件110的厚度。 雖然保持托架24的管狀部分50的長度優(yōu)選地等于或小于工件110的 厚度，但是套筒構(gòu)件25的長度優(yōu)選地等于或大于保持托架24的管狀 部分50的長度。
優(yōu)選地，套筒25成形為使其可以壓配合到托架24上，即壓配合 到凸角88上。同樣，套筒25的內(nèi)徑120 (見圖1)優(yōu)選地小于托架24 的管狀部分50的外徑122 (見圖8)。
在使用中，在復(fù)合結(jié)構(gòu)110中的需要無鉚接螺母板20的點處鉆入 標(biāo)準(zhǔn)指定尺寸的孔或孔口 112。然后，套筒25壓到托架24上，桿26 定位成使得桿26的頭部90與托架24的肩部80接觸，并且細(xì)長部分 94延伸穿過托架24的管狀部分50中的孔口 74。然后，將螺母22放 置在托架24上，并且保持器28用于將螺母22抵靠托架24地固定并 有效地將桿26的頭部90固定在托架24中。
然后，通過將桿26的第二端部98和保持托架24的管狀部分50 和套筒25插入到工件110的孔口 112中，使得螺母板組件20以其預(yù)組裝形式插入到工件110的孔口 112中，從而保持托架24的托架部分 52的下表面86安置在工件110的頂表面114上，如圖2和圖3中所示。 孔口 112的深度(圖3中的尺寸209)優(yōu)選地大于或等于保持托架24 的管狀部分50的長度(圖3中的尺寸162)，使得管狀部分50不延伸 超出工件110的孔口 112。
通過使用拔取工具，保持或鄰接力Fl (見圖4)施加到工件110 的底表面116，并且該工具接合桿26的工具接合段96并將力F2 (見 圖4)施加到桿26，力F2軸向指向并且沿著與施加到工件110的力Fl 相反的方向。桿26上的力F2抵靠套筒25并在套筒25中牢固地安置 保持托架24的管狀部分50和托架部分52，如圖4和圖5中所示。
通過使用拔取工具，桿26的頭部90被拉過托架24的管狀部分 50，從而膨脹托架24的管狀部分50和套筒25、在托架24和套筒25 之間產(chǎn)生干涉、以及在套筒25和復(fù)合材料工件IIO之間產(chǎn)生干涉。這 種徑向膨脹和所引起的干涉產(chǎn)生為無鉚接螺母板20獲得需要的機械性 質(zhì)所必要的互鎖和干涉。套筒25易于與托架24的管狀部分50互鎖并 且從這種徑向膨脹與復(fù)合結(jié)構(gòu)110產(chǎn)生必要的干涉載荷，而不導(dǎo)致復(fù) 合工件結(jié)構(gòu)110分層。
桿26的擴(kuò)大的頭部90最初膨脹管狀部分50以及在該部件上施加 壓縮載荷以將它們安置在工件110的頂表面114上。管狀部分50膨脹 以接合套筒25。當(dāng)這發(fā)生時，桿26的頭部90使管狀部分50徑向向外 連續(xù)變形從而以足夠的力接合套筒25，進(jìn)而引起管狀部分50的外壁 78上的凸角/肋88或替代結(jié)構(gòu)(如果被設(shè)置)嵌入套筒25的內(nèi)壁302。 如可理解的，管狀部分50的增加的壁厚保證徑向變形沿管狀部分50 的整個長度繼續(xù)以獲得凸角/肋88在套筒25的壁302中的希望程度的 接合，使得獲得改善的推出、拔出、旋出和疲勞特性。
當(dāng)擴(kuò)大的頭部90被完全拉過管狀部分50的孔口 74時，如圖6和圖7中所示，保持托架24有效地附接到套筒25并且套筒25有效地附 接到工件IIO，并且可拋棄桿26。除了保持托架24有效地連接到套筒 25并且套筒25有效地連接到工件110夕卜，螺母22通過保持器28固定 在保持托架24中。在螺母板20附接到工件110的情況下，諸如螺栓 的緊固件隨后可附接到螺母板20并且第二工件可固定到工件110。
本發(fā)明的這個實施例提供了一種實用裝置，其用于將螺母板附接 到復(fù)合結(jié)構(gòu)而不需要附屬鉚釘或膠水。這種產(chǎn)品的應(yīng)用由于在安裝期 間節(jié)省時間而減小了成本，減小了失敗安裝的可能性，并且最重要地
減小了失敗結(jié)構(gòu)的可能性。
為改善性能，可使用替代的心軸頭部設(shè)計。具體地，心軸頭部90a 可設(shè)置為實心的但其上具有肋91a，如圖16中所示，或者心軸頭部90b 可設(shè)置為可變形的，如圖17中所示。這些心軸頭部設(shè)計都用于提高托 架24、套筒25和復(fù)合工件結(jié)構(gòu)110之間的互鎖作用。
雖然示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但可預(yù)想，本領(lǐng)域技術(shù) 人員在不偏離前面描述的精神和范圍的情況下能夠設(shè)計出各種變體。 例如，圖18、圖19和圖20 (以側(cè)剖視圖)示出可使用的替代套筒部 件構(gòu)造25a、 25b、 25c (圖18a和圖18b分別提供圖18中示出的替代 套筒構(gòu)造25a的頂祝圖和底視圖，而圖19a和圖1%分別提供圖19中 示出的替代套筒構(gòu)造25b的頂視圖和底視圖，圖20a提供圖20中示出 的替代套筒部件25c的頂視圖(和底視圖))。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，套 筒和其它部件的其它變型是可能的。
權(quán)利要求
1.一種無鉚接螺母板組件(20)，所述無鉚接螺母板組件被構(gòu)造成用于安裝到復(fù)合材料工件(110)的孔口(112)中而不存在使所述工件(110)分層的風(fēng)險，通過將桿(26)拉過所述組件(20)來實施所述安裝，所述無鉚接螺母板組件(20)的特征在于螺母(22)；保持托架(24)；保持器(28)，所述保持器接合所述保持托架(24)并將所述螺母(22)保持在所述保持托架(24)上；和套筒構(gòu)件(25、25a、25b、25c)，所述套筒構(gòu)件接合所述工件(110)和所述保持托架(24)，其中所述套筒構(gòu)件(25、25a、25b、25c)由高強度延性材料制成。
2. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)由鈦鈮、蒙乃爾合金、鈦合金、鎳合金、 Torlon禾B Parmax中的至少一種制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)由45Cb-55Ti鈦鈮形成。
4. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25)的外表面(200)或內(nèi)表面(201)具有兩個倒角(202、 204)。
5. 如權(quán)利要求4所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 兩個倒角(202、 204)包括在所述套筒構(gòu)件(25)的頂部(206)處的第一倒角 (202)和在所述套筒構(gòu)件(25)的底部(208)處的第二倒角(204)，其中所述 頂部倒角(202)被構(gòu)造成使得所述套筒構(gòu)件(25)能容納從所述保持器(28) 的基部(56)突出的凸角(88)的上傾斜表面(89)，并且所述底部倒角(204) 被構(gòu)造成用于容納設(shè)置在所述套筒構(gòu)件(25)的內(nèi)表面(302)上的唇狀部 (300)，其中設(shè)置所述套筒構(gòu)件(25)的所述兩個倒角(202、 204)以允許所 述凸角(88)的所述傾斜表面(89)和所述唇狀部(300)空間在所述套筒構(gòu) 件(25)中膨脹而不是在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)工件(110)中膨脹。
6. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)的外表面(200)是平滑的。
7. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20),其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)的外表面(200)具有壓入所述外表面(200)中的幾何圖案。
8. 如權(quán)利要求l所述的無鉚接螺母板組件，其特征在于所述套筒 構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)的外表面(200)上具有非金屬涂層，從而在所 述復(fù)合結(jié)構(gòu)工件(110)和所述套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)之間提供增加的摩擦。
9. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)的外表面(200)上具有環(huán)氧樹脂，從而在 所述套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)和所述復(fù)合工件結(jié)構(gòu)(1 IO)之間產(chǎn)生聯(lián)結(jié)。
10. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)的長度等于所述工件(110)的厚度(209)。
11. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 套筒構(gòu)件(25、 25a、 25b、 25c)壓配合到所述保持托架(24)上的凸角(8S)上。
12. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 螺母(22)包括基部(30)和從所述基部(30)向上延伸的圓柱形部分(32)，其 中帶螺紋的孔口(36)設(shè)置成穿過所述基部(30)和所述圓柱形部分(32)。
13. 如權(quán)利要求12所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述基部(30)包括端部凹口(38、 40)和位于所述端部凹口(38、 40)的相對 側(cè)的軸向突出的端部(42、 44、 46、 48)。
14. 如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 保持托架(24)大體上為Y形并且包括管狀部分(50)和從所述管狀部分 (50)向外延伸的托架部分(52)。
15. 如權(quán)利要求14所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所 述保持托架(24)的所述托架部分(52)包括基部(56)和相對的直立側(cè)壁 (58、 60)，其中所述基部(56)包括從所述基部(56)向上突出的一對突起 (62、 64)和延伸穿過所述托架部件(52)的所述側(cè)壁(58、 60)的狹槽(70、 72)。
16. 如權(quán)利要求15所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于與 所述托架部分(52)的所述側(cè)壁(58、 60)和所述突起(62、 64)的延伸相比， 所述管狀部分(50)從所述托架部分(52)的所述基部(56)沿著相反方向延伸。
17. 如權(quán)利要求16所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所 述管狀部分(50)具有穿過所述管狀部分(50)的孔口(74)，所述孔口(74) 限定所述管狀部分(50)的內(nèi)壁(76)，并且所述管狀部分(50)具有外壁 (78)，其中所述內(nèi)壁(76)從所述管狀部分(50)的第一端部(54)向內(nèi)彎曲以 提供肩部(80)，其中所述內(nèi)壁(76)從所述肩部(80)到所述管狀部分(50) 的第二端部(82)成錐形使得所述內(nèi)壁(76)的直徑逐漸減小。
18. 如權(quán)利要求17所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所 述內(nèi)壁(76)被構(gòu)造成具有設(shè)置成靠近所述第二端部(82)的唇狀部(84)， 所述唇狀部(84)進(jìn)一步減小所述內(nèi)壁(76)的直徑。
19. 如權(quán)利要求18所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述管狀部分(50)的所述外壁(78)從所述托架部分(52)的下表面(86)延伸 到所述管狀部分(50)的所述第二端部(82)，其中肋(88)從所述管狀部分 (50)的所述外壁(78)向外延伸，并且每個肋(88)包括上傾斜表面(89)。
20.如權(quán)利要求1所述的無鉚接螺母板組件(20)，其特征在于所述 保持器(28)包括彈簧，所述彈簧由彎成一定形狀的矩形線材形成。
全文摘要
一種完全預(yù)組裝的無鉚接螺母板組件(20)，該無鉚接螺母板組件可安裝到諸如碳纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料工件(110)的孔口(112)中而沒有工件分層的風(fēng)險。無鉚接螺母板組件(20)包括螺母(22)、保持托架(24)、保持器(28)和套筒構(gòu)件(25、25a、25b、25c)。另外，桿(26)用于安裝無鉚接螺母板組件(20)。套筒構(gòu)件(25、25a、25b、25c)被構(gòu)造成使得螺母板組件(20)可安裝在復(fù)合材料工件(110)中而沒有分層的風(fēng)險。套筒構(gòu)件(25、25a、25b、25c)可由45Cb-55Ti鈦鈮形成，這是由于鈦鈮是在存在例如碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)(110)的情況下耐腐蝕的高強度延性材料。由于類似原因，蒙乃爾合金、鈦合金和其它軟鎳合金也是用于套筒(25、25a、25b、25c)的良好的材料選擇。具有高的抗拉強度和剪切強度的非金屬材料，諸如Torlon或Parmax，將提供希望的腐蝕保護(hù)并且也給出可能的重量減輕。
文檔編號F16B37/06GK101595314SQ200780040710
公開日2009年12月2日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者拉赫馬圖拉·法赫里·托斯基, 蘇?！ぐＪ怖?申請人:思普斯技術(shù)有限責(zé)任公司