CN1283929C - 单面紧固件 - Google Patents

Abstract

一种用于安装含有多个组件的工件，并由此将它们紧固在一起的单面紧固件，该紧固件包括第一紧固装置，通过该装置，紧固件可在工件安装过程的第一部分在工件上产生一个受控制的较低水平的夹紧力，由此，该工件的各个组件最初被连接在一起，但可以相互横向地进行调整；第二紧固装置，通过该装置，紧固件可在工件安装的第二部分在工件上产生一个较高水平的夹紧力，由此，将工件的各个组件锁定在一起。

Description

单面紧固件

技术领域

本发明涉及一种单面紧固件。

背景技术

WO00/36309 A1公开了一种单面紧固件，该单面紧固件具有销，该销延伸到套筒的里边并且在一端与套筒啮合。该套筒的另一端有一个径向扩大的头部，该头部被设计为当紧固件插入到工件的孔中时在工件的临近表面上的结构。该头部包括一个易碎的部件，一旦一个一般预定的球状突出已由套筒的可扩大部分形成于工件的盲面，该易碎部件在一个预置的拉力负载作用下折断。当易碎部件折断后，一个支撑部件延销移动并将工件夹在一起。该紧固件提供一个单一的夹紧力并具有一个不可变形的头部。

发明内容

本发明一方面提供一种用于安装含有多个组件的工件并由此将它们紧固在一起的单面紧固件，所述的工件具有一个临近表面，该紧固件包含一个管状本体，一个插入该本体的销子元件，一个第一紧固装置和一个第二紧固装置，所述第一紧固装置由该本体一端的一个径向扩大的可放松的头部和管状本体的可变形部分提供，该管状本体的头部被设置成与工件的临近表面接触，并且管状本体的可变形部分被设置成当该销子元件经由该管状本体被拉动时变形，并在对工件施加一个初始夹紧力期间与工件的远表面接触，籍此，该紧固件可以进行工件中安装过程的第一部分，以便该头部和可变形的本体部分在工件上产生一个受控制的较低水平的夹紧力，由此，该工件的各个组件最初被连接在一起，但可以相互横向地进行调整；籍由第二紧固装置，该紧固件可进行安装过程的第二部分，以在工件上产生一个较高水平的夹紧力，由此，将工件的各个组件锁定在一起。

现在将结合附图以实例的方式描述本发明的两个特定实施例，其中一个实施例包括了一种变换形式。

附图说明

附图1A和1B示出了其锁紧件为轴环的第一个实施例；

附图2至9示出了附图1A和1B所示的紧固件安装中的各个连续步骤；

附图10和11示出了附图1A和1B中紧固件的变换形式；以及

附图12至18示出了其锁定件为螺母的第二实施例安装中的各个连续步骤。

具体实施方式

第一实施例的紧固件包括一个销子，一本体和一轴环。在图1A中示出了销子11的正视图，该销子预装在管状本体12中，图中所示为管状本体的轴向剖面。该销子有一个径向扩大的端头13，该端头与尾部端面14相邻并具有相同的外径，本体的另一端头形成一径向扩大的头部15。该头部为碟状或浅的锥形，并在头部下有一浅的锥形空间16。销子11的尾部从本体的头部伸出，并具有一个锁定槽17，一个折断槽18和工具爪啮合夹紧槽19。

到此为止所描述的紧固件类似于已有技术中的盲铆钉，并且在许多方面功能相同，这对单面紧固件领域的普通技术人员来说是显而易见的。在安装过程的第一部分，本体杆部21的尾部大部分区域向外径向弯曲，形成一个封闭头，如后面将要描述的那样。为此目的，本体杆部21在沿其长度的适当位置有一个带式退火削弱区。本体头部15与该封闭头结合提供第一紧固装置。

在这个实施例中，第二紧固装置是一个轴环22，如附图1B所示。该轴环有一个平的端面23，在该端面上设有一径向扩大的膛孔24，该膛孔以一方形截面的边缘25与端面23汇合。该轴环的另一端具有一个斜切角30。

附图2至9表示将工件的两板状件26和27紧固在一起的这种紧固件的装配。后组件26有一个孔28，该孔与紧固件本体杆部21紧密地配合，同时前组件27具有一个稍大直径的孔29。该两块组件26和27以孔29覆盖在孔28上的方式相互接触地设置。本体杆部21穿过孔29和28，直至使本体头部15的外侧边缘31接触到前面的组件27的近表面。本体杆部21的大部分长度自后组件26中伸出。如附图2所示。

然后，将一个类似于已知的盲铆接工具的牵引工具放置在紧固件销子尾端上，如图3所示。

该工具有一个带有浅锥形砧面33的突出端32。该锥形砧面具有比紧固件本体的头部15的面稍大的夹角。在这个实施例中，砧面的夹角为162°，而本体头部的夹角为158°。

操作者将工具向着组件压，以便砧面33与本体头部15接触，并使该头部抵住前面的组件27。然后操作者操作工具使夹具(未示出)与销子尾部的夹紧槽19啮合并将向销子施加压力，该作用力通过抵住本体头部15的砧面33来提供。

如附图4所示，由于轴向逐渐压缩紧固件本体杆部21，使从该杆部后面伸出的部分向外膨胀形成一个封闭头34。这种变形是由前述本体杆部的削弱区产生的。组件26和27在预先形成的本体头部15与封闭头34之间被推挤在一起，这样封闭了初始存在于两组件之间的任何间隙。突出端与本体头部15之间的反作用力使本体头部15轻微变形，以便适应砧面较浅的形状。(即使本体头部15最初是平的，而不是锥形的，施加在头部的力也会引起头部变形以适应砧面的形状)。

在示出该紧固件的实施例中，紧固件的本体杆部的直径为10毫米，本体头部15被设计在2KN的力下变形。在施加约15KN的力的情况下，会显著地形成球形端来啮合后组件，并且在大约20KN时完全的成形。用于安装过程第一部分的安装工具被事先调整在紧固件上施加最大的力，该力大于20KN以便完全形成封闭头34，但小于破坏销子截断槽18所需的力，在这个实施例中，破坏截断槽所需的力大约为50KN。在安装过程的这个阶段，由于本体头部15被砧面33支撑，在首先施加2KN的力后，本体头部没有显著的变形。

之后，操作者解除工具，以使卡紧爪释放销子的尾部，从紧固件上移走工具。

将工件的组件26和27夹紧在一起的夹紧力可以大于本体头部15变形所需的2KN的力，并且这是一种由变形的头部所支撑的力。然而，当安装工具脱离紧固件后，变形的本体头部15在夹紧力下放松，从而将夹紧力减少到2KN。附图5示出了这种情况。余留下来2KN的夹紧力小的足以使两组件26、27相互横向调整，如果需要，可利用前组件27中围绕本体杆部21的孔29的间隙。

在进行任何这种调整后，开始安装过程的第二部分。如附图6所示，一个轴环22被放置在伸出的销子11上，并向下压组件26和27直至轴环膛孔边缘25与紧固件本体的头部15相接触。如附图6示出的那样，轴环膛孔24的直径略大于本体杆部21的外径。

现在将第二安装工具应用于伸出的销子尾部11和轴环22上。该工具类似于已知的用于安装模锻型锁紧螺栓的工具。工具的伸出端35有一个内部斜切的曲面36，该面具有可与轴环的斜切角30相配合的适当尺寸。操作者启动该工具以便使其与销子尾部的夹紧槽(附图7中未示出)啮合并卡住该槽，同时在销子尾部11上逐渐施加张力，通过轴环22上的砧面36以及本体头部15上的轴环边缘25的作用提供一个反作用力。预先调整该工具以便施加一个实质上大于第一个工具所施加的力。由于轴环的镗孔边缘25的直径大于本体杆部21的外径，当增加作用于头部15的张力时，本体的头部15环状折断。折断的头部15被压在前面组件的正面，在该位置上，被折断的头部作为一个处于轴环面23与前面的组件27之间的垫圈而起作用。轴环的膛孔24足够的深，以使本体杆部21的端头进入，并且即使进一步压缩封闭头与组件26和27，端头不会碰到膛孔的底端。轴环22与封闭头34之间的轴向夹紧力完全施加在组件26和27上，两者都不是由紧固件本体来支持的。

当通过工具继续增加所施加的力时，工具砧径向地向内压缩轴环并向下套住轴环，使轴环进入销子上的卡紧槽17，将轴环紧固在销子上。附图8示出了这种情况。

当继续加大所述的力时，施加在销子尾部上的力使销子在折断槽18处折断。附图9示出了将工具和折断的销子尾部从安装好的紧固件上移开后的情况。

所述的紧固件的一种可能的变换如附图10和11中所示。在该变换形式中，轴环的膛孔具有一个成圆角的边缘37。因此不会从杆部21上将头部15折断，头部仍然与杆部21连接，但会使头部变形，以便使头部与组件27的正面接触。在这种变换形式中，提供了一个与该面相接触的稍大的面积，但是减少了余留下来的夹紧力(与折断头部的形式相比)。

与分别图示在附图2至9中的第一实施例相应，第二实施例中的紧固件如附图12至18中所示。第二实施例的紧固件基本上类似于第一实施例，下面只描述两者的区别。在第二实施例中，轴环由带有内螺纹的螺母38代替，螺母38有一个膛孔24，其带有一方形的前缘25，与第一实施例的轴环相似。销子39的尾端较短，并带有一个与螺母38紧密配合的螺纹部分41。销子的端面具有一个六角形扳紧凹槽42。没有夹紧槽，锁定槽或折断槽。在安装过程中使用两种旋转工具，它们均有一个非旋转的六角楔，该楔与销子的凹槽42配合，以便防止销子旋转。

附图12示出了穿过组件26和27以便使本体头部15与前面的组件27接触的紧固件。然后将第一旋转工具施加于紧固件上。工具的六角楔43被向前压下来插入紧固件销子的凹槽42中，但该工具可以相对于工具的管嘴44缩回，工具的管嘴44在46处有与销子啮合的内螺纹，其还有一个类似于第一实施例中第一工具的砧面33的锥形砧面45。操作该工具使砧面45相对于六角楔43旋转，这样将砧面向下压锁紧在紧固件上，直至砧面45接触紧固件本体头部15。如附图13所示。

继续操作该工具，使紧固件销子39进入伸出端，引起封闭头34变形以及本体头部轻微的变形，该封闭头与后组件26相接触，并且本体头部轻微的变形是与工具的砧面45的形状相适应的，如附图14所示。第一工具预先设定了与该位置相应的扭矩反转，然后将第一工具从紧固件上移开，使紧固件以一个预定的较低的卡紧力值锁紧组件26和27，如附图15所示。之后如果需要，还能够进行横向调整。

然后将一个螺母38拧在销子的螺纹部分41。这可以手工完成，或者利用一个单独的工具完成，但最方便的方法是对于第二安装工具伸出端48中的扳紧凹孔47匹配的螺母预加负载。操作该工具，相对于工具的固定扳紧楔49旋转伸出端48，其中固定楔被轴向固定并是不可收缩的。螺母38具有一个带杆状边缘25的膛孔24，类似于第一实施例中的轴环22。当螺母38向下进入销子时，它首先与紧固件本体的头部15接触，如附图16所示。工具的进一步作用使头部15从它的本体折断，如第一实施例并图示在附图17中。然后，该头部作为旋转螺母38与前组件27之间的一个垫圈以便避免损坏前组件。第二工具向紧固件螺母连续施加一个逐渐增加的传动力矩，直至达到预定的水平，一个与所希望的较高的卡紧力相应的水平。此后，将该工具反转从安装好的紧固件上移开，如附图18所示。

该第二实施例的紧固件具有下述优点，即如果在安装过程的第一部分本体杆部隆起尚不能形成一封闭头，则紧固件销子39的伸出不充分，从而第二工具的固定扳紧楔49无法啮合在销子扳紧槽42中。如果发生这种情况，整个紧固件将会被第二工具旋转，显然，安装过程的第一部分没有彻底完成。

上述实施例所描述的紧固件显然符合制造业关于初始使用较低夹紧力将两个或更多的组件锁紧在一起以便允许横向相对调整，以及接下来使用一个最终的较高夹紧力将组件锁定在一起的标准。这种两步紧固被认为是一种“装配”手段。

如果不需要这样的手段，则不必限制安装过程第一部分的夹紧力。因此，可以通过提供一种更厚且强度更高的本体头部修改前例紧固件，唯一的限制是在第一实施例中保证下压轴环之前完全折断头部，或者在第二实施例中保证达到所需的最大扭矩。

本发明不仅仅限于对上述实施例的具体描述。

Claims (12)

1.一种用于安装含有多个组件的工件并由此将它们紧固在一起的单面紧固件，所述的工件具有一个临近表面，该紧固件包括一个管状本体，一个插入该本体的销子元件，一个第一紧固装置和一个第二紧固装置，所述第一紧固装置由该本体一端的一个径向扩大的可放松的头部和管状本体的可变形部分提供，该管状本体的头部被设置成与工件的临近表面接触，并且管状本体的可变形部分被设置成当该销子元件经由该管状本体被拉动时变形，并在对工件施加一个初始夹紧力期间与工件的远表面接触，籍此，该紧固件可以进行工件中安装过程的第一部分，以便该头部和可变形的本体部分在工件上产生一个受控制的较低水平的夹紧力，由此，该工件的各个组件最初被连接在一起，但可以相互横向地进行调整；籍由第二紧固装置，该紧固件可以进行安装过程的第二部分以在工件上产生一个较高水平的夹紧力，由此，将工件的各个组件锁定在一起。

2.如权利要求1所述的紧固件，其中本体头部适合于发生适当的变形，该变形是由在安装过程的第一部分所使用的安装工具所引起，安装工具施加的力的大小至少相当于受控制的较低水平的夹紧力。

3.如权利要求1或2所述的紧固件，其中在安装前，该径向扩大的头部在其下具有一个凹槽。

4.如权利要求1所述的紧固件，其中在安装过程的第二部分，第二紧固装置是一个锁定件，该锁定件将较高的夹紧力施加在本体的头部，然后被紧固于销子元件。

5.如权利要求4所述的紧固件，其中锁定件在其端头具有一个径向扩大的膛孔，该端头与本体头部接触。

6.如权利要求5所述的紧固件，其中当锁定件将较高水平的夹紧力施加于本体头部并最后被紧固于销子元件前，本体头部通过锁定件被折断。

7.如权利要求6所述的紧固件，其中折断的本体头部在工件与锁定件之间作为一个垫圈而起作用。

8.如权利要求6所述的紧固件，其中锁定件中膛孔的深度足够深，以便使管状本体杆部在从该头部折断后其端头进入其中。

9.如权利要求4所述的紧固件，其中锁定件是一种轴环，该轴环在安装过程的第二部分通过下压被紧固于销子元件。

10.如权利要求4所述的紧固件，其中锁定件是一种螺母。

11.如权利要求4所述的紧固件，其中在安装过程的第二部分，本体头部弹性形变，但不与本体杆部分离。

12.如权利要求4所述的紧固件，其中销子端头伸出锁定件，在安装过程的第一部分后，如果已经恰当地完成了安装过程的第一部分，则充分地啮合一个安装过程第二部分所使用的安装工具。

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