具有可拆卸的心轴的牵引型挤压紧固件制造技术

牵引型挤压紧固件包括销钉和套环，该套环用于挤入销钉杆上的锁定部分中，可拆卸心轴可螺纹固定在销钉杆端部的牵引腔中，心轴用于由安装工具夹紧，以便在销钉和套环之间施加相对轴向力，从而将套环挤入锁定部分中，且心轴可从工具上释放，并可从牵引腔中释放。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种牵引型挤压紧固件(swage fastener)，其中，套环响应在销钉和套环之间的相对轴向力而挤入销钉上的锁定槽内。本专利技术涉及一种用于牵引型挤压紧固件的紧固系统，该挤压紧固件包括销钉和套环，该套环用于挤入销钉内，该销钉有心轴，该心轴可拆卸地固定在销钉杆上，并用于由安装工具夹紧以便在销钉和套环之间施加所需的相对轴向牵引力，用于挤压套环。本专利技术涉及两件式挤压型紧固件或锁紧螺栓，其普通类型如授予L.Huck并于1950年11月21日公开的美国专利No.2531048和授予Brilmyer等并于1965年11月2日公开的美国专利No.3215024所述，该挤压型紧固件还有多种其它变化形式，例如如授予J.Ruhl并于1975年10月28日公开的美国专利No.3915053、授予J.Ruhl和R.Dixon并于1984年9月18日公开的美国专利No.4472096以及授予R.Dixon并于1992年2月25日公开的美国专利No.5090852所述。普通挤压型紧固件包括销钉和套环，且销钉杆有锁定部分，该锁定部分有锁定槽，对于牵引型，销钉杆终止于具有牵引槽的牵引部分。牵引槽用于由安装工具的夹头爪中配合齿夹紧，该安装工具具有一挤压砧台，该挤压砧台用于与套环接合，从而能够在销钉和套环之间施加相对轴向力，以便在预定夹持力下将工件固定在一起。当相对轴向力增加以便提供合适的夹持力时，安装完成，这时相对轴向力的大小能够使该砧台运动到套环上，以便将该套环挤压到锁定槽中。其中，该相对轴向力是通过夹头爪作用在销钉上的拉伸负载和通过工具挤压砧台作用在套环上的压缩负载。在牵引型挤压紧固件中，牵引部分通常通过较低强度的断开轴颈(breakneck)槽而与锁定槽部分相连，该断开轴颈槽用于在预定大小轴向力或拉伸力的作用下断裂，该预定大小的轴向力或拉伸力大于挤压该套环所需的轴向力或拉伸力，因此，在完成挤压后，该牵引部分或销钉尾部将从销钉杆上切断和丢弃。见上述专利。此外，对于包括具有在可切断的销钉尾部上的牵引槽的销钉的紧固件，断开轴颈槽还必须有足以承受用于挤压的较高拉伸负载的强度，且该牵引槽同样必须有足以承受通过安装工具上的夹头爪的接合齿而施加的相对轴向牵引负载的强度。这通常需要使该牵引部分有相对较大的直径，以便有足够的材料来提供断开轴颈槽所需的尺寸和强度，还防止牵引槽代替断开轴颈槽而断裂。在航空航天用途中，紧固件通常由稍微昂贵的、重量轻和强度高的材料来制成。因此，可切断销钉尾部增加来各紧固件的总体成本。已经发展了用于牵引型挤压紧固件，其中，销钉通过安装工具的螺纹部件而在外部和/或内部进行夹持。该系统如授予Fulbright等并于1994年5月31日公开的美国专利No.5315755以及授予Fulbright并于2001年5月22日公开的美国专利No.6233802中所述。在本专利技术中，可拆卸和可重新使用的心轴用于螺纹固定在销钉杆端部的牵引腔中，并由安装工具夹紧，以便施加用于挤压的销钉轴向牵引力。在挤压结束后，心轴可以从牵引腔中螺纹拆卸和重新使用，从而降低来紧固件的总体成本。此外，还没有例如由可切断销钉尾部在断裂后产生的碎屑。还有这样的用途，其中，紧固件通过干涉配合而安装在工件开口中。根据工件的总体厚度，这还需要使可切断销钉尾部有稍微更大的长度，以便于首先由安装工具夹紧并将销钉拉入开口中。这时，可拆卸和可重新使用的心轴可以制成为长度适合该用途，从而使得用户的额外成本最小。对于挤压型紧固件，套环径向挤入销钉杆中的锁定槽内。这对于具有可切断销钉尾部的普通结构将没有问题。不过，当使用可拆卸心轴时，具有锁定槽的销钉杆的外端形成有螺纹牵引腔，心轴的螺纹部分固定在该螺纹牵引腔中。销钉杆的该部分在套环挤入时不能承受压缩负载，并可能导致变形和/或心轴的螺纹部分卡在螺纹牵引腔中。一种简单选择是使得销钉杆部分更长，这样，螺纹孔将基本在套环后面，并基本不与要挤压的套环部分对齐。不过，这使得安装的紧固件比具有可切断销钉尾部的相当紧固件稍微更重，也将增加销钉的成本。在本专利技术中，提供了独特的组合，其中，用于可拆卸心轴的销钉杆的锁定槽部分的长度与具有可切断销钉尾部的销钉杆的锁定槽部分的长度相同。不过，在本专利技术中，锁定槽部分提供有独特结构，以便能够以较低挤压负载来挤压套环，同时提高了在销钉杆外端处对压缩负载的承受力，从而防止螺纹牵引腔在套环挤压过程中变形。此外，套环也构成为有助于减小挤压负载。这与螺纹牵引腔平衡，该螺纹牵引腔形成为使得心轴的牵引部分和牵引腔的螺纹的强度最大，同时提高对压缩负载的承受能力。同时，在本专利技术的一种形式中，提供了独特的套环结构，其中，套环杆的外侧部分构成为在较小负载下有效挤压，且特别在牵引腔区域中，作用在销钉杆上的压力更小。此外，套环杆的其余部分也构成为与锁定槽组合，以便以较小负载进行挤压。不过，相对于具有可切断销钉尾部的对比件，这些特征使得挤压紧固件的总强度基本并不减小。此外，结构优化成这样，即安装的紧固件的尺寸和重量基本与具有可切断销钉尾部的现有形式相同。在授予Sadri等并于2001年12月4日公开的美国专利No.6325582以及前述专利′802中表示了不同结构的低挤压负载类型紧固件的实例。应当知道，航空航天的紧固件用于固定金属工件以及由较轻重量的复合材料制成的工件。对于复合材料用途，紧固件的某些元件特别设计成使施加负载基本分散，以避免材料发生局部层离。应当知道，对于销钉具有可切断销钉尾部的牵引型紧固件，在折断断开颈部槽时通常将产生一定量的噪音，且向操作人员和要固定的结构施加一定的冲击负载。这对于复合材料工件可能很重要，其中，可能由于更大冲击负载而发生层离。而对于具有可拆卸销钉尾部的本专利技术的紧固件完全没有这些问题。通常，在航空航天用途中，各种负载用途的挤压型紧固件用于由挤压型紧固件固定的接头上。在这些情况下，可以使用均匀直径的销钉。不过，根据负载用途的类型，可以使用具有不同强度特征的不同材料套环。这些用途可以使用高强度材料例如钛或合金钢的套环，也可以使用低强度材料例如铝的套环，而具有不同锁定槽的相同直径销钉用于不同套环材料。本专利技术提供了独特的销钉设计，因此，公共结构的销钉可以通过不同强度材料的套环而用于不同用途。因此，销钉锁定槽部分的结构能够在用于各种负载用途时局部优化成用于一种材料的套环，或者用于使用不同材料的套环。因此，本专利技术的目的是提供一种牵引型挤压紧固件，它有可拆卸和可重新使用的心轴，该心轴用于夹紧以便进行牵引。本专利技术的另一目的是提供一种牵引型挤压紧固件，它有可拆卸心轴，该心轴可螺纹固定在螺纹牵引腔中，该螺纹牵引腔在销钉杆的端部，并基本与销钉锁定槽部分对齐，套环将挤入该销钉锁定槽部分，且该紧固件有独特结构，以便减小挤压负载，并因此减小在挤压过程中的压缩应力大小。本专利技术的另一目的是提供一种牵引型挤压紧固件，它包括销钉和套环，并利用可拆卸心轴，该可拆卸心轴有在销钉和心轴之间的连接结构，它还包括低挤压类型套环和独特的锁定槽结构，因此，安装的紧固件的总尺寸、重量和强度将与具有可切断销钉尾部的类型相当。本专利技术的另一目的是提供一种牵引型挤压紧固件，它包括销钉和套环，并利用可拆卸心轴，该可拆卸心轴有在销钉和心轴之间的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
在紧固系统中，包括：两件式紧固件，用于将多个工件固定在一起；以及安装工具，用于安装该紧固件，且该紧固件包括销钉部件和管形套环，且所述套环有基本直线的套环杆，用于响应由所述安装工具在所述销钉部件和所述套环之间施加的相对轴向力或挤压负载而挤入在所述销钉部件上的锁定槽内，并响应预定量的挤压负载而使合适量的夹持负载作用在工件上；所述销钉部件有细长销钉杆，用于定位在工件中的对齐开口中，且在一端终止于放大头部，该头部用于与在工件一侧的表面接合，且在销钉部件的相对端终止于有槽部分， 用于穿过工件的相对侧的相对表面延伸，所述有槽部分包括锁定部分，该锁定部分有多个所述锁定槽，这些锁定槽由周向延伸的销钉槽和相连的销钉凸肩来确定，该销钉凸肩终止于销钉脊，所述销钉槽具有有效宽度Ｗｒ，该有效宽度Ｗｒ与脊的有效宽度Ｗ相关，且脊和槽的节距从在所述销钉杆外端的第一脊和槽处的最长变成在最后的脊和槽处的最短，各所述销钉槽有细长根部，该根部有基本光滑的轮廓，所述套环杆用于挤入所述锁定槽内，因此，工件紧固在一起，以便确定紧固接头，所述套环在挤压时使得套环槽和凸肩与所述销钉槽和凸肩互锁；所述销钉杆有在它的外端处的螺纹牵引腔；所述安装工具有砧台部件，该砧台部件有挤压腔，该挤压腔具有有效喉部挤压部分，用于在所述套环杆上面接合，从而将它径向向内压入所述锁定槽中，且所述安装工具与心轴操作连接，该心轴有螺纹连接 杆部分，用于与所述牵引腔的螺纹进行螺纹接合，从而能够通过所述砧台部件和所述心轴而在所述销钉和所述套环之间施加相对轴向力，以便将所述套环杆压入所述锁定槽中，所述连接杆部分可从所述牵引腔中螺纹脱开，以便在完成挤压时从所述销钉杆上拆卸；所 述销钉槽的宽度Ｗｒ在所述锁定部分上面基本相同，所述脊的宽度Ｗ变化，且在所述销钉杆外端处为最长宽度Ｗ，随后宽度Ｗ以预定幅度缩短；与所述牵引腔径向对齐的所述脊的宽度Ｗ选择为在所述牵引腔区域中使得所述销钉杆有足够强度，以便基本防止所述销钉 杆在所述牵引腔处由于由所述套环杆在挤压时引起的压缩负载而皱缩；所述套环杆有预定材料容积，该材料容积基本大于由所述有效喉部挤压部分和所述锁定槽的相对部分确定的可用容积，所述套环杆挤入所述锁定槽内，且所述套环杆的材料在挤压过程中并不与所 述根部完全接合，因此在挤压后不会完全充满所述锁定槽，所述套环杆的长度足以使得预定数目的所述套环凸肩与相应数目的所述销钉脊接合；...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧内斯特蒙特瑟拉特，小劳埃德帕克，
申请(专利权)人：赫克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]