CN109804168B - 用于紧固和/或对齐物体的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于与扭矩动力工具一起使用的径向膨胀紧固件/对齐插头组件，该组件包括：套筒部件(10)，该套筒部件(10)可插入物体的孔中，有径向膨胀元件，该径向膨胀元件有朝向第一端的锥形的内表面部分；膨胀部件(20)，该膨胀部件(20)可插入套筒部件中，有朝向第一端的锥形的外表面部分，该外表面部分与套筒部件的径向膨胀元件的锥形的内表面部分配合；以及移动部件，该移动部件形成于套筒部件的第二端和膨胀部件的第二端之间。优选是，所述组件是自反应式的，从而能够向它施加驱动扭矩并且反作用于其上，以便产生高水平的拉力和膨胀力，而并不需要外部反作用点。

Description

用于紧固和/或对齐物体的装置
相关申请的交叉引用
本申请是共同待审的美国申请No.62/375682的继续申请，并要求它的优先权，该美国申请No.62/375682的申请日为2016年8月16日，标题为“RADIAL EXPANDING ALIGNMENTPLUG”，该文献整个被本文参引。
技术领域
本发明涉及用于机械联接器的紧固和对齐组件，特别是涉及径向膨胀的紧固和对齐组件。
背景技术
径向膨胀的紧固和对齐组件在本领域中已知。已知的径向膨胀的紧固和对齐组件包括：外部管形可膨胀元件，该外部管形可膨胀元件形成为具有内部锥形部分的套筒；以及匹配的内部膨胀元件，该内部膨胀元件形成为具有外部锥形部分的内部螺柱，该外部锥形部分与套筒的锥形部分配合。外部套筒插入要拉紧的物体的孔中，例如要彼此连接的两个相邻凸缘。然后，将内部螺柱插入外部套筒中，并通过外部装置来拉动，以迫使锥形部分相互滑动，从而使得外部套筒膨胀。目前，液压工具或多个千斤顶螺钉用作外部装置来用于向本领域已知的径向膨胀的紧固和对齐组件施加拉伸负载。
申请人的附属公司JETYD公司在它的美国专利No.8057145中改进了径向膨胀的紧固和对齐组件，该美国专利No.8057145的公开日为2011年11月15日，标题为“RADIALLYEXPANDING BOLT ASSEMBLY”，该文献整个被本文参引。US8057145公开了一种径向膨胀的螺栓组件，该螺栓组件有：空心元件，该空心元件可插入物体的孔中，并有内表面，该内表面的至少一个内表面部分是锥形的；膨胀元件，该膨胀元件可插入空心元件中，并有外表面，该外表面的至少一个外表面部分是锥形的，并与空心元件的内部锥形表面部分配合；附加元件，用于使得膨胀元件沿相反的轴向方向移动，用于拧紧和松开螺栓组件；以及垫片，该垫片可定位在物体和在一个轴向端部处的一个附加元件之间，这样，所述一个附加元件使得膨胀元件沿一个轴向方向移动，并由于锥形表面部分的配合而使得空心元件膨胀，以便使它夹持在物体的孔中，同时，另一附加元件使得膨胀元件沿相反的轴向方向移动，并使得锥形表面部分彼此脱开，这样，空心元件收缩，且能够从物体的孔中移除径向膨胀的螺栓组件。
相信能够进一步改进现有的径向膨胀紧固和对齐组件。
发明内容
根据本发明的第一方面，我们提供用于与扭矩动力工具一起使用的径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，该组件包括：套筒部件，该套筒部件可插入物体的孔中，有径向膨胀元件，该径向膨胀元件有朝向第一端的锥形的内表面部分；膨胀部件，该膨胀部件可插入套筒部件中，有朝向第一端的锥形的外表面部分，该外表面部分与套筒部件的径向膨胀元件的锥形的内表面部分配合；以及移动部件，该移动部件形成于套筒部件的第二端和膨胀部件的第二端之间。套筒部件有在第二端处的内部接合结构和在第二端处的上部旋转联接结构，该上部旋转联接结构用于接收来自扭矩动力工具的反作用扭矩。膨胀部件有在第二端处的外部接合结构。用于使膨胀部件沿轴向移动的移动部件(该移动使得套筒部件的径向膨胀元件膨胀)有与膨胀部件的外部接合结构配合的内部接合结构以及与套筒部件的内部接合结构配合的外部接合结构。应当注意，膨胀部件、移动部件或者两者可以有上部旋转联接结构，用于接收来自扭矩动力工具的作用扭矩。优选是，该组件是自反应式的，从而使得驱动扭矩能够施加于其上并起作用，以便产生高水平的拉力和膨胀力，而不需要外部反作用点。
附图说明
可以参考附图通过实例来说明本发明，附图中：
图1A是本发明的径向膨胀的紧固件/对齐插头组件的侧视图；
图1B是本发明组件的透视图；
图2A是表示本发明组件的内部部件在松弛状态的剖视图；以及
图2B是表示本发明组件的内部部件在拉紧状态下的剖视图。
具体实施方式
参考图1A-2B，作为实例，用于与扭矩动力工具(未示出)一起使用的径向膨胀的紧固件/对齐插头组件1包括：套筒部件10，该套筒部件10可插入物体的孔(未示出)中，其具有径向膨胀元件14，该径向膨胀元件14有朝向第一端13的、锥形的内表面部分11；膨胀部件20，该膨胀部件20可插入套筒部件10中，其具有朝向第一端27的、锥形的外表面部分21，该外表面部分21与套筒部件10的径向膨胀元件14的锥形的内表面部分11配合；以及移动部件30，该移动部件30形成于套筒部件10的第二端15和膨胀部件20的第二端23之间。套筒部件10有在第二端15处的内部接合结构16和在第二端15处的上部旋转联接结构18，用于接收来自扭矩动力工具的反作用扭矩。膨胀部件20有在第二端23处的外部接合结构22。用于使得膨胀部件20沿轴向移动(该膨胀部件20使得套筒部件10的径向膨胀部件14膨胀)的移动部件30有与膨胀部件20的外部接合结构22配合的内部接合结构31以及与套筒部件10的内部接合结构16配合的外部接合结构32。应当注意，膨胀部件20、移动部件30或两者可以分别有上部旋转联接结构25和34，用于接收来自扭矩动力工具的作用扭矩。优选是，组件1是自反应式的，从而能够向它施加驱动扭矩并且反作用于其上，以便在不需要外部反作用点的情况下产生高水平的拉力和膨胀力。
以下的说明涉及图1A-2B中所示的本发明的示例实施例。接合结构16、22、31和32包括螺纹。在这种情况下，在接合结构22和31之间的螺纹接合以及在接合结构16和32之间的螺纹接合可以形成为不同螺距、不同螺纹方向或者不同螺距和不同螺纹方向。移动部件30包括双螺纹螺母，该双螺纹螺母设置成用于膨胀部件20的轴向移动，该膨胀部件20使得套筒部件10的径向膨胀元件14膨胀。膨胀部件20包括螺柱。旋转联接结构18和25包括多边形结构，即齿形结构。
还公开了一种工业螺栓连接装置，它包括电动、液压、手动或气动驱动的扭矩动力工具(未示出)，该扭矩动力工具拧紧径向膨胀的紧固件/对齐插头组件1。
换句话说，本发明涉及用于机械联接器的紧固和对齐系统。它公开了一种插头，该插头将沿径向膨胀，从而使得联接器组件能够通过膨胀而指引或对齐在匹配凸缘上的配合孔，并因此迫使两个孔的内孔绕该膨胀紧固件的轴线对齐。优选实施例是如上所述的自反应式组件。自反应组件将能够施加驱动扭矩并且在组件内反作用，从而能够在不需要外部反作用点的情况下使用内部的螺旋螺纹来产生高水平的拉力。
本发明公开了一种三部件的径向膨胀的紧固件/对齐插头组件1。组件1包括：膨胀套筒部件10；锥形螺柱20；和双螺纹螺母30。
当通过由扭矩工具(未示出)在它的机械螺纹22处施加的扭矩作用而拉动具有匹配的锥形表面21的锥形螺柱20而使其穿过套筒10时，膨胀套筒部件10将膨胀。膨胀套筒10的、处于要对齐的物体(未示出)的孔内部的部分13有锥形的或下部的表面11，其将驱动膨胀。膨胀部分13可以有槽或狭槽14，该槽或狭槽14沿轴向定向而能够在不超过材料应力极限的情况下发生向外膨胀应变。
膨胀套筒10的上部部分15有内螺纹16，该内螺纹16将与双螺纹螺母30匹配。上部部分15有过大尺寸的肩部17，该肩部17处于要对齐的物体的孔的外部。上部部分的肩部17有旋转联接装置18，例如，齿形结构，以便在作用扭矩施加于双螺纹螺母30上时提供用于来自扭矩工具的壳体的反作用扭矩的位置。应当注意，如图2A中所示，膨胀套筒10比配合螺柱20更高。
如图2A中所示，双螺纹螺母30有相反螺纹方向的内螺纹31和外螺纹32。双螺纹螺母30的上部部分33有旋转联接装置34，例如，齿形结构，该旋转联接装置34使得能够从扭矩工具向双螺纹螺母30施加作用扭矩。在要对齐的孔的区域中，锥形螺柱20的锥形表面21与膨胀套筒10的锥形内表面11配合。锥形螺柱20的上部部分23有外螺纹部分22，该外螺纹部分22与双螺纹螺母30上的内螺纹31配合。
应当注意，如图中所示，锥形螺柱20的顶侧24可以有螺纹孔25，该螺纹孔25能够用于与具有不同接合装置(该接合装置与匹配旋转联接装置34的接合装置不同)的扭矩工具进行旋转联接。
在操作过程中，如图2A中所示，锥形螺柱20的底表面26B定位成与膨胀套筒10的底表面19B齐平，从而能够使组件1具有最小可能直径D1。双螺纹螺母30的顶表面35A定位成与膨胀套管10的顶表面19A齐平。组件1插入至需要膨胀和/或对齐的物体的孔中。将组件1推至孔内足够远，以使得膨胀套筒10的肩部17的底表面17B抵靠所述孔周围的物体表面。
如图2B所示，旋转扭矩施加至双螺纹螺母30上，同时在膨胀套筒10的旋转联接装置18上产生反作用，这产生锥形螺柱20的轴向平移。该平移使得锥形螺柱20的匹配锥形表面21和膨胀套筒10的匹配锥形表面11相互作用，并导致膨胀至新的更大直径D1'。拉紧的锥形螺栓20'相对于膨胀的膨胀套筒10'和拉紧的双螺纹螺母30'沿轴向移动距离H1'。沿相反方向向组件1'的拉紧的双螺纹螺母30'施加扭矩将使得所述匹配表面脱开，从而使得膨胀直径能够减小回D1，以便于拆卸。
应当注意，可以使用任何合适的替代结构和材料来获得组件1的类似结果。
应当理解，上述各元件或者两个或更多元件一起也可以在与上述类型不同的其它类型的结构中找到有利的应用。在前述说明书或下面的权利要求或者附图中公开的特征(合适地表达成它们的特殊形式或者是用于执行所述功能的装置或者用于获得所述结果的方法或处理)可以单独地或者以这些特征的任何组合地使用，用于以各种形式来实现本发明。
尽管本发明已经表示和介绍为实施成与流体操作工具一起使用的三件式自反应紧固件，但是本发明并不局限于所示细节，因为可以在不脱离本发明的精神的情况下进行多种改变和结构变化。
在本说明书和权利要求书中使用的术语“包括”、“包含”、“有”以及它们的变化形式的意思是包括指定的特征、步骤或整数。这些术语不应当解释为排除其它特征、步骤或部件的存在。
在不进一步分析的情况下，前述内容将充分地揭示本发明的要旨，使得其它人通过应用当前知识能够很容易地使它适应多种应用，而不会遗漏从现有技术的观点来看构成本发明普通或特定方面的基本特征。

Claims (9)

1.一种用于与扭矩动力工具一起使用的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，该组件包括：
套筒部件，所述套筒部件能够插入物体的孔中，并具有径向膨胀元件，所述径向膨胀元件有朝向第一端成锥形的内表面部分；
膨胀部件，所述膨胀部件能够插入所述套筒部件中，并具有朝向第一端成锥形的外表面部分，所述外表面部分与所述套筒部件的径向膨胀元件的锥形的内表面部分配合；
移动部件，所述移动部件形成于所述套筒部件的第二端和膨胀部件的第二端之间；
其中，所述移动部件用于膨胀部件的轴向移动，所述膨胀部件使得所述套筒部件的径向膨胀元件膨胀；
所述套筒部件有在第二端处的上部旋转联接结构，用于接收来自扭矩动力工具的反作用扭矩；以及
所述移动部件或膨胀部件有在第二端处的上部旋转联接结构，用于接收来自扭矩动力工具的作用扭矩。
2.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，还包括：
所述套筒部件有在第二端处的内部接合结构；
所述膨胀部件有在第二端处的外部接合结构；以及
所述移动部件有与所述膨胀部件的外部接合结构配合的内部接合结构以及与所述套筒部件的内部接合结构配合的外部接合结构。
3.根据权利要求2所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述接合结构包括螺纹。
4.根据权利要求2所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述接合结构包括螺纹，所述移动部件的内螺纹和外螺纹具有不同螺距、不同螺纹方向或者不同螺距和不同螺纹方向。
5.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述移动部件包括双螺纹螺母。
6.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述膨胀部件包括螺柱。
7.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述旋转联接结构包括多边形结构。
8.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中，所述旋转联接结构包括齿形结构。
9.根据权利要求1所述的沿径向膨胀的紧固件/对齐插头组件，其中：所述套筒部件的旋转联接结构包括齿形结构，所述膨胀部件的旋转联接结构包括锥形的多边形孔。
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