CN102792033A - 柔性弹簧紧固件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接器，其包括具有一螺旋的一个本体，所述螺旋配置成对应于施加至所述连接器的力的改变而圆周地改变。所述连接器的特征在于，所述螺旋具有至少一个具有一锥形圆周的部分。

Description

柔性弹簧紧固件

技术领域

本发明涉及一种新型弹簧紧固件，具体为一种摩擦机构。本发明中将以螺旋铆固的形式说明该紧固件。

背景技术

为便于一般性参考，应了解到螺栓和螺钉均包括头部和螺纹轴。螺栓和螺钉的区别在于螺栓通常具有贯穿整个轴(除去螺纹的作用)的同样横截面而螺钉通常在头部远端的轴的末端逐渐变细成为一点。本发明的原理适用于成千上万种螺栓和螺钉的变体。

螺栓和螺钉在性质上是暂时性的，而铆钉在性质上则是永久性的。传统的实心铆钉(由可变形合金制造的具有头部的简易轴)现今已不再常见，而且通常使用的铆钉是具有外部可变形部分(通过材料选择及/或设计细节实现变形)和中心拉力元件的“波普空心铆钉”，工具在中心拉力元件上牵拉以使外部变形。目前，紧固件在波普空心铆钉使用的地方扩展形成钻孔中的稳固安装。

据了解，国际上估计紧固件工业的价值为每年500亿美元，而且紧固件工业的航空使用部分约占三分之一。

目前所使用的螺栓的其中一个缺点在于：据估计约占50％的机械故障是由螺母和螺栓的摇松导致的。

此类故障的一个极端例子是在巴黎的戴高乐机场发生的和谐式客机坠毁。发生此次坠毁的原因是一个小金属带从DC10飞机上脱落到跑道上。

已经做了许多尝试，并且已经具有许多论述世界各界人氏努力发明螺栓形式的紧固机构的申请专利，所述螺栓将各元件强有力地固定在一起而又不会随振动而松动。

这类机构中的部分包括：

通过精确地控制紧固过程，以最基本形式使用简易螺纹螺栓和螺母对。如果施加正确的旋转力，那么螺纹螺栓和螺母对则是可靠的，然而极难施加、测量或检查正确的力。在紧固件工业中众所周知的是：当最大限度地固紧(通常通过螺母)时，螺栓的正确轴向伸展是直线伸展的0.5％到1.0％。此方法的问题在于获得所需力所要求的额外时间、设备、技术和费用。

标准弹簧或开口垫圈用于提供使一个螺纹相对于其他螺纹产生偏离的轴向作用力。然而，开口垫圈在使用中已完全压缩，因此其主要作为标准平垫圈使用，并且仅在开口区域的前沿尖锐的时起到很小的防旋转作用。

乐泰^TM是一种压氧胶。压氧胶可以用来粘接螺纹，但其对清洁度和温度非常敏感，使用起来比较麻烦，并且要求合作元件之间存在紧密公差。

有时，也可以使用一对螺纹螺母来改善抗振性，但进度比较缓慢并且增加了费用。另外，这种方式仅少许地改善了抗振性，因为紧固件的轴向伸展仍然决定着螺纹摩擦啮合(目前在两个螺母上)的功效。

在螺栓的柄部穿孔的地方使用槽形螺母，并且销钉可以通过螺母上的一对槽形部以及螺栓柄中的孔，从而避免旋转或触碰到槽形螺母。此方式改善了抗振性，但其速度比较缓慢并且增加了费用。

专利第DE 10204721号揭示了一种可以改变紧固件的长度的弹簧螺栓。此弹簧螺栓具有一个从螺栓的头部延伸并且连接至一个实心螺纹区域的螺旋弹簧。此弹簧螺栓仅在其端部具有一个接合至非螺纹柔性弹簧的小螺纹部分。该装置的强度甚至比常规螺栓还低。

专利第JP 2005/325,999号揭示了一种紧固机构，其中第一紧固元件具有至第二紧固元件的振动源。这是一种用于阻尼振动的方式，而不提供强而稳固的紧固力。此外，其仅具有一个附接至弹簧的小螺纹部分。

专利第PCT/IL2001/00924号揭示了一种感兴趣的紧固机构，其具有可变螺距螺纹配置。所述紧固机构由开口螺纹圆筒构成，该开口螺纹圆筒在其静止状态时具有实质上相互平行的螺纹。在适当方向上扭转所述圆筒可以产生右旋螺纹或者左旋螺纹。所述圆筒就其本身而言并不固定至头部，并且由沿其长度方向的开口提供柔性但并非极其强力的紧固装置。

专利第US 4,917,554号揭示了一种用于将半刚性垫接合在一起的螺旋状紧固件。所述紧固件由头部和轴组成，所述轴由圆形金属丝以螺旋形式缠绕而成。当该紧固件适用于诸如垫的无定形产品时，其不可用于要求结构强度的地方。所述“螺旋形”的圆形金属丝不易于与实心物体配合使用，也不能提供简易螺纹螺栓可以提供的强度、夹持力或精细公差。

为避免螺纹紧固件振松以及剪切破坏，设计师通常会指定铆钉的用途。举例来说，在波音747“喷气式”飞机中，具有大约四百万个紧固件并且其中大多都是铆钉。

目前还存在若干重大的问题，即紧固件的成本及安装成本是制造新飞机中的重要成本，并且接下来通常需要在飞机30多年的工作寿命期间对飞机进行检查和维护。

实际上，为了维护和检查飞机子结构，铆钉的相对永恒性是一个问题，因为有用的波普空心铆钉目前需要单调而昂贵的钻孔工作，并且接着还需要重新插入新的波普空心铆钉。如果铆钉极其稳固而又能快速移除并且甚至可以作为一种选择重新使用的话，情况会更为理想。

虽然紧固件可以较传统地呈现为用于将飞机、小汽车、自行车、玩具、家具和机械结合在一起的螺母及螺栓，其目前还应用于更多的用途。

在使用紧固件的地方，存在相同问题：通常要求紧固件为可以负担的、易于插入/使用、稳固、抗振和耐腐蚀，并且在需要时通常可以移除。

——然而，也存在实际上作为较大物品的连接零件/子零件的不太明显的“紧固件”。这些连接零件/子零件包括凸轮、鸠尾榫、楔、螺纹、杠杆、搭扣、拉链、压扣、摩擦扣以及联锁零件。

背景技术中阐明了大量将螺丝刀的刀头连接至紧固件头部的形式。然而，仍然存在许多问题：

1.刀头倾向于扭矩输出——其中当应用电力时，易使刀头与紧固件凹部脱离；

2.刀头并不固持紧固件，并且紧固件在使用前从刀头上脱落；

3.紧固件中的凹部易于遭涂料及/或腐蚀镀层危害；

4.形成紧固件中的凹部的费用较为高。

通过使用理想的紧固件-刀头界面可以处理上述所有问题，并且在应用电力时稳固性更高。理想地是：当电力增加时，紧固件-刀头连接将更加稳固。

紧固件的另一问题是：插入速度较缓慢的波普空心铆钉相对昂贵，并且不能轻易移除或重新使用。本发明将使用“弹簧铆钉”的新型形式处理这些问题。

与上述传统应用不同的是：还存在对紧固解决方案的不太明显的需求，诸如在医学和牙科应用中，其中对骨头或牙齿的整形修复通常需要使用紧固件。

生物相容性金属合金(或者复合物)可用于销钉、螺钉、板材、球形接头/座、植入物等等，但是先前技术中未解决的问题依然存在。这些问题涉及零件的相对刚性以及适用于现有有机骨头结构的挑战：

1.用于整形外科和牙科整形的诸如钛合金的材料尤其强力，但是因此相对刚强。如果将这些零件设计为可以在严重负荷下伸缩的话，可以避免医学装置对骨界面造成的故障，尤其在零件的相邻骨“接合”之前可以取得更好的效果。

2.生物特征决非简单的几何形式，诸如圆筒或圆锥。举例来说，骨头内部的腔体在路线、形式和横截面方面均不规则。特别是当拔掉一颗牙齿时，保持在颌骨中的腔体在形式上是较为有机和锥形，并且因人(实际上因牙齿)而显著变化。通常将颌钻成规则形式，以便以可螺纹地的方式接合刚性紧固件元件。如果提出一种可以自然地或以较小调整的方式与腔体的各种有机形式啮合的连接方案，可以获得更高的安全性、廉价性及快速性。这样可以保留更多完整的骨头，保存所形成基体的特征，并且避免在植入之前的钻孔前延长等待骨头重新生长的时间。

3.人类的骨骼结构并非静态的。如果针对人体结构的连接系统不仅可以适应人体结构而且还可适应或调整(尤其是针对处于生长发育中的孩子)，或者可以移除的话，那么可以改善所述连接系统。

牙移植是相对普通的程序并且是生物医学领域中的连接技术的一个良好的实例，但其中也存在未解决的挑战：牙移植涉及人造牙根部置换并且在牙修复学中用于支撑类似于一颗牙齿或一组牙齿的修复体。在最基本的形式下，放置合式移植体要求使用手动骨刀或精密钻机以高变速进入骨头中以避免骨头的燃烧或压迫性坏死。经历不同的时间后，允许骨头在移植体(骨结合)的表面上生长，并且可以讲一个或多个牙齿安置在该移植体上。安置移植体所需的时间将视医师的经验、骨头的质量和数量以及个体状况的难度而改变。据报道，主要由骨结合的失败引起的失败率约为5％。然而在完成程序中存在延迟性这一重大问题。

——一种越来越普遍的用来保护骨头并且缩短治疗时间的策略包括将牙移植体安置在最近的提取部位。此外，由于该程序的成功率目前是可接受的，所以即刻移植越来越普遍。为此将成月地缩短治疗时间，并且某些情况下，可在手术中安置移植体的同时将假牙附接至移植体。然而，增加了在这些情况下移植失败的可能性。

——安置移植体的同时，要么安置一个穿过粘膜的愈合基台，要么安置一个与牙移植体表面相齐平的“盖用螺钉”。安置盖用螺钉时，黏膜在整合过程中覆盖移植体。接着，完成第二项手术以便安置愈合基台。

——在安置并行骨移植物或者为达到美感而要求使用黏膜时，有时会选择两段式手术。某些移植体为整体式，因此不需要使用愈合基台。

——在精选情况下，可以通过一次性手术中的“即刻负重”程序对病人进行移植和修复手术。在这些情况下，定型一种临时的假牙用于避免牙齿与骨头整合的过程中将咬力传送到移植体上。

手术时机：拔牙之后可以选择以下方式安置牙移植体：

1.拔牙后立即安置移植体。

2.拔牙后延迟安置移植体(拔牙后的两周至三个月之后)。

3.晚期安置(拔牙后的三个月或三个月之后)。

根据牙移植体的负重时机，将负重程序分为：

1.即刻负重程序。

2.前期负重(1-12周)

3.延迟负重(三个月以上)

一般来说，以上背景技术中的牙移植过程极其依赖于骨整合过程的速度和成功。最好能在不在下颌上钻孔的情况下将移植体机械地牢固连接至凹处，这样久而久之就可以在骨整合过程中使得机械连接额外牢固并且永久。

在无齿的下颌部位上，向受体骨内钻上一个导向孔以避开重要的结构(特别是下齿槽神经(IAN)及下颌骨内的颏孔)。

——向颚骨内钻孔通常由几个单独的步骤完成。使用渐宽形钻机扩张导向孔(通常是基于移植体的宽度和长度在三到七个连续的钻孔步骤中进行)。

——避免过热损坏造骨细胞或骨细胞。喷洒冷却生理盐水或水将骨头的温度保持在47℃以下(约117F)。

——移植体螺丝可以是自攻螺丝，并且以精密的扭矩将拧到位以避免使周围的骨头超负荷(超负荷的骨头可能坏死，称为骨坏死，其可导致不能将移植体完全与颚骨整合或结合)。

——通常在大多数的移植体系中，由于钻尖的形状原因，截骨或钻孔比安置的移植体大约深1毫米。因此，在重要结构附近钻孔时手术医生必须将附加长度纳入考虑范围。

通过采用CT(计算机断层)扫描可以适当地减少颌骨钻孔或修改的时间及风险性：如在手术前采用CT(也称为CBCT(锥面光束计算机断层)或3D X射线成像)精确瞄准重要结构，可以通过采取计算机辅助设计并生产成角导向器的方式将安全区域缩小至1毫米。将连接装置装到可见的颌缝隙中或者进行微小的颌修改，并且配备有限库存的装置的话将会更安全更快捷。

本说明书中所引用所有参考文献，包括任何专利或专利申请都通过引用结合到本文中。不允许由任何参考文献构成现有技术。这些参考文献的讨论陈述了其作者的主张，并且申请人保留向所引用的文件的精确度及相关性挑战的权力。必须清楚了解的是，尽管本说明书中涉及大量的现有技术刊物，并不代表可以在新西兰或任何其他国家利用任何这些文件构成现有技术中的部分一般常识。

我们认为，在各个行政辖区内，术语——“包含”可以表示独有的或包括的意思。为便于理解本说明书，除非另有说明，术语——“包含”表示包括的意思，即，其用来表示不仅包括直接引用的列出部件，还包括其他未指定的部件或元件。这一基本原理还适用于一种方法或过程中涉及一个或多个步骤的术语“被包含”或“包含”。

本发明的目的是解决上述问题或者至少为大众提供一种有用的选择。

下文中将仅以实例的方式描述本发明的更多方面和优点。

本发明的揭示内容以及最佳方式

根据本发明的一个方面，提供一种连接器，其包括：

一个本体，所述本体具有一个螺旋，所述螺旋在圆周上的改变与施加至所述连接器的力的改变相对应。

所述连接器的特征在于：

所述螺旋至少具有一个含一锥形圆周的部分。

根据本发明的另一方面，提供一种用于将旋转扭矩施加至如上所述的连接器的螺丝刀刀头，

其特征在于：

所述螺丝刀刀头包括一本体，所述本体在可连接至一旋转螺丝刀的一端上具有一附接部分，并且

所述本体在相对于附接部分的远端具有一个轴，所述轴配置成与所述连接器的所述内部圆周相啮合。

根据本发明的又一方面，提供一种用于紧固如上所述连接器的方法，

所述方法的特征在于包含以下步骤：

a)将所述连接器插入至一部件缝隙中，

b)通过上述的螺丝刀刀头将旋转扭矩施加至所述连接器以在所述缝隙中固定所述连接器，

c)施加进一步螺旋扭矩以将所述螺丝刀刀头从所述连接器中释放。

根据本发明的再一方面，提供一种紧固系统，其包括如上所述的连接器和螺丝刀刀头。所述紧固系统的某些版本还可以包括具有用于容纳连接器的预钻缝隙的部件。

应了解，导致圆周变化的力可为多种形式的。

在一个实施例中，所述力以直线的方式施加，因此连接器的圆周由于施加至本体的直线张力或者所施加的压缩力而改变。

然而，在本发明的优选实施例中，施加至本体的用于改变其圆周的力为旋转扭矩的形式。

还应了解到，力的改变导致圆周改变。因此，施加旋转扭矩可造成连接器的圆周的增大或减小。同样地，释放连接器上的旋转力也可以导致圆周改变。

按照设想，锥形圆周可作为连接器的外圆周或内圆周，或者在一些实施例中既为外圆周又为内圆周。稍后，将在本说明书中详细论述锥形的重要性。下面先对锥形的有用性进行简单的概述。

在具有锥形外圆周的连接器中，允许将连接器部分地推入到缝隙中以形成摩擦配合。连接器与缝隙的此种啮合的重要性在于所述缝隙在将力施加至连接器以改变其圆周的开始时适当地容纳所述连接器。

举例来说，可以将连接器部分推入到一个孔中直到不能继续往前推。接着，可以向连接器施加旋转扭矩以缩小连接器的外圆周。这样，就可以继续将连接器进一步推进至缝隙中。在释放(或施加)旋转扭矩时，连接器的外圆周将增大，从而在缝隙中形成极其强力的配合。

同样地，连接器的锥形内圆周可以提供摩擦配合。

在优选实施例中，这种摩擦配合是指与将旋转扭矩施加至连接器的螺丝刀刀头的配合。举例来说，螺丝刀刀头可以具有至少一个部分锥形轴，其可定位在连接器内部直到其夹持连接器的内表面。通过所述摩擦配合将施加到螺丝刀刀头的旋转扭矩转移到连接器上。

在本发明的一些实施例中，持续施加旋转扭矩导致螺丝刀刀头与连接器的啮合以及分离。

发明人认识到，本发明的原理还可以应用于配合锥形缝隙使用具有基本上平行的内侧和外侧的连接器。发明人进行的试验表明，此种提供摩擦啮合的方式的效果不如本发明的优选实施例。然而，发明人认识到，此为本发明的潜在实施例，并且在一些实施例中，可以提供一种具有预钻锥形孔和平行侧连接器的紧固系统。

应了解到，据设想可以用于制造此连接器的材料优选为一类具有材料“记忆”构造的材料。也就是说，如果铆钉由于其上施加的力而变形，那么材料“记忆”具有使铆钉恢复原始形状的自然倾向。

定义

出于此专利揭示的目的，应用下列定义，并且下列定义为本发明揭示的不可或缺的部分：

1.术语—“螺旋的”在其正常字面意义上讲为“螺线的或螺旋的”，但其还可以用来表示“在具有或者无相关直线收缩和扩张的情况下能够径向扩张和收缩”。螺旋通常为一种可以通过指定其长度、直径和间距而进行简单数学描述的形状。

a.横截面通常(但不要求)为恒定的。外部直径可以是恒定的，但不要求必须恒定。内部孔直径可以是恒定的，但是不要求必须恒定。间距通常(但不要求)为恒定的。

b.在此定义下的更为不同寻常的螺旋的实例为空心编制管以及弹性材料管。

c.尽管本说明书附图中横截面通常为方形或者是圆形，这并不以任何方式限制横截面的形状，并且可以有效地重复使用任意形状的横截面，包括矩形、椭圆形、不规则形以及改进的圆形(或者为磨圆的)。

i.可以根据特定配合要求自定义横截面。举例来说，在对颌或骨头进行CT扫描或类似操作之后，可以自定义设计人造部分，以便其可螺旋地啮合至或适合于颌或骨头的有机形式。这将导致现场制作螺旋插件比原始制造更加困难。

2.因此，螺旋可包含以下部分：

a.具有弹性壁的管，

b.波形(或许螺旋形)壁管，

c.具有一个或多个螺旋槽的管，或者具有一个或多个螺旋槽的管形式，

d.具有一个或多个一般直线槽的管，

e.单个简易螺旋状零件，

f.一种螺旋，其性质上为标准拉伸弹簧—具有实际上相互接触的卷绕—或者螺旋可经过半拉伸，其展示在附图中。在附图中，可以看到卷绕螺旋形式之间的细小空隙。

g.若干螺旋零件，其具有以下显著优点：更好地抵抗由从侧面施加力造成的单个螺旋零件意外地从金属丝处扭断。

h.拉伸或压缩弹簧，

i.多起点螺旋设计，

j.一个以上彼此相邻的螺旋零件(包括其中一个螺旋形式叠加在另一个非螺旋或轴向零件上)，

k.一种编织双向螺旋设计，其一般特征在于编织牵引绳或中式手指夹子/拖拉玩具，

l.一种双向螺旋设计，其一般特征在于顺时针和逆时针的螺旋零件相互重叠，

m.一种螺旋形式，其中材料具有相当多重叠层(图6e)，

n.一种螺旋形式，其中螺旋角在普通弹簧内较浅或“缓慢”，即1-10°，或其具有任何其它陡峭或“快速”卷绕，即80°。后者可以通过具有大量基本同轴的杆的简易形式可视化，其中，这些杆共用一个中心共用轴线并和缓地绕过所述轴线(图7)。

i.一种螺旋形式，其具有一个在某一区域平缓而在其它区域快速的可变螺距。

3.术语—“紧固件”包括临时性、永久性、可调整性和固定紧固件以及任何用于紧固较大整体件的部件或子部件。

4.术语—“机构”包括任何装置、组件或单一项目。

5.“钻孔”指任何可以容纳紧固件的内墙。其可以包含：一个或多个具有孔的薄板或板件；一个外壳；一个铸体；一个螺母(螺纹或平螺母)以及在骨头或其他本体零件内部的自然改良或形成的空腔。钻孔可具有恒定的内径，或其在某一区域逐渐变细。在用于容纳紧固件的近端上，可在较大的内孔径的区域内配备导线。

6.为方便参考，本发明中的连接器可称为弹簧紧固件—但这并不表示其仅限于弹簧紧固件。术语—“弹簧紧固件”最广义地包括使用简易的单起点螺旋，如简易弹簧、压缩弹簧、延伸弹簧、螺旋机构、复杂的多弹簧组件、具有两个或两个以上由单个来回卷绕的金属/塑料/聚合物制备的相邻卷绕、多起点螺旋、重叠螺旋元件、螺纹配合的螺旋元件(其中一个部件至少部分地螺纹插入或缠绕进另一个部件)，编织或交织零件(包括编织绳或中式手指夹子)以及其他通过其设计和/或材料(或许为弹性)可以当作弹簧使用的零件。可将任何相邻的零件或材料看作是一个单独的零件或者是弹簧紧固件的一个不可或缺的部分。

a.考虑到本专利的目的，弹簧紧固件最好为紧密缠绕的重型方截面弹簧钢丝的单一(单起点)螺旋或者为“简易方形弹簧铆钉”，其具有一个具备让导线进入的微锥形的远端、一个用于在使用中锁定至钻孔的区域以及一个具备用于附上驱动件，如电螺丝刀刀头的中央孔的近端。

i.尽管简易方形弹簧铆钉可在其近端具有一个定义的可视头部细部，但这并不是必须要求的，因为该简易方形弹簧铆钉的未压缩部分可能在使用过程中有效地形成头部。该简易方形弹簧铆钉的未插入钻孔中的部分将保持其原始直径并作为头部使用。

ii.同样地，在简易方形弹簧铆钉中不要求提供位于远端的螺母，因为插入钻孔中的简易方形弹簧铆钉的远端将“弹性地”恢复其原始直径并作为螺母使用。

iii.简易方形弹簧铆钉通过在其中心区域的径向收缩有效地形成其螺母和头部。通过进一步压缩该中心区域可以延长该区域并产生将“头部”和“螺母”向彼此拉近的合力。这样，可以协助稳固零件，并且弹性将自然地抵抗振动。

7.弹簧紧固件的“内孔”为最里面的表面，其中一个只能插入的插入杆在不改变弹簧的直径长度的情况下轻轻地与该表面接触。

8.弹簧紧固件的“外表面”为最外面的表面。

a.在螺栓、螺母或螺钉中，该外表面一般具有螺纹。

b.在铆钉中，该外表面一般为非螺纹或平整形。

c.一般来说，外表面为平整的，但这仅限于使说明简单化，因为外表面可能为螺纹的、有倒钩的、有纹理的、或者不规则的。

9.紧固件的轴为头部和螺母端之间的零件，其用于保证主要的结构强度。一般来说，弹簧紧固件中的螺旋其本身就是功能轴。

10.“自锁装置”或“自锁机构”为自身实质上定义锁定力的零件，因此人为作用在于组合各个零件。然而，主要的锁定力不怎么依赖于人的技能、意图或力量，反而更多地由至少一个零件的机械和设计特征决定。

11.“过盈配合”是指相互接触的相邻零件之间的摩擦啮合，其中相邻的表面可具有光滑/有纹理的、刚性/弹性、平行/锥形、圆形/非圆横截面、有规则的/不规则的横截面、有棱纹的/平坦的/带花键的特征，且具有配合/非配合锥角或者任何其它配置/组合。

12.术语—“金属线、杆、管、电缆或其它具有至少一个一般线性外观的元件”可以互换。

13.一般来说，本发明中的螺纹是指沿着一个表面延伸的螺旋脊，其中螺纹本身为螺旋形。在优选实施例中，螺纹为具有尖锐或锥形边缘的相当常规的形式，其可以通过与常规螺栓和螺母相同的方式轻易地与附加螺纹配合使用。通过这一相互作用提供需要的强度、夹紧力、精细公差以及两个物体之间要求的相互作用。

14.超弹性材料定义为一种可以变形至其外形尺寸至少增加1.5倍但又可以弹性地恢复到原始外形尺寸的材料。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其中轴的至少一部分为有效的螺旋形，并且轴的至少一部分不具备锚固基座，其特征在于：所述轴形成于至少一个未破损的缠绕螺旋。弹簧紧固件设计为可以在使用过程中进行外形尺寸的变化，包括轴向延伸(长度变化)和径向缩小(直径变化)，反之亦然。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其通过设计和材料选择可以在使用过程中进行外形尺寸的变化，包括轴向改变(长度变化)和径向改变(直径变化)。通常来说，在弹簧紧固件的使用过程中，其长度将增加，并且存在相关的局部径向缩小的区域。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其本质上为一种改进的简易方形弹簧铆钉，其中在使用前可以看见定义的头部细部。所述头部可为实心的或开有一个螺旋槽。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其本质上为一种改进的简易方形弹簧铆钉，其中在使用前可以看见定义的螺母细部。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其中使用一种整体的弹性材料，所述材料可能为天然或合成橡胶/弹性体。所述弹性材料可以防止液体或气体的通过。所述弹性材料可注塑成型或为与弹簧紧固件相结合的插入件。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其在插入或使用前被预拉伸和/或预转动，或者在插入钻孔中时被机械地(强制)拉伸和/或旋转。所述插入一般为线性插入—与钻孔的轴线同轴—和/或通过将弹簧紧固件缠绕进入钻孔中来实现。

——所述延伸可以在向内缠绕的过程中逐渐进行或者在锤击过程中更快速地进行。

——可能存在内部延伸使能元件或预转动使能元件，其可以为附加的销钉或单独的螺纹元件。

——如图5a所示，内部元件可为连续的螺旋形。这里，可以敲打、推动或夹紧并转动端部细部以便插入弹簧紧固件。弹簧紧固件可能具有导线，或者钻孔可能具有导线。任何内部传动销钉或元件都可以设计为固定的或可移动的(其中可包括预定义的脱模点或削弱区域)。

——通过在远端的螺旋上进行延伸和转动的插入动作，可以在要求最先插入钻孔中的远端上最先取得优势。所述远端的外部直径比钻孔的内部尺寸小，以便将其插入所述钻孔中，并且可以随后转动啮合至所述远端的工具将弹簧紧固件进一步插入所述钻孔中。

——或者，内部元件其本身也可以为螺旋形，并且其可以协助移除弹簧紧固件。

本发明还描述了一种具备一般端部销钉细部或肩部的插入工具，其中该肩部用于防止所述工具过度地向弹簧紧固件内部延伸(然而，所述肩部可以用于过度扩展弹簧紧固件，因此不能将近端的零件完全插入钻孔中)。

——工具端部细部可为锥形或平行的。

——可将工具端部细部配置为在长度上平行并朝着最先与简易扫描辐射仪(SR)的远端相啮合的尖端逐渐变细。

——所述工具可在常见的螺丝刀刀头的一端上具有六角形细部。在这一例子中，所述工具的横截面可以分为三种形式：

1.一般的六角形

2.一般的平行形

3.一般的圆形或锥形

——所述工具端部细部可为非对称形细部，因此当在一个方向上转动所述工具端部细部时，其很好地保持/夹持，以便推动或拉动弹簧紧固件。弹簧紧固件的一个优势特征为：其用于实现插入的转动方向与移除方向相同。另外，很多弹簧紧固件形式都不具备外部常规螺纹(尽管他们在结构上来说还是螺旋形的)。在这种情况下，正常的用于实现插入的“右旋为紧固”及“左旋为松开”的顺序不再适用。特别是，不存在用于基于旋转方向有区别地在轴向上使紧固件前进的螺纹。

——为此，非对称细部的一个实例为方头细部，其为微螺旋形并且正好可以放入实心紧固件近端内的相似形状的缝隙中。(所述非对称细部可以被可视化为标准方形击入式钻头—其在一端轻微地扭转)。

“预拉伸”和/或“预转动”弹簧紧固件之后，移除一个零件(一旦弹簧紧固件在钻孔中正确定位)，因此弹簧紧固件可以恢复至原形并锁定到钻孔内(形成细节化/期望的头部和螺母细节)。拉伸或转动弹簧紧固件经常要求提供用于朝其推动和/或转动的通常为远端的细节(或许为实心的)，或者保持的插入零件。推动和/或转动动作可在弹簧紧固件的使用过程中或使用之前进行，其中弹簧紧固件在使用和组合前被直线地和/或螺旋地预拉伸。

一般来说，任何形式的弹簧紧固件，包括简易方形弹簧铆钉或实心击入式钻头都要求暂时地或永久地附加至第一相邻/附加物体以及第二相邻/附加物体上。

例如：

——在简易方形弹簧铆钉中，第一附加物体可以为实心击入式钻头形式的螺丝刀刀头(可能为锥形的)，并且第二附加物体可以为钻孔。

在实心击入式钻头中，第一附加物体可以为电动工具的卡盘，而第二附加物体可以为螺丝中的钻孔或螺丝/螺栓/销钉/紧固件的外表面。根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其可在插入后压缩和/或转动，以便缩短螺旋并对着钻孔扩展(强制地)所述弹簧紧固件。所述压缩可以通过插入元件，如螺纹零件实现。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其中使用一种超弹性材料。

根据本发明的一个实施例，提供一种弹簧紧固件，其中使用“超金属记忆”材料(其可以通过改变外形尺寸交替使用晶体结构)，因此可以插入所述弹簧紧固件，并且可以通过加热或冷却改变所述弹簧紧固件的形状以便固定或移除所述弹簧紧固件。所述材料包括镍钛合金。

——弹簧紧固件中这些金属的使用可能是自锁机构设计中的极端例子。

——当然，可以使用普遍的材料进行加热或冷却以便插入、固定或移除弹簧紧固件。

按照设想，本发明中紧固机构的原理适用于多种情况。为便于参考，紧固机构被称为铆钉，常被称为简易方形弹簧铆钉。然而，这并不作为紧固机构的限制条件。

本发明可以与附属螺纹(如螺母中的螺纹)配合使用，或者直接插入材料中。

根据将要“完成”或“未完成”的弹簧紧固件的要求，本发明的头部可以是任意形状或结构。例如，头部可以设计为具有边的六边形，而其尺寸又与标准扳手等相配合。在其他实施例中，头部可以设计为与各种螺丝刀配合，如凿子或平头或菲利浦头。在其他实施例中，头部可以具有凹部，其设计为与艾伦内六角扳手、轴或锥形轴的端部配合。

同样地，轴的长度或厚度可以根据具体应用的要求任意改变。

在本发明中，弹簧紧固件的基本形式并不具有现有技术中的实心内轴。本发明人推断现有技术中的实心轴作为一个锚固座使用，但其导致了行动不灵活。

应当指出的是，本发明的基本形式中的结构由至少一个完整的圆形螺旋形成。也就是说，至少存在一个360°的转角用于形成轴和螺纹。当然，在优选实施例中，存在多个所述的转角。

一般来说，弹簧紧固件的至少一部分的外径比将与其配合的钻孔的内径的至少一部分大。通过将弹簧紧固件拧入钻孔的方式可以将弹簧紧固件压缩(和/或拉长)，这是因为不存在抵抗这种压缩的中央芯。然而，一旦停止拧紧动作时，制造“轴”的材料的天然记忆功能(以及螺旋形式)导致弹簧紧固件向外延伸以便恢复其原始形状。这样，弹簧紧固件的外表面就与钻孔形成过盈配合。

同样地，将弹簧紧固件从钻孔中移除也要求进行拧紧动作，这又再次导致弹簧紧固件压缩(和/或拉长)以便移除。惊人的是，弹簧紧固件的移除方向与其插入方向相同。因此，正常螺纹为“右旋紧固”和“左旋释放”，然而弹簧紧固件却可以是“右旋紧固或释放”或者“左旋紧固或释放”。

本发明的其中一个优点是简易化，并且在其最简易的形式下，用于将简易方形弹簧铆钉钉入相邻钻孔中的刀头实际上并不要求为方形、槽型、六角菲利浦^TM形或正传动^TM形，因为只要求其为一个简易的圆截面销钉或轴元件—例如，翻转刀头、钻子坯或锥形圆截面驱动零件。

在使用过程中，可能发生以下情况：

1.通过逆时针旋转或推入配合的方式可以将驱动零件安置在简易方形弹簧铆钉的远端内。以上目的可以通过在动力螺丝刀内部安置驱动零件方便地达到。

2.将简易方形弹簧铆钉压在钻孔(特大的)上，而简易方形弹簧铆钉/钻孔其中之一或两者都具有锥度/导线用于促进二者的初步啮合。简易方形弹簧铆钉的锥度/导线为外径缩小的形式，而钻孔的锥度/导线为内径增大的形式。

3.当使用动力工具顺时针转动驱动零件时，简易方形弹簧铆钉也跟着做顺时针转动。

4.当简易方形弹簧铆钉的导线夹紧钻孔时，可以轻松地将简易方形弹簧铆钉插入钻孔中，因为这时产生了同时导致以下结果的瞬时阻力：

a.通过螺旋式地朝着近端紧固的方式，所述驱动零件以摩擦的形式与简易方形弹簧铆钉的内部更稳固地啮合在一起，并且

b.简易方形弹簧铆钉的直径开始缩小。(如果螺旋的截面恒定，那么简易方形弹簧铆钉长度方向的直径缩小较均匀，除非存在直径、节距或其他变化)。

注意：以上顺序通过观察得出，即，缠绕进(如顺时针)简易弹簧内部的第一实心部分将牢牢地夹紧，而在同一方向上缠绕(也是顺时针)的位于同一个弹簧的同一端上面的第二实心部分根本就未夹紧，并且实际上要求反方向(逆时针)将其转动以夹紧。

5.当在轴向施力时，驱动零件继续转动简易方形弹簧铆钉以将其通过钻孔继续深入(必要时)。

以上所述的钻头为实心钻头，其在形式上为实心，并且可能为锥形。或者，钻孔本身也可能为螺旋形，以便在简易方形弹簧铆钉中使用。本发明还描述了螺旋钻头的用途，其可以在任何缝隙，包括钻孔，如实心紧固件头部内的平行、锥形或燕尾式圆形或椭圆形孔内使用。

a.螺旋钻头可以为任何合适的截面，如锥形或平行截面。

b.螺旋钻头可以用来仅在一个旋转方向上固定螺丝，因此在反方向上具有螺旋的钻头的另一端上具有螺旋形式。

c.安装在钻孔内的螺旋钻头可以应用于任何工具，包括螺丝刀、装配机器人、车床、铣床及槽刨机。

d.螺旋管头可以具有单头螺旋或多头构造，并且其还可以具有中央缝隙。所述螺旋管头还可以为实心螺旋形式，其中不存在中央缝隙，其在形式上为一个轴向缩小的螺旋钻。如图6e所示，在其本身具有重叠层的一端上，可能具有平缠绕形式。

e.可以以任何方式在啮合至钻孔或螺丝的外表面上进行抛光、螺纹形成、纹理形成、滚花或处理。

f.螺旋钻头可能具有实心芯及至少一个柔性外部螺旋部分。在使用过程中，该外部可能被强行推上内芯部分。

g.螺旋工具可能为一个单一的零件或由多个分零件构成，例如：

i.具有圆形或其他形状截面的简易弹簧元件，或许是紧密缠绕的大型方截面弹簧(也许为锥形)，

ii.保持在外部结构中的圆形或其他形状截面的弹簧元件，其或许为管状，

iii.保持在外部结构中的圆形或其他形状截面的简易弹簧元件，其或许为管状并且被强行缠绕到外部结构的内部，

iv.保持在外部结构中的圆形或其他形状截面的简易弹簧元件，其或许为管状并且通过最里面的第三零件或通过焊接粘合或其他方式保持在管状元件的内部。

h.以上描述了一种公螺旋钻头，但是原则上来说，所述螺旋钻头也可以配置为母螺旋钻头，其具体为具有螺旋槽的一般厚壁管形式。

值得欣赏的是，在可选实施例中，弹簧紧固件可以部分为本发明所述的形式部分为现有技术中所述的形式。因此，本发明描述了一种具有自锁细部的混合紧固件，其可以部分为具有实心芯的常规紧固件，部分为没有实心芯或任何其它本说明书中描述的细部的紧固件。

在弹簧紧固件具有外螺纹的情况下，拧紧动作产生的扭转力导致轴的节距和螺纹间距发生改变并且符合使用中的补充螺纹。

——拧紧动作产生的扭转力导致轴的节距和螺纹间距发生改变并且符合使用中的补充螺纹。如果节距和/或螺纹细部不同，那么相对旋转将导致摩擦，其引起一个或两个零件的弹性变形。这一原理特别适用于至少外其轴向长度上不具有实心芯的外螺纹零件，因此可以更好地进行弹性变形(按照两个零件的细部进行拉长或缩短)。

——一般来说，在本发明所描述的实施例中，针对紧固件的至少部分轴向长度，节距细部与配合零件的节距细部不同，因而零件的不匹配可以得到控制。当所述两个零件啮合在一起时，要求将二者其一或者二者同时压缩或伸展以便对准螺纹并允许继续旋转。

——相对而言，经证实，如果摩擦阻力存在于常规弹簧的螺纹与母螺纹之间的话，所述常规弹簧不能当作自锁弹簧螺丝紧固件使用。这是因为转动紧固件螺丝的这一简单动作将导致弹簧螺旋的松开以及直径的增加，并最终导致不能进一步前进。

——本发明具有一个结构螺纹，其可以抵抗直径扩大并适应由轴向延伸导致的节距不匹配。

——相对而言，可以将简易弹簧细部进行捆绑而防止继续转动。所述结构螺纹为一个非实心螺旋芯。

——因此，拧紧及松开螺栓的扭转作用用于压缩轴而提供可以轻易解开及包扎的产品。由于将螺纹推出至螺母内螺纹的轴具有记忆功能，因此可以轻松地使用螺栓和螺母组合抵抗后续产生的任何振动力。

值得欣赏的是，钻孔实际上可以当作螺母使用。

可以使用各种不同的方式形成所述弹簧紧固件，包括：螺旋挤压、注塑成型、失蜡铸造、轧制成型、压力成型、冲压、压铸、烧结、额外打印、机加工、切削或任何其它方法。

任何螺旋形式的弹簧紧固件都可能为单螺旋形或多头螺旋形。

本发明的内孔径有利地与螺旋线截面的直径相似或小于所述螺旋线截面的直径。也就是说，如果线的截面为6毫米，那么本发明的内孔的直径为6毫米或约为6毫米。

本发明的内孔径有利地为实质上小于螺旋线截面的直径。也就是说，如果线的截面为6毫米，那么本发明的内孔的直径为1毫米或约为1毫米。

在弹簧紧固件的某些实施例中，可以用缓冲或润滑材料填充中央缝隙。

在某些实施例中，所述缝隙可以作为供物质通过的通道或作为一种将附件连接至螺栓的方式。

利用除上述预拉伸之外的另外一种用于将弹簧紧固件放置到位的方法有效地在将弹簧紧固件插入材料之前或在插入过程中将所述弹簧紧固件压缩，因此该压缩动作导致弹簧紧固件的外径暂时增大。此后，弹簧紧固件将在压缩力移除之后扩展至钻孔并自行固定。

在大多数实施例中，本发明为自锁机构的形式，特别是自锁铆钉，但是锁定力可能单独地增大或通过其他零件或通过施加能量，如热量增大。

按照设想，弹簧紧固件可以由一个长条形材料制造，其中所述材料与条形形成螺纹或倒刺的边缘螺旋式缠绕。

弹簧紧固件可以为平行式(如在现有技术中用于螺栓或实心铆钉内部)，或锥形(如在现有技术中用于木螺钉内部)。

如此可见，本发明及其所有的实施例具有现有技术不具有的巨大优势。

显而易见，由于本发明的简易化设计，可以利用已知的技术相对简单地制造紧固件机构。

此外，本发明可以以套件的形式提供，其中所述套件包含弹簧紧固件和钻孔，其设计为作为一对一起运行。

在此，本发明以紧固件，特别是铆钉的方式描述，但本发明的原理可以直接应用于任何将要连接的非紧固件零件，例如：机械、运动设备、脚手架、管连接件、家具、玩具以及任何需要暂时或永久地将零件固定在一起的应用。

为了加强锥形并有点有机或不规则的钻孔内的连接，例如岩石内的孔或裂缝，具有准备钻孔的优势，因此存在预成型的反向锥形或山脊状凹陷细部。本发明描述了一种新型的铣刀，其在一端上具有中心轴以及非对称切割细部，其中所述一端相对于其他相对侧从一个点上的铣刀轴线延伸至更远的地方。在使用过程中，所述铣刀可以用于在拔牙后在颌骨内的空腔的底部切割一个槽或燕尾凹部。

在铣或钻得太深会造成危险的情况下，例如在牙移植程序中，建议使用钻子或铣刀，其不能用于在底座上切割或者具有用来限制切割深度的肩部或限深器。通过使用具有或不具有肩部的锥柄钻子或锥柄铣刀，手术医生可以轻松地确定切割深度。必要时，可以使用锥形手用丝锥，接着卷进螺旋插入物或实心插入物。

——可以部分地或者在全长上修改钻孔，因此可以在不改变远端部分的前提下将不规则有机空腔的部分近端部分设计为更规则的形状/锥形。

任何本发明中所描述的紧固件螺旋形式都可以定义为塞子，其用于容纳内部零件，如销钉、杆件、楔子、锥形物、螺纹元件、第二螺旋形式、第二紧固件、缓冲件、塞子、弹性体或其他扩展或限制零件。

——所述内部零件其本身可以容纳第三零件—位于其内部。

一种具有广泛用途的基本形式为可伸缩螺旋塞子，其在插入钻孔后不受内部限制零件的限制。

本发明的最佳实施方式

作为本发明公开的不可缺少的部分，附图进一步描述了本发明：

图1是一种简易方形弹簧铆钉，其具有：单独的螺旋1、内孔2、外表面3、近端Px、远端Dt以及中央区域7，其中所述远端具有导锥8，而所述近端具有可以容纳工具(图中未示出)的孔9。

在该实施例中，弹簧铆钉的外表面和内表面设置为具有一个实质上为平面的接触表面。

就内接触表面而言，其使得钻头与连接器之间具有比典型弹簧设计中更大的摩擦接触面积。在所述典型弹簧设计中，卷线长度上的横截面为圆形。

同样地，当本发明与穿过较厚板材的缝隙配合使用时，通过平面接触表面提供额外的夹紧表面。

平面接触外表面的另一个优势是：当本发明用于结合两个或两个以上的薄板时，可以避免螺纹的产生。例如，当在两个薄板之间卷入连接器时，可以有效地在二者之间安装圆形外接触表面。由此，可以通过卷入所述二者之间的铆钉“螺纹”将所述板分离。

图2是图1所示插入钻孔6中的简易方形弹簧铆钉的横截面。在与钻孔6啮合的区域中，中央区域7的直径缩小，而近端和远端并未缩小并且维持原有的直径，因此分别形成了头部10和螺母11。

图3是图1所示的简易方形弹簧铆钉的四个替换物的横截面和等距视图，其中具有预成型头部12和预成型螺母13。图3b、3c和3d中具有常规形式的实心头部以及预成型的较小螺母端。

图3a是一种与图2中的原始形式最相似的形式，但其具有预成型头部和螺母区域。因此，与图1和图2相比，当插入钻孔中时，将形成更大直径的头部和螺母。所述预成型头部有效地作为主题的同一个螺旋地大直径区域。

图3b是锥形内截面和六边形实心头部。

图3c是位于一端的缩小横截面及具有内锥度的六角横截面孔。

(上图中未示出内孔和外表面直径，也可能是螺旋切口或切口节距直径变化的地方。)

图3d是锥形内截面及球形封头。紧固件的外表面具有反向带形貌，其在实心头部附近比在预成型切口30的区域5内更窄4。

注意：内孔可以相对较大—如图所示，为清楚起见—但可以都较小，只要足够容纳将要插入的弹簧紧固件的压缩就可以了。

图4是一种多头螺旋弹簧紧固件，其中近端Px上的头部14为实心形式并且附属于中央区域。

图4a是一种弹簧紧固件，其可以通过位于远端上并且用于按照箭头所示的方向推动和/或转动的螺纹零件(图中未示出)预拉伸。

图4b是一种弹簧紧固件，其可以通过敲打(按照箭头所示的方向)凸起的内销钉元件(图中作为弹簧紧固件的一部分示出)插入。

图4c是一种弹簧紧固件，其与图4b中的弹簧紧固件相似。区别在于，销钉凹进(并且可以通过作为插入工具的一部分的插入销钉击打或推动)(所述零件都未示出)。

注意：不管在图4b还是4c中，都不能将销钉连接至弹簧紧固件，但可以将其释放或部分附加在机械、气动或液压插入工具上。

图4d是一种弹簧紧固件，其可以在插入之后压缩以便增加由相对于钻孔而言超大的弹簧紧固件产生的自锁力。压缩元件(未示出)可以是旋进弹簧紧固件远端的内部元件，其可以拉(或拉和转动)回到近端(按照箭头所示的方向)，以便缩短所述弹簧紧固件，增加其外直径并将钻孔锁定。

图5是多种可选的弹簧紧固件形式。

图5a是一种弹簧紧固件，其由具有单连续圆截面的材料制造。可以保持和转动或推动近端28。图中未示出导线，但所述弹簧紧固件可以安装在内部具有导线的钻孔内。

图5b是一种方形截面弹簧紧固件，其具有外锥部27和内锥部26。在细节设计中，内传动销元件(未示出)可以轴向拉伸弹簧紧固件并穿过远端(完全或部分)，因此弹簧紧固件可以维持其原始形状—或者尽量维持其原有形状(考虑到与其配合的钻孔的限制)。

图5c是一种非常简易的弹簧紧固件，其可以通过导线安装到钻孔内。可以摩擦性的将一种工具啮合入孔内，以便使用所述弹簧紧固件。

图5d是一种弹簧紧固件，其具有锥部和实心头部。

图6是一种简易弹簧铆钉的最简易形式，其以从上到下的视图方式示出了插入(箭头61)一对板62内的各个阶段。所述插入可以通过将一种工具(未示出)摩擦性的螺旋啮合至内径逐渐缩小的远端63的内表面。插入时，在中部区域64上产生限制。

图7是根据定义2的多种“螺旋”实例，其配置为多个或单个简易弹簧铆钉。

图7a是一种单头简易弹簧铆钉，其具有端头76、导锥77、螺母78、腰部或夹紧部分75以及头部79。

图7b是一种双螺旋简易弹簧铆钉。为清楚起见，图中示出了单独零件的卷绕线，但是所述卷绕线可能为一根线，因此70和71可以是结合/连续线，而72和73可以是结合/连续线。

图7c是图7a的方形截面形式，但其在表面面接触方面或在材料，如金属壳构造零件的截面中使用时具有更大的优势。

图7d是一种简易弹簧铆钉，其具有较长的腰部75以及张力头部74，其中所述张力头部朝着小端卷绕。

图7e是一种简易弹簧铆钉，其具有扩大的螺母区域。

图8是根据定义2的多种“螺旋”实例，其配置为用于牙修复工作的插入物。

图8a是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠附着在其上的六边形柱。

图8b是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的柱，其中所述柱为圆形和螺旋形。

图8c是图8b的多头螺旋形式。

图8d是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的柱，其中将锥部修改以形成一个可以固定在骨头内的预成型燕尾细部内的远端。

图8e是图8b的其中一种形式，其中所述柱为燕尾形。

图8f是图8b的其中一种形式，其中一端上的螺旋节距较小。

图8g是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的柱，其中所述柱带有内孔(如图所示，可以是平的)或者内螺纹。任何一种情况下，都可以插入内部元件或者通过缝隙施加药物。

图8h是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的柱，其中具有一个反向卷绕至插入体的螺旋切口的外螺纹。

图8i是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的柱，其中具有一个在相同方向上卷绕至插入体的螺旋切口的外螺纹。

图8j是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的螺旋柱，其中具有多个反向卷绕至插入体的螺旋切口的外螺纹。

图8k是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的实心柱80，其中具有多个反向卷绕至插入体的螺旋切口的外螺纹。

图8l是一种锥形螺纹插入物，其具有牙冠可以附着在其上的螺纹柱以及螺旋小端，其中具有一个反向卷绕至插入体的螺旋切口的外螺纹，并且所述插入物的中部为实心。

图9是根据定义2的多种“螺旋”实例，其配置为一种用于牙修复工作的插入物，其中该插入物配置为容纳一个柱(除图9e外，未示出)。

图9a是一种锥形螺纹插入物，其中其内表面配置为一个螺纹。

图9b是一种锥形螺纹插入物，其具有燕尾细部及内孔。

图9c是一种锥形螺纹插入物，其具有可以向内牢固地卷绕所述插入物的远端柄脚98。转动所述柄脚将增加向内卷绕的螺旋的直径。

图9d是一种锥形螺纹插入物，其具有一个复杂的内孔。

图9e是一种锥形螺纹插入物，其用来容纳一个销钉。

图9f是图9e中所示的一种锥形螺纹插入物，其包含一个柱销92，其中所述柱销具有一个锥形远端95。在使用过程中，按照箭头93所示的方向将所述柱销插入或卷绕进插入物中。由于所述柱销的角95比所述插入物的角96小，因此所述插入物的尖端将形成一个倚靠颌骨(可以预先成型为合适的形状)的燕尾细部。箭头94代表燕尾扩张的方向。

图10是根据定义2的三种“螺旋”实例，其配置为一种螺旋塞子连接器，用于连接成套家具。尽管这里的实力具有双端，其中一端都具有一个钩子或者其他来自现有技术的细部。这样，该实施例可以作为紧固件或壁塞使用。所示的上部视图是插入钻孔之前，而下部视图(具有箭头)中螺旋塞子的直径缩小而长度增加。(为了清晰起见，未示出钻孔)

图10a是一种简易螺旋塞子，其可以推入和/或转入一个钻孔中。

图10b是一种螺旋塞子，其具有一个在使用过程中可以推向和/或转向螺旋零件远端102的细部的内部销钉103。所述销钉具有肩部100，其用于避免将组件插入钻孔中(未示出)。

图10c是一种螺旋塞子，其具有一个在使用过程中可以推向和/或转向螺旋零件远端104的内部销钉103。所述销钉具有肩部100，其用于避免将组件插入钻孔中(未示出)。在该实例中，销钉和螺旋零件的相关孔具有斜面，其构成一种防拉出燕尾特征。

图11-16是根据定义2的多种“螺旋”实例，其配置为一种螺旋钻头用于与螺丝刀或动力工具相配合连接至紧固件，其中所述螺旋钻头本身为螺旋形，但也可以为实心的或常规形式，除非其在头部内具有用于容纳一般为圆形，可能为锥形的钻头的一般为圆形的缝隙。本发明描述了一种紧固件和钻头，其分别使用或者与任何其它装置，如螺丝刀配合使用。本发明也可以应用于非紧固件连接挑战。

图11a、12a和13a是现有技术供参考，而图11b-11j、12b-12j、13c-13e以及14h-14j是本发明的多种可选螺旋形式，其可以作为螺旋钻头使用。

钻头可能在两端上具有相同的旋转或相反的旋转细部。

可能具有实心部分和螺旋部分。

可能具有如图12d所示的一个或多个螺旋槽、图14j所示的缠绕形式、图14d所示的偏心螺旋形式、图14h所示的扭转形式或任何可以与钻孔过盈配合或螺旋配合的形式或组合，其可以是如图15a所示的缝隙151中的螺母。

图15中所示的螺母和螺栓展示了本发明的多功能性。例如，螺旋钻头可以是公钻头，如图所示，并且安装在缝隙151内，但其也可以是母钻头(如图所示，并且安装在表面150上)(其可以为平行的花键式或锥形)。

图15中所示的螺栓可以与公或母螺旋钻头配合使用。

图17是根据定义2的多种“螺旋”实例，其配置为一种外部螺旋钻头，其中所述外部螺旋钻头通过动力工具连接至外部圆截面紧固件。

图17a是一种外部螺旋钻头或连接器的一般形式。

图17b是一种外部螺旋钻头或连接器的一般形式，其具有一个平行内孔。

图17c是一种外部螺旋钻头或连接器的一般形式，其具有一个锥形内孔。

图18是根据定义2的一种“螺旋”实例，其基本特征为可以螺旋地预拉伸(变长和变细)并接着插入一个“小尺寸”钻孔中，或者插入钻孔中并接着后拉伸以便在钻孔的内孔中以辐射状延伸。

图18a是螺旋组件的等距视图，其具有外螺旋部分180和内拉伸部分189，其中所述内拉伸部分189可以在插入钻孔(未示出)之前和/或之后向外螺旋部分189施加线性和/或径向张力。可以通过旋转施加张力，如果如图所示为螺旋形，但也可以仅通过线性方式施加。任何一种情况下，细部181之间的距离183将根据组件中的张力的状态改变。

图18b是图18a中所示的组件的侧视图。

图18c是图18a中所示的组件的横截面侧视图。由于螺旋元件可以为细长的，可以保持一个实质的内部空隙188，其用于在墨西哥湾油井泄漏时供液体和气体流动。

图18d是组件本身的螺旋零件。

图19是根据定义2的多种“螺旋”实例，其基本特征为可以在内孔的外形中以放射状延伸，并接着通过反作用力摩擦性地锁定在插入的线或杆(未示出)上。

图19a是一种管子，其可以由弹性体材料制造并且可以摩擦性地锁定在相邻钻孔上。

图19b是一种管子，其带有肋并且可以摩擦性地锁定在相邻钻孔上。

图19c是一种管子，其开有槽并且可以摩擦性地锁定在相邻钻孔上。

图19d是一种管子，其开有槽并且可以摩擦性地锁定在相邻钻孔上。

图19e是一种管子，其是螺旋形并且可以摩擦性地锁定在相邻钻孔上。

图19f是图19e中所示的螺旋形式端部的细节。

图20是一种连接器，其为箭头(200)所示的弹簧紧固件。在该实施例中，弹簧紧固件(200)用于结合两个板材(201和202)。

在该实施例中，弹簧紧固件(200)包含柄脚(203)形式的头部。所述柄脚(203)本质上是所述弹簧紧固件(200)的截面，其延伸出紧固件(200)体的螺旋之外。

本说明书中仅以实例的方式描述本发明的各个方面，但是允许在不超过所附权利要求书中定义的范围的前提下进行修改和添加。

Claims (19)

1.一种连接器，

包括：

一个本体，其中所述本体具有一螺旋，所述螺旋在圆周上的改变与施加至所述连接器的力的改变相对应，

所述连接器的特征在于：

所述螺旋至少具有一个含一锥形圆周的部分。

2.根据权利要求书1所述的连接器，其中所述力以旋转扭矩的形式进行施加。

3.根据权利要求书1或2所述的连接器，其中所述螺旋至少具有一个含一锥形圆周的部分。

4.根据权利要求书1至3中任一项所述的连接器，其中所述本体的至少一部分在一轴向方向上是空心的。

5.根据权利要求书4所述的连接器，其中所述空心本体的所述内部圆周的一部分是锥形的。

6.根据权利要求书1至5中任一项所述的连接器，其中所述本体以一完整圆形螺旋的形式存在。

7.根据权利要求书1至6中任一项所述的连接器，其中所述连接器包括一头部。

8.根据权利要求书7所述的连接器，其中所述头部以一柄脚的形式存在。

9.一种用于将旋转扭矩施加至根据权利要求书4至8中任一项所述的连接器的螺丝刀刀头，

其特征在于：

所述螺丝刀刀头包括一本体，所述本体在可连接至一旋转螺丝刀的一端具有一附接部分，并且

所述本体在相对于附接部分的远端具有一轴，所述轴配置成与所述连接器的所述内部圆周啮合。

10.根据权利要求书9所述的螺丝刀刀头，其中所述轴的所述远端的至少一部分是锥形的。

11.一种紧固系统，其包括一根据权利要求书4至8中任一项所述的连接器和一根据权利要求书9或10所述的螺丝刀刀头。

12.根据权利要求书11所述的紧固系统，其包括具有预钻缝隙的部件用于对连接器的插接。

13.一种用于紧固根据权利要求书2至8中任一项所述的连接器的方法，所述方法的特征在于包含以下步骤：

a)将所述连接器插入至一部件孔中，

b)通过根据权利要求书9或10所述的螺丝刀刀头将旋转扭矩施加至所述连接器以在所述缝隙中固定所述连接器，

c)施加进一步旋转扭矩以将所述螺丝刀刀头从所述连接器中释放。

14.根据权利要求书13所述的方法，其中所述缝隙是一动物的骨头。

15.根据权利要求书14所述的方法，其中所述骨头是一颌骨。

16.一种实质上如本文中在最佳方式部分中所描述并且如附图所示的连接器。

17.一种实质上如本文中在最佳方式部分中所描述并且如附图所示的螺丝刀刀头。

18.一种实质上如本文中在最佳方式部分中所描述并且如附图所示的紧固系统。

19.一种实质上如本文中在最佳方式部分中所描述并且如附图所示的方法。

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