CN104776101B - 用于盲紧固件的铆钉、相关联的安装鼻状物及装设方法 - Google Patents

用于盲紧固件的铆钉、相关联的安装鼻状物及装设方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于盲紧固件的铆钉、相关联的安装鼻状物及装设方法，该用于盲式紧固的铆钉，其包括：螺钉，其具有操纵元件、断开凹槽、通过所述断开凹槽而与所述操纵元件隔开的头部，及螺纹部件；套管，其具有轴环及管状杆，所述管状杆包括意欲与所述螺钉的所述螺纹部件啮合的内螺纹。所述操纵元件包括能够引导所述铆钉在安装工具中的引入的第一操纵部分，及能够传递力矩的第二操纵部分，所述两个操纵部分由能够限制所述铆钉在安装工具中的轴向移动的阻断部分隔开。本发明还涉及用于装设此类铆钉的安装鼻状物，以及安装方法。本发明可特别适用于飞行器结构的装配。

Description

用于盲紧固件的铆钉、相关联的安装鼻状物及装设方法
优先权主张
本申请案主张下列申请案的优先权：
2014年01月14日申请的申请号为FR14 50281的专利申请案。
技术领域
本发明涉及盲紧固件，即仅从组合件的一侧(通常被称作“可接近”侧)穿过待装配的结构装设的紧固件。这些紧固件被用于(例如)装配飞行器的结构。
特别地，本发明涉及用于盲紧固件的铆钉，所述类型的铆钉包括：螺钉，其具有操纵元件、经设计以在拉伸应力下保持且在扭曲应力下断开的断开凹槽、通过所述断开凹槽而与所述操纵元件隔开的头部，光滑杆及螺纹部件；及套管，其包括能够接受所述螺钉头的轴环，及包括意欲与所述螺钉的所述螺纹部件啮合的内螺纹的管状杆。此类型的铆钉是从(例如)文件EP 1 635 994和US3,236,143得知。本发明还涉及用于装设这些铆钉的安装鼻状物。
背景技术
为了增加飞行器的生产速率以及降低装配成本，制造商设法用配备鼻状组合件的机器人将装配过程自动化。与可抓住具复杂形状的铆钉并毫无困难地将铆钉引入到孔中的人工操作员相比，机器人仅可在安装鼻状物的轴线与铆钉的轴线在将铆钉引入到结构中之前严格共轴的情况下正确地装设紧固件。已知的用于盲紧固件的铆钉及已知的安装鼻状物不允许达成这种共轴性。当铆钉经插入于安装鼻状物中时，铆钉的末端具有与安装鼻状物的轴线的显著角度偏差。因此，当机器人试图将铆钉引入到与其对置地定位的钻孔中时，铆钉的末端碰到所述结构上且不可被引入到钻孔中。
发明内容
本发明的目标为解决现有技术的铆钉的缺点，且特别为提供盲铆钉以及允许稳固的装设自动化的安装工具。
就此来说，根据本发明的铆钉包括：螺钉，其具有操纵元件、经设计以在拉伸应力下保持且在扭曲应力下断开的断开凹槽、通过所述断开凹槽而与所述操纵元件隔开的头部，光滑杆及螺纹部分；套管，所述套管包括能够接受所述头部的轴环，及包括意欲与所述螺钉的所述螺纹部分(26)啮合的内螺纹的管状杆，其中，所述螺钉的操纵元件还包括能够引导铆钉在安装工具中的引入的第一操纵部分，及能够传递力矩的第二操纵部分，所述两个操纵部分由能够限制所述铆钉在安装工具中的轴向移动的阻断部分隔开。
此类铆钉可由安装鼻状物抓住并稳定地保持，以使得铆钉的轴线实质上与安装鼻状物的轴线共轴。
根据本发明的装置还优选地具有以下特性中的至少一个：
阻断部分是圆柱形的并通过辐射式部分连结到每一操纵部分；
套管包括两个焊接元件；
套管包括用于球状物形成的区带，所述区带具有小于套管的其余部分的弹性阻力的弹性阻力；
套管包括在轴环与用于形成所述球状物的所述区带之间形成于所述套管的管状杆的外部部分上的至少一个压缩凹槽；
力矩是借助于花键、多边形面或圆柱面来传递；
所述第一操纵部分包括斜面；
套管包括与所述轴环对置的末端部分，其具有小于所述杆的外径的外径。
本发明还涉及一种用于装设盲铆钉的安装鼻状物。所述安装鼻状物包括：具有穿孔正面的圆柱形主体；布置于所述圆柱形主体内的管状护套；布置于所述管状护套内且界定内部通路的接口管。所述接口管包括具有与所述第一操纵部分及所述第二操纵部分互补的形式的用于所述铆钉的所述操纵元件的两个接受器部分，所述接受器部分中的至少一个能够传递力矩。所述接受器部分由包括在所述内部通路中可径向移动且能够限制所述铆钉的轴向移动的至少一个元件的中间部分轴向隔开，所述元件在所述内部通路中可径向移动且能够限制所述铆钉的轴向运动。此类安装鼻状物允许铆钉被稳定地保持、与所述安装鼻状物的轴线共轴。所述安装鼻状物还允许高牵引力施加到铆钉以及旋转力矩施加到同一铆钉。
根据本发明的安装鼻状物还优选地具有以下特性中的至少一个：
力矩是借助于凹槽、多边形面或滚子笼来传递；
中间部分包括至少一个外壳，径向可移动元件收纳于所述外壳中；
弹性构件在径向上朝接口管的内部压缩可移动元件；
接口管可在护套内轴向地且以旋转方式移动。
本发明还涉及用于使用根据本发明的安装鼻状物来装设根据本发明的盲铆钉的方法，其包括：啮合所述安装鼻状物与螺钉的操纵元件的第一步骤；对所述操纵元件进行轴向牵引及在所述套管上形成球状物的第二步骤；将所述螺钉扭进到所述套管中并在所述断开凹槽的层面断开所述螺钉的所述操纵元件的第三步骤。在啮合所述安装鼻状物与所述螺钉的所述操纵元件的步骤期间，径向可移动元件限制所述铆钉在所述安装鼻状物中的轴向移动。
根据本发明的所述装设方法的另一特性，在球状物形成、扭进所述螺钉及断开所述操纵元件的所述步骤期间，所述螺钉的所述操纵部分容纳于所述接口管的所述接受器部分中，所述螺钉的所述阻断部分靠在所述可移动元件上，且所述接口管容纳于所述护套内以防止所述可移动元件的任何径向移动。
附图说明
本发明的其它目标、特性和优点将自对本发明的示范性实施例的描述显而易见，所述描述将结合图式给出，其中：
图1为在未装设状态下的根据本发明的第一实施例的铆钉的等距视图；
图2为在未装设状态下的根据本发明的第一实施例的铆钉的截面图；
图3为在装设状态下的根据本发明的第一实施例的铆钉的截面图；
图4为在未装设状态下的根据本发明的第二实施例的铆钉的视图，所述铆钉包括由两个焊接套管元件形成的套管；
图5为在未装设状态下的根据本发明的第三实施例的铆钉的视图，所述铆钉包括形成于套管的外部部分中的凹槽；
图6为在未装设状态下的根据本发明的第四实施例的铆钉的视图，所述铆钉包括不同形式的操纵部分；
图7A为用于根据本发明的第一实施例的铆钉的安装鼻状物的截面图；
图7B为根据第二实施例的安装鼻状物的截面图；
图7C为用于图7B的安装鼻状物中的周边弹簧的等距视图；
图7D为沿着图7B的轴线7D-7D的截面；
图8到图15为图1到图3中的铆钉及图7A中的安装工具的截面图，说明了安装铆钉的不同步骤。
为了使理解图式容易，仅展示理解本发明所必需的元件。相同元件在不同图式间带有相同参考符号。
具体实施方式
参看图1到3，根据本发明的一个实施例的铆钉10包括螺钉12及套管14。螺钉12包括意欲在装设铆钉时断开的操纵元件16、断开凹槽18、埋头孔头部20、光滑圆柱形杆22、过渡部分24及螺纹部分26。过渡部分24允许圆柱形杆22连接到螺纹部分26，且具有小于圆柱形杆22的直径的最大直径。过渡部分24在此以弯曲形式来描绘，但可采用圆锥形式。
操纵元件16包括第一操纵部分28、阻断部分30及第二操纵部分32。在所述操纵元件的自由端，第一操纵部分28具有使操纵元件16于安装鼻状物中的中心对准及引入容易的斜面34。在此实例中，每一操纵部分28、32包括呈二十四个花键36的形式的力矩传递构件。这些花键在每一操纵部分28、32的外部周边的圆柱形部件上轴向地布置、有规律地分布且彼此轴向对准。所述两个操纵部分28、32具有使紧固件在安装鼻状物中心对准及在所述安装鼻状物与所述紧固件之间传递力矩的功能。在与斜面34相关联的第一部分28上使用大量花键帮助自动啮合。
通过双列花键系统达成的中心对准允许利用安装鼻状物的轴线来调整铆钉10的轴线，安装鼻状物的轴线本身由机器人调整到待装配的结构中的钻孔的轴线。因此，此类操纵元件16允许机器人将铆钉10引入到钻孔中而不干扰或损坏所述结构。没有此类轴向对准，由机器人将铆钉引入到待装配的结构的钻孔中是不可能的。
断开凹槽18经尺寸设定，使得所述断开凹槽具有能够在装设中承受给定牵引应力且在给定扭曲应力下断开的螺钉12的最小直径。
阻断部分30包括光滑圆柱形中间部件及分别连结到操纵部分28、32的两个凹形辐射式部分30A及30B。阻断部分30的光滑圆柱形部件的直径小于操纵部分28、32的直径，但大于断开凹槽18的最小直径。阻断部分截面因此大于所述断开凹槽的截面。辐射式部分30A、30B确保所述操纵元件在轴向方向上在安装工具中的停止，从而阻断所述铆钉在装设期间的任何轴向移动。
光滑杆22的长度是依据待装配的结构的厚度范围来选择，从而在最小厚度与最大厚度之间变化。
螺钉12以留有间隙的方式插入于套管14中，所述套管包括能够接受螺钉的埋头孔头部20的加宽轴环40，及管状杆42。在将铆钉10装设于结构中之前，管状部分42的外表面是圆柱形的，且在其与轴环40对置的末端处具有减小外径的圆柱形部分44，从而使铆钉插入于孔中容易。此较薄部分44是可选的，且所述套管在管状部分42的整个长度上可具有恒定外径。
管状杆42具有光滑圆柱形内表面46及布置在套管14的与轴环40对置的末端处的螺纹内表面48。螺钉12的螺纹与套管14的内螺纹互补。这些螺纹为(例如)通常用于航空紧固件的标准AS8879的螺纹。
套管14的总长度被分成执行单独功能的三个连续的邻近区带。第一区带G(称作夹持区带)包括轴环40，及具有光滑内表面46的管状杆42的部分，所述部分对应于待装配的结构的最小厚度。
第二变形区带U在具有光滑内表面46的管状杆42的其余部分上延伸。此区带U在铆钉10未装设时覆盖所述螺钉的光滑杆22的剩余部分、过渡区带24及螺纹部分26。所述套管的区带U意欲变形，从而形成将搁在待装配的结构的盲侧上的球状物。为了使形成球状物容易，区带U可(例如)借助于感应式电机以环形方式退火，或包括在所述套管的光滑内表面46的部分上的肩部(图上未示)，从而减小在此区带的长度上的套管的厚度。
所述套管的第三区带L遍布管状杆42的整个螺纹部分延伸。所述第三区带的功能为防止所述套管与所述螺钉的末端之间的任何平移移动，以及允许所述螺钉扭进至所述套管中。在铆钉未装设时，此区带L与螺钉12的螺纹26的末端部分接触。
图3展示待装配的两个结构50、52中的在装设状态下的图1及2的铆钉10。操纵元件16已在断开凹槽18的层面断开，使得仅所述螺钉的头部20以及所述套管的轴环40留下，从而一起形成铆钉的头部且埋入于先前形成于结构50的可接近面54中的埋头孔中。套管14的第一区带G完全埋入于结构50、52中。所述套管的第二区带U变形且包括球状物58，所述球状物的一个面与结构52的与可接近侧54对置的盲侧56接触。铆钉头20、40与球状物58之间的张力定形使结构50、52保持装配。在装配位置中，所述套管的第三区带L覆盖邻近于过渡部分24的所述螺钉的螺纹26的部分。
所述螺钉(例如)由涂布有润滑剂层的钛合金Ti6Al4V制成，且所述套管(例如)由钝化钢A286制成。在第二退火区带U中，强度为大于600MPa，而第一区带G及第三区带L的强度为大于1200MPa。
图4为根据本发明的第二实施例的铆钉10A的视图。在图4中，与图1到3的元件相同的元件保留相同参考符号，不同元件包括已添加字母A的相同参考符号。图4的铆钉与图1到3的铆钉之间的唯一不同之处在于套管14A，在第二实施例中，所述套管由焊接在一起的两个元件14A'及14A″形成。
第一套管元件14A'包括扩大轴环40A'，及能够覆盖螺钉的光滑杆部分22的具光滑内表面的管状部分42A'，其对应于待夹持的结构的最小厚度。此第一套管元件14A'的总长度具有实质上与结合图1到3所描述的铆钉的套管14的第一区带相同的长度G。套管元件14A'(例如)由加工硬化及时效硬化钢A286制成，具有强度1200MPa。
第二套管元件14A″包括管状部分42A″，其具有足够长度以覆盖剩余光滑杆部分22、过渡部分24以及螺钉的螺纹26的大部分。此第二元件具有等于结合图1到3所描述的铆钉10的套管14的第二区带U及第三区带L的长度的总和的长度。以相同于上文所描述的方式，第二套管元件14A″在第二区带L上局部经退火或变薄，以致具有允许形成球状物的较低强度。套管元件14A″(例如)由退火不锈钢制成，具有最大600MPa的强度。可使用其它材料或处理方法。
两个套管元件14A'及14A″是(例如)借助于利用激光、电子束或摩擦的焊接来焊接。
使用两个套管元件的优点为使套管14A容易生产(例如通过减少需要机器加工的内部长度及用于获得精密公差的相关联困难)，而不使成本显著增加。第二优点为允许以工业规模且因此以低成本来生产大量的相同长度的第二元件14A″，以及将所述第二元件焊接到长度不同但直径相同的第一元件14A'，因此适合于待夹持的结构的不同厚度。
图5为根据本发明的第三实施例的铆钉10B的视图。在图5中，与图1到3的元件相同的元件保留相同参考符号，而不同元件包括已添加字母B的相同参考符号。图5的铆钉与先前图式的铆钉之间的唯一不同之处在于，套管14B包括两个环形凹槽146及148，所述两个环形凹槽形成于套管14B的光滑管状部分42B的外表面上、布置于在加宽轴环40B与用于球状物形成的第二区带U之间第一区带G上。
因为所述环形凹槽布置在与结构的孔的内壁接触的套管的区带上，所以环形凹槽146及148在牵引力经施加到螺钉时在套管14B与所述结构之间压缩从而形成球状物。在压缩中，所述凹槽因此允许补偿由通过给定长度的铆钉10B可夹持的不同厚度引起的球状物的形式及尺寸的变化。特别地，所述凹槽允许在紧固件的整个夹持范围中系统地与待夹持的结构的盲面(不管待夹持的厚度如何)接触的具有令人满意的直径的单一球状物的系统形成。凹槽的数目、形状及深度可依据区带G的长度、套管的厚度及其外径而在第一区带G的长度上变化。
图6为根据本发明的第四实施例的铆钉10C的视图。在此实施例中，操纵元件16C的第一部分28C为圆柱且包括功能与铆钉10的斜面34相同的斜面34C。第二操纵部分32C包括分布在其周边上的多边形面36C。在此实例中，第一操纵部分28C具有在安装工具中心对准并引导操纵元件的功能，而第二操纵部分32C具有在所述安装工具与铆钉10C之间传递力矩的功能。第一操纵部分28C的直径在此小于或等于第二操纵部分32C的最大直径。第一操纵部分28C在轴向方向上的长度大于第二操纵部分32C的长度，特别地减少由于所述安装工具与所述第二部分之间的接触表面的增加的铆钉的末端处的角度偏转。图12中所展示的此构形允许铆钉的轴线与安装鼻状物的轴线的具有约一度的极好精度的对准。阻断部分相同于铆钉10的阻断部分且执行与铆钉10C在安装工具中的平移停止相同的功能。套管14C在与轴环对置的末端处包括斜面44C，其使铆钉容易插入于钻孔中且吸收铆钉10C的轴线A与安装鼻状物的轴线之间的微小角间隙。
图7A为可用于安装工具上且适合装设上文所描述的铆钉10、10A或10B的安装鼻状物60的截面图。安装鼻状物60包括具有意欲接触结构的可接近侧的正面64的空心圆柱形主体62。正面64在其中心经穿刺而具有具足够直径以允许操纵元件16及螺钉12的头部20通过的开口66。圆柱形主体62在其内部接受空心的圆柱形固定护套68。护套68布置在主体62中以致在主体62的接近于正面64的前端处提供内部环形空间E。
接口管70布置于护套68内且能够在护套68内轴向地且以旋转方式移动。接口管70包括定界在所述接口管的整个长度上轴向地延伸的通路72的内壁70A。接口管70包括前端74，其截头圆锥体的外表面收纳于所述主体的开口66中。前端74的内表面(其形成通路72的前端)包括具有与螺钉的操纵部分28、32的花键36互补的驱动表面80的第一接受器部分76。接口管70包括处于通路72中的第二接受器部分78，其在轴向上与第一部分76相隔一定距离而布置。第二接受器部分78还包括与螺钉的第一操纵部分28的花键36互补的驱动表面80。在此实例中，驱动表面80由形成于所述接口管的壁70A的内表面上的二十四个轴向花键组成。所述花键从接口管70的前端到对置后端连续。所述花键有规律地分布在壁70A的内表面上且对应于螺钉的操纵元件的花键36的布置及数目。所述安装鼻状物的花键的径向尺寸对应于螺钉的花键的径向尺寸，在允许螺钉与接口管之间的轴向方向上的平移移动的微小间隙内。
两个接受器部分76、78由中间部分82隔开，在所述中间部分中，四个外壳84贯穿接口管70的壁的全宽度而径向地产生，从而通向通路72。可在径向方向上移动的元件86被布置在每一外壳84中。可移动元件86通常由高硬度钢制成。所述可移动元件包括与螺钉的操纵元件16的阻断部分30互补的具复曲面形式的内表面88，及能够在护套68中滑动的外部圆柱面90。弹性构件(图中未示)是以环形方式布置在形成于所述可移动元件的外面及所述接口管的外面上的凹槽92中。所述弹性元件有助于在内部通路72中在径向上朝接口管70内部压缩所述可移动元件。所述可移动元件允许视所述元件采用的径向位置而定的中间部分82的内径的变化。在其余或零间隔的位置中或在零间隔情况下，可移动元件86通向通路72。中间部分82的内径因而小于接受器部分76、78的最小直径。此内径对应于螺钉16的阻断部分30的圆柱形部件的外径。在最大间隔位置中，所述可移动元件在外壳84内朝接口管70外压紧，以使得所述中间部分的内径至少等于接受器部分76、78的最大直径。
第二接受器部分78与其后端96之间的内壁70A是光滑的且具有至少等于接受器部分76、78的最大直径的直径以致允许在断开后移除操纵元件16。
通常，在第一接受器部分76上，所述安装鼻状物包括具有适合于接受螺钉12的操纵部分28、32的形式的表面，这是因为这些两个部分在所述安装工具的第一部分76内滑动。在第二接受器部分78上，安装鼻状物60包括具有与螺钉的操纵元件16的第一部分28(其完全收纳于此接受器部分中)互补的形式的表面。
图7B展示适合于装设铆钉10C的安装鼻状物60C，其包括主体62C、截头圆锥体护套68C及圆柱形接口管70C。鼻状物60C包括具有等效于铆钉10C的第二操纵部分32C的十二个花键的十二个花键的第一接受器部分76C。所述鼻状物还包括具有光滑圆柱形内表面的第二接受器部分78C，其在给定公差内具有等于铆钉10C的第一操纵部分28C的外径的内径。在此实例中，可移动元件86C具有不具凹槽的圆柱形外表面90C，且由在护套68C的外表面与主体62C的内表面之间延伸的弹性构件98保持在适当位置。
图7C为在图7B上可见的周边弹簧98的等距视图。弹簧98包括圆形末端100，所述圆形末端的内径无空隙地搁置在护套68C的外表面上。有规律地分布的六个柔性臂102从末端100伸出。每一柔性臂在与所述圆形末端对置的末端处终止于弧形的覆盖60°的角表面的末端部分104中。在静止位置中，六个末端部分104的装配形成具有小于中间部分82C的外径的内径的圆形末端。在此实例中，弹簧98装设在护套68C上，以使得每一弓形部分104具有搁在中间部件82C上及搁在可移动元件86C上的部件(图7D)。因此，当可移动元件86C在径向上朝外部移动时，仅每一末端部分104的部分经受径向力。此类弹簧98由经热处理且硬化的钢制成，显然比橡胶的弹性部件牢固且将执行大量装设循环而无需维护。此弹簧不会变成椭圆形(与具有一个或多个绕组的弹簧相比)，且可在极有限的环形空间中对可移动元件86施加压缩力。
在图8到15中说明在结构S中装设关于图1到3所描述的铆钉10的方法。为了简化，仅描绘单一结构S，但应理解，此结构由待装配的若干结构子元件组成。
而且，对于装设上文所描述的铆钉10A、10B或10C来说，下文所描述的装设方法恰好相同。
在未装设状态下，铆钉10(例如)布置在容器P中且由具备上文所描述的安装鼻状物60的机器人抓住。如图8上所说明，安装鼻状物60在螺钉的操纵元件16的方向(箭头F1)上前进，直到所述安装鼻状物与操纵元件接触。通过操纵元件的斜面34引导，第一操纵部分28的花键36在轴向上刺入安装鼻状物60的第一接受器部分76的花键80中。随着所述安装鼻状物接近所述容器且铆钉的操纵元件16在接口管70中前进，斜面34在径向上朝外部推动可移动元件86。
所述可移动元件之间的间隔在第一操纵部分28布置于所述安装鼻状物的两个接受器部分76、78之间时达到最大，如图9上所说明。
当第一操纵部分28进入到所述工具的第二接受器部分78中时(如图10所示)，所述可移动元件在径向上朝内部返回以在收纳于凹槽92中的弹性环的作用下与铆钉10的阻断部分30接触。螺钉的操纵元件16因而完全容纳于安装鼻状物60中。在此位置中，第一操纵部分28插入于所述安装鼻状物的第二接受器部分78中，阻断部分30由所述可移动元件的内表面88保持，且第二操纵部分32插入于所述安装鼻状物的第一接受器部分76中。接口管70接着被向后推动，以使得所述可移动元件变成靠在辐射式部分30A上。因为护套68在主体62内不能移动，所以所述可移动元件的圆柱形外表面90逐渐滑动到护套68中。可移动元件86因而可不再在径向方向上移动(如图10及图11所示)。在牵引作用下，所述可移动元件的撞击受阻断部分的辐射式部分30A限制。
螺钉的操纵元件16由于螺钉的操纵元件的互补表面的啮合以及能够传递力矩的接受器部分而阻断接口管中的旋转，且由于螺钉的可移动元件与阻断部分的啮合而亦阻断平移。
与安装工具中的铆钉运动的阻断相关联的中心对准确保铆钉的末端44处的具有最小角间隙的支撑，以使得铆钉轴线实质上与安装鼻状物的轴线共轴。如图11上所展示，铆钉10的轴线与接口管70的轴线重合或以小于几度的角间隙实质上重合。机器人可接着移动以面对形成于结构S中的孔且(例如)通过光学识别而自我对准。因此，铆钉10实质上与所述孔的轴线对准。
铆钉10接着由机器人从可接近侧穿过所述孔而置放，紧固件末端处的减小直径44(或铆钉10C的斜面44C)帮助在所述孔中心对准及引导所述铆钉。所述孔在此包括能够接受铆钉的头部(包括套管40的轴环及螺钉的头部20)的埋头孔。当铆钉头与所述埋头孔接触时，螺纹末端26在盲侧上突出于所述结果。在图12中所展示的位置中，螺钉的操纵元件16完全容纳于操纵鼻状物60内，且正面64靠在套管的轴环40及结构S的可接近面上。
装设铆钉10的所述第一步骤由形成球状物组成。对于此步骤来说，接口管70执行主体62内的与结构相反的方向上(箭头F2的方向上)的轴向移动。在此移动期间，可移动元件86的外表面90在护套68中滑动，直到所述可移动元件完全俘获于接口管70中。因此，螺钉的阻断凹槽30由限制铆钉的轴向运动的可移动元件86稳定地保持。在图12上，接口管70拉紧螺钉12的操纵元件16，从而套管14的轴环40由正面64不可移动地保持在结构。
接口管70继续在轴向上移动，从而朝结构S的盲侧驱动螺钉的螺纹部分26及套管的内螺纹48，直到球状物58形成，所述球状物的一个面变成靠在盲面上(如图13所示)。螺钉12的头部20因而容纳于所述安装鼻状物的环形空间E中。
所述第二步骤由将螺钉12扭进到套管14中以使螺钉的头部20到达套管的轴环40组成。施加到接口管70的牵引停止，且旋转移动经施加到现能够在所述结构的方向(图14上的箭头F3)上自由地平移移动的接口管。图14说明此移动的结束：接口管70已返回到其在护套68中的初始位置，以使得可移动元件86再次能够在弹性构件的应力极限内在径向上自由移动。所述可移动元件已抵靠阻断区带的第二辐射式部分30B停止。螺钉的头部20搁置在套管的轴环40中。螺钉的螺纹部分26大部分突出于套管14的较薄部分44。
所述第三步骤由通过断开螺钉的操纵元件16来结束铆钉的装设而组成。一旦螺钉的头部20搁置在套管的轴环40中，接口管70即继续转动。力矩是通过螺钉的两个操纵部分28、32传递到螺钉。断开凹槽18经设计以在高于某一力矩水平时断开。所述断开凹槽在达到此阈值后即断开，从而使头部20与结构S的可接近表面齐平。
操纵元件16在断开后即从安装鼻状物的背面或前面撤出。图15以分解视图展示安装鼻状物60、断开的操纵元件16及装设于结构S中的铆钉10。
安装鼻状物60接着收回以移动到待抓住的下一铆钉。所述装设顺序可再次开始。
根据本发明的铆钉及安装鼻状物在结构上并不仅限于上文所描述的实例。举例来说，铆钉头可突出而非内埋。能够传递力矩的操纵部分或多个操纵部分28、32可包括十二个花键、多边形面或允许转移力矩的任何其它构件。所述操纵部分还可具有圆形截面。在此情况下，安装鼻状物在互补接受器部分中包括用于力矩传递的圆形构件，例如滚子笼。
铆钉可组合上文所描述的若干实施例。举例来说，套管14可包括两个焊接套管元件14A'、14A″，及第一元件14A'的外表面上的压缩凹槽146、148。作为变体，套管14可包括单一套管元件及在其外表面上的环形凹槽。
阻断部分30可采用不同形式，只要所述形式允许阻断安装工具中的铆钉移动。举例来说，阻断部分可为圆柱形，具有与邻近操纵部分相同的外径，且包括能够接受安装工具的径向地滑动的可移动元件的连续圆形或卵形开口。
外壳84及可移动元件86的数目及形式可变化，从而与铆钉的阻断部分30的形式互补。外壳必须允许可移动元件86在螺钉插入于安装鼻状物60中时的围绕螺钉的操纵元件16的径向运动。可仅存在(例如)单一外壳(单一可移动元件收纳于其中)，其为具有能够支撑所描述的减小外径的铆钉10、10A、10B或10C的阻断部分的两个分叉的叉的形式，或穿过开口径向地滑动的插销的形式。可移动元件86还可由球或圆锥形式的元件替代。
内护套68可由环形肩部替代，所述环形肩部形成于主体62的内表面上、跨足够长度布置以在螺钉的牵引下在径向方向上阻断可移动元件86以形成球状物。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种铆钉(10、10A、10B、10C)，其包括：螺钉(12)，其具有操纵元件(16)、经设计以在拉伸应力下保持且在扭曲应力下断开的断开凹槽(18)、通过所述断开凹槽而与所述操纵元件隔开的头部(20)，光滑杆(22)及螺纹部分(26)；套管(14、14A)，所述套管(14、14A)包括能够接受所述头部(20)的轴环(40)，及包括意欲与所述螺钉的所述螺纹部分(26)啮合的内螺纹(48)的管状杆(42、42A、42B)，其特征在于，所述螺钉的所述操纵元件(16)包括能够引导所述铆钉到安装工具中的引入的第一操纵部分(28、28C)，及能够传递力矩的第二操纵部分(32、32C)，所述第一操纵部分及所述第二操纵部分由能够限制所述铆钉在安装工具中的轴向运动的阻断部分(30)隔开。
2.根据权利要求1所述的铆钉(10、10A、10B、10C)，其特征在于，所述阻断部分包括圆柱形中间部分且通过辐射式部分(30A、30B)连接到所述第一操纵部分及所述第二操纵部分中的每一个。
3.根据权利要求1所述的铆钉(10A)，其特征在于，所述套管(14A)包括两个焊接元件(14A'、14A”)。
4.根据权利要求1或3所述的铆钉(10、10A、10B、10C)，其特征在于，所述套管包括用于球状物形成的区带(U)，所述用于球状物形成的区带(U)具有小于所述套管的其余部分的弹性强度的弹性强度。
5.根据权利要求4所述的铆钉(10B)，其特征在于，所述套管包括在所述轴环(40)与所述用于球状物形成的区带(U)之间形成于所述套管的所述管状杆(42)的外部部分上的至少一个压缩凹槽(146、148)。
6.根据权利要求1所述的铆钉(10、10A、10B、10C)，其特征在于，所述力矩是借助于具有多边形面或圆柱面的花键来传递。
7.根据权利要求1所述的铆钉(10、10A、10B、10C)，其特征在于，所述第一操纵部分(28、28C)包括斜面(34、34C)。
8.根据权利要求1所述的铆钉(10、10A、10B、10C)，其特征在于，所述套管包括与所述轴环(40)对置的末端部分(44、44C)，其具有小于所述管状杆(42)的外径的外径。
9.一种用于装设根据权利要求1至8任一项所述的铆钉(10、10A、10B、10C)的安装鼻状物(60、60C)，所述安装鼻状物包括：具有穿孔正面(64)的圆柱形主体(62)；布置于所述圆柱形主体内的管状护套(68)；布置于所述管状护套内且界定内部通路(72)的接口管(70)，其特征在于，所述接口管(70)包括用于所述铆钉的所述操纵元件(16)的两个接受器部分(76、78；76C、78C)，其具有与所述第一操纵部分(28、28C)及所述第二操纵部分(32、32C)互补的形式，所述接受器部分中的至少一个能够传递力矩，所述接受器部分由包括至少一个径向可移动的元件(86)的中间部分(82)轴向隔开，所述至少一个径向可移动的元件在所述内部通路中且能够限制所述铆钉的轴向运动。
10.根据权利要求9所述的安装鼻状物(60)，其特征在于，所述力矩借助于花键(90)、借助于多边形面或通过滚子笼来传递。
11.根据权利要求9所述的安装鼻状物(60)，其特征在于，所述中间部分(82)包括至少一个外壳(84)，所述至少一个径向可移动的元件(86)收纳于所述外壳中。
12.根据权利要求9所述的安装鼻状物(60)，其特征在于，一弹性构件(98)径向地朝所述接口管的内部压缩所述至少一个径向可移动的元件(86)。
13.根据权利要求9所述的安装鼻状物(60)，其特征在于，所述接口管(70)可在所述管状护套(68)内轴向地且以旋转方式移动。
14.一种用于使用根据权利要求9至13任一项所述的安装鼻状物(60、60C)来装设根据权利要求1至8任一项所述的铆钉(10、10A、10B、10C)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
啮合所述安装鼻状物与所述螺钉的所述操纵元件(16)，
对所述操纵元件(16)进行轴向牵引及在所述套管(14、14A、14B)上形成球状物(58)，
将所述螺钉(12)扭进到所述套管中并在所述断开凹槽(18)的层面断开所述螺钉的所述操纵元件，
其中，在啮合所述安装鼻状物与所述螺钉的所述操纵元件(16)的步骤期间，一径向可移动的元件(86)限制所述铆钉在所述安装鼻状物中的轴向运动。
15.根据权利要求14所述的装设方法，其特征在于，在形成球状物、扭进所述螺钉及断开所述操纵元件的步骤期间，所述螺钉的所述第一操纵部分(28、28C)及所述第二操纵部分(32、32C)容纳于所述接口管(70、70C)的所述接受器部分中，所述螺钉的所述阻断部分(30)靠在所述径向可移动的元件(86)上，且所述接口管(70、70C)容纳于所述管状护套(68、68C)内以防止所述径向可移动的元件(86)的任何径向移动。
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