外部有键条的紧固件制造技术

一种用于对包括多个工件构件的工件进行固定的紧固件（2），所述紧固件包括杆部（4）和径向扩大的头部（6），其中紧固件还包括轴向的空隙（40）和键条（18），使得当紧固件通过芯棒、折断杆件或销安装至工件中时，紧固件的杆部膨胀成使得键条的顶部与紧固件孔的内壁机械接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将具有开孔的工件构件固定在一起的快速紧固件。
技术介绍
快速紧固(RTM)是将工件构件固定在一起的众所周知的方法，凭借该方法，将具有 中空芯部的紧固件设置于对准的在工件构件中的开孔中，并且将具有头部的芯棒拉动穿过 紧固件的孔从而使紧固件杆部径向膨胀，并且额外地使紧固件小程度地缩短。紧固件杆部 的径向膨胀理想地实现紧固件杆部与在工件构件中的开孔的壁之间的机械接合。轴向的缩 短作用能够有助于将最末层片板朝向紧固件头部向上拉动以闭合工件构件之间的间隙。现有技术的紧固件、例如在商标Briv下的可用的紧固件(英国专利号 GB1323873A)和Chobert下的可用的紧固件具有圆柱形杆部部分，在圆柱形杆部部分的中 心区域具有均匀一致的壁厚，即恒定的横截面积。紧固件杆部的尾部端具有增大的壁厚；在 Briv紧固件的情况下，紧固件杆部的尾部端具有扩大的外直径，在Chobert紧固件的情况 下，紧固件杆部的尾部端具有减小的呈渐缩形式的孔径。这些现有技术的紧固件通过将给定直径的芯棒拉动穿过紧固件孔而安装，从而使 芯棒的径向扩大的头部将杆部的中心区域膨胀至在工件构件中的开孔中。因此，径向膨胀 的程度通过芯棒头部的用作名义紧固件直径的直径进行控制。现有技术的紧固件具有在工件开孔直径中的低程度的容许量，即通过名义紧固件 尺寸和单一头部直径芯棒仅能够适应有限范围的工件开孔直径。因此，当使用名义紧固件 和特定头部直径的芯棒时，具有在工件开孔直径的两个可接受的极限之间的窄范围。在现有技术紧固件的优化安装中，即其中工件开孔直径在给定的紧固件直径和芯 棒头部直径的可接受的范围内，在没有“过密堆积”的情况下(如下文说明)，芯棒头部造成 的紧固件杆部的膨胀导致在紧固件杆部和工件开孔的壁之间形成机械接合。末层工件构件 (即最远离紧固件头部的工件构件)的开孔的壁提供的约束产生径向力，并且因而产生对于 末层工件构件的相对于紧固件铆钉杆部的轴向移动的摩擦阻力。但是，如果工件开孔直径小于现有技术紧固件的可接受的范围，则因为紧固件将 超紧密堆积在开孔中，故而将需要过高的安置力来安装紧固件。这可能造成芯棒的磨损或 者造成其它不良影响例如产生来自紧固件孔的碎片，或者例如通过将紧固件孔的材料挤出 至头部区域中而造成紧固件头部的畸形。顶层工件构件(即最接近紧固件头部的工件构件)的开孔直径通常构造成使得其 稍大于末层工件构件的开孔，以适应开孔间距误差。如果顶层工件构件的开孔直径在上述 用于现有技术的紧固件的可接受的范围之上，则紧固件杆部的膨胀不会造成在紧固件杆部 和尺寸过大的工件开孔的壁之间的任何机械接合，这使得在剪切载荷下结合部对移动的低 阻力。为了对尺寸过大的工件开孔进行补偿，能够利用尺寸过大的芯棒、即具有尺寸过 大的头部的芯棒来安装紧固件。但是，具有将尺寸过大的芯棒错误地用于尺寸过大的工件开孔的风险，由此导致如上文讨论的高安置力所造成的问题。工件孔径超过用于特定紧固件和芯棒头部直径的可接受范围的问题在图1中进 行了图示，图1图示了安装至工件30中的在夹紧范围最低端的现有技术的紧固件2。工件 包括具有尺寸过大的开孔36的顶层工件构件32和具有可接受的开孔38的末层工件构件 34。由于顶层工件构件32具有尺寸过大的开孔36，故而安装不能导致在开孔36的壁和紧 固件杆部4之间的任何机械接合。正确安装的现有技术的紧固件显示出由于在此区域的较大壁厚而产生的扩大的 尾部端形成部。在最大夹紧应用中，该扩大的尾部端形成部与末层工件构件的外表面相邻， 并且因而如果受到拉伸载荷，则用于提供支撑和对结合部的移动的阻力。但是在中等夹紧 或者最小夹紧的状态下(如图1所示)，扩大的尾部形成部44远离末层工件构件34，并且因 此不能帮助阻止工件构件32、34在拉伸载荷作用下的初始分离；该阻力必然几乎完全由以 下摩擦力产生由具有均匀一致壁厚的紧固件杆部4的膨胀中心区域施加的径向压力所产 生的摩擦力。因此，对于分离的阻力在中等夹紧或者最小夹紧的情况下较低。目前可用的其它快速紧固件例如在商标Avtronic (RTM)和Rivscrew (RTM)下可 用的紧固件，特征在于紧固件杆部的中心的不一致的壁厚。这些紧固件包括分别呈环形凹 槽形式和呈螺旋螺纹形式的紧固件杆部的外部上的空隙和对应的。这些紧固件意在膨胀和 嵌至工件中，其中工件构件包括与紧固件的材料相比较相对软的材料。这些紧固件的环形 空隙或者螺旋形空隙导致在末层工件构件中的可变的膨胀，同时在紧固件杆部与工件开孔 的壁之间的高程度或者低程度的机械接合，和绕着孔外围的不一致的尺寸和分布的膨胀的 尾部形式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种紧固件，其将确保在紧固件杆部与两个工件开孔的壁之 间的完全和一致的机械接合，即实现用于比现有技术的紧固件所实现的更为耐用的紧固的 完全的机械接合。此外，本专利技术的目的为提供一种紧固件，其允许单一紧固件长度和一个芯 棒尺寸的规格安装至较宽的夹紧范围中，并且其能够容许比现有技术的紧固件大得多的工 件开孔直径变化，同时避免在单一芯棒头尺寸或者直径的情况下的高安置力、芯棒磨损、碎 片的产生和紧固件头部畸形的问题。另外，本专利技术的目的是提供一种紧固件，其适合用于固定由比该紧固件硬的材料 制成的工件构件，其中，紧固件的夹紧范围仅取决于紧固件的长度，即较长的紧固件具有较 大的夹紧范围，从而允许在工件厚度的较宽范围中使用具有名义长度的紧固件。因此，在第一方面，本专利技术包括如所附权利要求的权利要求1中要求保护的紧固 件。在另一方面，本专利技术包括根据权利要求13的安装紧固件的方法。紧固件的安装可以通过工具实施，所述工具包括支承在紧固件头部的上表面上的 圆锥凹端面。这使得将紧固件头部朝向顶层工件构件推动并且所述头部靠在顶层工件构件 上轻微地变平，由此确保紧固件的夹持。靠在顶层工件构件上的头部外围的变平起作用成 使得头下凹部的外直径减小，并且紧固件头部的靠在工件上的支承面积增大。另外，工具端 面的在紧固件头部的上表面上的支承面积大于现有技术的快速紧固件，使得在紧固件安装过程中紧固件头部的表面不良的缺口或者损坏最低。在另一方面，本专利技术包括根据权利要求15或者权利要求16的安装紧固件的方法。通过权利要求16的方法安装的紧固件还包括在折颈尖端和塞部之间的平行部， 在安装过程中，该平行部形成锁定边缘，由此提供在紧固件杆部中的已安装的杆件的机械 锁定。在另一方面，本专利技术包括根据权利要求18的安装紧固件的方法。这方法可以进一 步包括通过将支撑套筒支承在紧固件头部上并且将销从紧固件孔移除的后续步骤。本专利技术的轴向空隙允许在紧固件杆部与在不同尺寸的工件构件开孔、例如在顶层 工件构件中的尺寸过大的开孔中的工件开孔的壁之间的可变程度的机械接合，从而在不导 致“过密堆积”的情况下提供对剪切移动的机械阻力，由此避免潜在的过大的安置载荷、芯 棒磨损、碎片产生以及紧固件头部畸形。因为空隙相对于紧固件杆部轴向设置，故而其具有沿着紧固件杆部的长度的恒定 的横截面积。这确保径向膨胀的程度和芯棒载荷是恒定的而不取决于夹紧厚度。因此，与等 尺寸现有技术的紧固件所提供的相比，本专利技术能够用在更大的夹紧范围中。另外，特定紧固 件能够适应的夹紧范围仅取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.22 GB 1012298.41.一种紧固件，所述紧固件用于固定包括多个工件构件的工件，所述紧固件包括杆部、径向扩大的头部、和孔，所述杆部具有头部端和远离所述头部端的尾部端，所述径向扩大的头部位于所述杆部的所述头部端处，所述孔延伸贯穿所述紧固件， 其中，所述杆部的外壁包括空隙部段，所述空隙部段包括通过多个键条分隔的多个空隙，多个所述键条中每一个均终止于顶部，所述空隙和所述键条相对于所述紧固件孔的纵轴线在轴向方向上是伸长的；其中，所述空隙具有近似梯形的横截面。2.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述轴向空隙相互等间距。3.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，其中，所述轴向空隙从紧靠所述紧固件头部下部处延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，其中，所述紧固件头部包括设置在所述头部的远离所述紧固件杆部的顶面中的埋头孔，所述埋头孔具有大于所述紧固件的所述孔的直径的平均直径。5.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括平的渐缩环形壁。6.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括弯曲的渐缩环形壁。7.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述埋头孔包括平行于所述孔的所述紧固件孔的纵轴线的平环形壁。8.根据权利要求5或者权利要求6所述的紧固件，其中，在所述埋头孔和所述紧固件孔之间设置有渐缩颈部。9.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述紧固件杆部的所述尾部端处的渐缩尖端。10.根据权利要求9所述的紧固件，还包括超出所述渐缩尖端的、在所述紧固件的尾部端处的端部段，所述端部段具有平行于所述紧固件的纵轴线的直环形壁。11.根据权利要求7、8和10所述的紧固件，其中，所述端部段的直径近似于所述埋头孔的直径。12.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述空隙部段和所述渐缩尖端之间的、在所述紧固件杆部的所述尾部端处的实心尾部环。13.一种安装根据前述权利要求中任一项所述的紧固件的方法，从而固定包括具有开孔的第一工件构件和具有开孔的第二工件构件的工件，所述方法包括以下步骤 a)将具有径向扩大的头部的芯棒穿过所述紧固件孔安置，使得所述芯棒的所述径向扩大的头部与所述紧固件杆部的所述尾部端相邻； b)将所述紧固件和所述芯棒插入在所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述开孔中，使得所述紧固件头部与所述第一工件构件接触； c)在所述头部端处支撑所述紧固件，同时将所述芯棒完全牵拉穿过所述紧固件孔，由此使所述紧固件杆部膨胀至所述工件构件的所述开孔中，并且使得所述键条的所述顶部靠在所述开孔上变形，并且使得所述紧固件杆部的所述尾部端径向扩大而与所述第二工件构件相邻。14.根据权利要求13所述的方法，其中，步骤c)通过工具实施，所述工具包括圆锥凹端面，所述圆锥凹端面支承在所述紧固件头部的上表面上。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·布鲁尔，
申请(专利权)人：阿弗德尔英国有限公司，
类型：
国别省市：