CN1617983A - 包括具有夹持支撑和锁定部分的隐蔽侧头的隐蔽紧固件 - Google Patents
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Abstract
一种用于固定多个工件(20，22)的两件隐蔽紧固件(10)包括一端具有放大套筒头部(26)的空心套筒(12)以及在与所述套筒头部相反一端具有剪切环(46)的销(14)，在所述销上，剪切环(46)后方是细长的直径减少的保持部，相应于施加在所述套筒和销之间的相对轴向力，剪切环(46)适于结合和移动进入所述套筒内部，剪切所述工件的内或盲线(64)。所述保持部分移动，销柄(40)进入所述剪切环内，剪切环最终位于根据工件总厚度确定的保持部分上的一位置。在工件的内或盲侧，在销和套筒之间，提供夹持和锁定部分。在最终形成所述夹持和锁定部分后，销和套筒激活锁定结构，在销和套筒之间提供锁定。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括销和套筒的隐蔽的紧固件，通过在所述销和套筒之间应用相对轴向力而安装所述紧固件。
本发明涉及一种隐蔽紧固件，更具体地说，涉及一种包括销(或主轴)和套筒的隐蔽的紧固件，其中所述销的头部适于移动进入盲侧的套筒柄部，形成在盲侧具有夹持支撑和锁定部分的放大的郁金香形盲头，在相反端，销和套筒具有用于将销和套筒锁定在一起的第二机械锁定机构。
背景技术
在很多隐蔽紧固件中，盲头被形成为放大的郁金香形。授予Walter的、发明名称为“具有锁定轴结构的两个隐蔽紧固件”、公开日为1989年9月5日的美国专利US4,863,325；授予Richard Dixon的、发明名称为“具有夹紧补偿装置的隐蔽紧固件”、公开日为1986年10月9日的美国专利US4,627,775；授予Ruhl等人的、发明名称为“隐蔽紧固件”、公开日为1983年9月20日的美国专利US4,405,273介绍了这种盲紧固件。与其它隐蔽紧固件不同的是，盲头被形成为球状。授予James Kendall的、发明名称为“用于齐平和突出头隐蔽紧固件的紧固系统和方法”、公开日为1988年11月15日的美国专利US4,784,551；授予Sadri等人、发明名称为“高强度盲螺栓”、公开日为1997年2月18日的美国专利US5,603,592介绍了这种示例。592’专利显示了一种球形和郁金香形组合的盲头。也参考图7～9所示的MAGNA--BULB类型紧固件。
发明内容
本发明涉及用于形成具有夹持支撑和锁定部分的放大的郁金香形盲头的独特形式的隐蔽紧固件。
在本发明中，隐蔽紧固件(包括销和套筒)配备有销和套筒，所述销具有销柄，在一端具有头部，所述套筒具有套筒柄，在一端具有套筒头部。所述销的头部具有剪切环，所述剪切环可以在盲侧移动进入所述套筒的套筒柄内，形成放大的郁金香形盲头。毗邻所述剪切环，销的头部具有包括多个槽和顶部的保持部分。在预定数值的相对轴向力作用下，剪切环被剪切，在所述盲头被完全形成后，剪切环邻近所述工件的内或盲侧，销的其它部分被连续拉入套筒内，根据工件厚度，一定数量的槽和顶部通过剪切环，所述剪切环将与一个槽和顶部结合，从而与毗邻的套筒柄的放大部分一起在盲侧形成具有夹持和锁定部分的盲头。同时销连续运动，直至销制动肩部与套筒制动肩部结合在相反端形成机械锁定为止，此后，销主要在断裂颈槽发挥作用，从柄部除去销的拉部。因而，本发明的紧固件在被固定在一起的工件的总厚度范围或夹持范围内提供基本上均匀的高强度。
应该指出的，使剪切环和多个保持槽组合形成盲头的紧固件一直使用Huck国际有限公司制造的商标名为MAGNA-BULB的隐蔽紧固件。但是剪切环不进入套筒内形成扩大的郁金香形盲头，而是在工件的内或盲侧形成球形盲头，因而，保持槽结构也不同。也可以发现其它显著的差别。
本发明一种形式的隐蔽紧固件具有独特的带有结合表面的突出套筒头结构，该结合表面向被连接在一起的工件结合表面提供相对高应力集中。从而提供高阻力，阻止在工件和安装后的紧固件之间的滑动。这种结构也适用于工件开口和安装的紧固件之间存在一些间隙的情况。
本发明的另一个目的是提供一种新颖的盲紧固件，其包括销和套筒，其中销和套筒具有用于形成扩大的郁金香形盲头的结构，其中在端部在销和套筒之间具有锁定。
本发明的另一个目的是提供一种隐蔽的紧固件，其具有用于形成盲头的独特结构。
本发明的另一个目的是提供一种隐蔽的紧固件，其具有独特的结构，用于形成在端部具有夹持支撑和锁定部分的扩大的、郁金香形的盲头。
本发明的另一个目的是提供一种隐蔽的紧固件，其具有独特的结构，用于形成在端部具有夹持支撑和锁定部分的扩大的、郁金香形的盲头，在整个夹持区域，具有基本上均匀的结构和高强度。
本发明的另一个目的是提供一种隐蔽的紧固件，其具有独特的突出套筒头，对要被紧固在一起的工件和安装的紧固件之间的滑动提供很大的阻力。
本发明的一个总的目的是提供一种新的改进的隐蔽的紧固件。
通过下文结合附图所进行的介绍以及参考权利要求书，本发明的其它目的、特征和优点将变得清楚。
附图说明
通过下文详细地介绍和附图，本发明将变得更加清楚。
图1是一个符合本发明的隐蔽紧固件的局部被剖切的侧视图，所述紧固件具有销和套筒，具体体现本发明特征，是预装配的并显示在安装之前与一对最小夹紧工件的关系；
图2是一个图1所示销的侧视图；
图2A是图2中圆圈2A内销部位的局部放大的视图；
图2B是图2中圆圈2B内销部位的局部放大的视图；
图3是一个图1所示套筒的侧视图；
图3A是图3中圆圈3A内套筒部位的局部放大视图；
图3B是图3中圆圈3B内套筒头结构的局部放大视图，与用虚线显示的普通结构的套筒头的普通结构相比较，为了简明起见，省略了剖面线；
图4是一个图1所示隐蔽紧固件的局部被剖切的侧视图，显示在最小夹紧条件下将工件紧固在最小整体厚度的最终形式的紧固件；
图5是一个图1所示隐蔽紧固件的局部被剖切的侧视图，显示在最大夹紧条件下将工件紧固在最大整体厚度的最终形式的紧固件；
图6是一个类似于图5的侧视图，显示了在最大夹紧条件下最终形式的具有平齐头类型的紧固件；
图7是一个MAGNA-BULB类型紧固件局部被剖切的侧视图，所述紧固件包括在安装之前和预装的销和套筒；
图8是一个图7所示MAGNA-BULB类型紧固件局部被剖切的侧视图，显示在最小夹紧条件下将工件紧固在最小整体厚度的最终形式的紧固件；
图9是一个图7所示MAGNA-BULB类型紧固件局部被剖切的侧视图，显示在最大夹紧条件下将工件紧固在最大整体厚度的最终形式的紧固件。
具体实施方式
下文所述的实施例主要用于说明本发明，但并不限制本发明及其应用。
图1显示处于装配之前预装状态的隐蔽紧固件10，其包括空心套筒12和销14。紧固件10处于预装状态，并处于使要被连接在一起的内和外工件20和22上的开口16和18分别被对齐的状态。工件20和22具有代表用于紧固件10的最小夹持或最小总工件厚度的组合厚度。图4显示将有最小夹持厚度的工件20和22安装和固定后的紧固件10。图5显示处于安装状态的紧固件10，此时，工件20’和22’具有代表用于紧固件10的最大夹持厚度或最大总工件厚度的组合厚度。
参考图1和3，空心套筒12包括具有均匀外径Do的直柄24，所述直柄24终止于前端的放大头部26。在邻近柄部的部位，突出类型的放大头部26具有凹入部分27，所述凹入部分27提供距开口18外缘的一定间隙。支撑环部29被形成在凹入部分27的周向外端上，并具有在下文要被介绍的用于使与工件22结合表面滑动的阻力最大化的结合表面结构。
套筒12具有中心通孔，其包括基本上在柄24长度上延伸的直径为Di的柄孔28，在套筒头部26包括具有减少直径Dh的头部孔30，柄孔28与头部孔30相通。环形套筒制动肩部34被设置在柄孔28和头部孔30之间的交界处。柄孔28在其另一外端终止于将在下文介绍其用途的锥形的锥口孔部位35。锥形部位35的锥角向后延伸至套筒柄40的一半厚度处。
图3A是显示了套筒12的制动肩部34的放大视图。如图所示，制动肩部34终止于径向向内向后倾斜的普通的截头圆锥体表面36，表面36与套筒12的径向面对部位分离。利用环形裂缝38，套筒制动肩部34与套筒12的径向面对部位进一步分离，所述环形裂缝38平行于缩径孔30向前轴向延伸。
应该指出的是，套筒12上的制动肩部34和将要被介绍的销14上的相应制动肩部基本上与Smith的325’专利所介绍的结构相同。因而，该专利的内容结合作为参考。
参考图1和2，销14具有细长的销柄40，在后端(紧固件10的盲端)，其终止于头部42。多个环形拉槽44位于销柄40的另一端，有刻痕的或花键的连接部位43在后侧与拉槽44间隔分布，并适于作为预选接口被装配在缩径孔30内，从而在安装之前，使套筒12和销14在预装状态下保持在一起，便于把持。花键部位43的引导部位43’倾斜，便于花键部位43初始插入缩径孔30内。
拉槽44顶部的直径可以被设定为这样的尺寸，从而与头孔30的减小直径Dh之间具有微小间隙或稍微干涉。销柄40的外端配备有锥形部分41，便于销柄40初始插入孔30内。
销头部分42具有环形导向部分45，其适于被紧密地装配在扩大直径的套筒柄孔28的外端内。扩大直径剪切环46紧邻所述导向部分45，直径为Dsr，略小于或大于套筒柄24的外径Do。参考图2B，导向部分45的引导部分45’是锥形的，便于导向部分45初始插入扩大的直径柄孔28内。通过在柄孔28的外端设置锥形沉孔部分35，也可以便于上述的插入。随着销14被预装在套筒12上，缩小直径孔30内的花键连接部位43和扩大直径柄孔28内的导向部分45使剪切环46相对于凸缘柄24的端部和扩大孔28的锥形埋头孔按照希望的那样对齐。
参考图1、2和2B，销头部42包括细长、直径减少的夹持和保持部位48，该部位从剪切环46向后延伸。夹紧和保持部位48包括预选数量的保持槽50，所述保持槽50与保持顶部52间隔分布。保持槽50与保持顶部52环形延伸。
顶部52的直径沿向后方向从直径Dc增加到Dcc，确定了以预定锥角A延伸的外表面线53’。同时，保持槽50的深度沿向后方向增加，从而根部直径从Dr～下降到Drr。此外，槽的间距从开始的P均匀地增加到端部的P’。参考图2B，同时，顶部52的宽度沿向后方向从宽度Wc增加到Wc’。具有变化的顶部直径Dc、Dcc，根部直径Dr、Drr，顶部宽度Wc、Wc’和间距P、P’的保持部位48的锥形结构导致在相对直坯料局部辊轧成形。然而，相信顶部宽度Wc、Wc’的增加有助于补偿由根部直径Dr、Drr的下降和顶部直径Dc、Dcc的增加所引起的径向枢轴长度增加。宽度Wc、Wc’的增加也增加了剪切强度，阻止随着锥度53而增加的所施加力引起的剪切。如图2B所示，在顶部52的弧形根部的过渡处测量宽度Wc、Wc’。
槽保持部48通过直柄部分54与剪切环46相连，直柄部分54的直径Ds小于第一顶部52的直径Dc。此外，导向部分45以与直柄部分54基本相同的直径与剪切环46相连。因而，直柄部分54和导向部分45确定了通过剪切环46的直径大致为Ds的环形剪切平面Sp。剪切环46的宽度是Ws，其确定了剪切平面Sp的长度。导向部分45和引导部分45’的直径在长度L1范围内比销柄40的直径大。从而，环形制动肩部56被导向部分45和销柄40的交界处确定。环形制动肩部56具有基本上平面的并和销14的轴线X(参考图2和2B)垂直的端面。锁定槽或穴58由紧邻销制动肩部56的环形槽限定。通常光滑的柄部57在导向部分45和花键部分43之间延伸。柄部57包括环形断裂颈槽60，该颈槽60位于锁定槽58前方，并通过柄部63与锁定槽58保持预定间距。选择预选距离，以阻止当安装紧固件10时的轴向力使锁定槽58变形。断裂颈槽60在销柄40上确定了最弱的区域。
利用本领域公知的安装工具设置紧固件10，为了简明起见，对该安装工具就不再介绍了。然而应该理解的是，这种工具具有卡盘爪装置，当铁砧(anvil)与扩大的套筒头26结合时，而套筒头26与工件22的外表面或可接近的表面65结合时，其适合于牢固地与销14的拉槽44结合。一旦使用工具，所述爪装置轴向运动，向外远离所述铁砧，从而在销14和套筒12之间施加相对的轴向力，使销14移动进入套筒12。
当相对轴向力增加到预定数值，剪切环46将在套筒柄24的外端被拉进大直径柄孔28内。这导致该区域的套筒柄24径向向外扩张，形成扩大的郁金香形盲头61，如图所示，在内或盲侧工件表面64，最终形成的盲头61具有独特的夹持支撑和锁定部位66。在此方面，应该理解的是，紧固件10可以被用于紧固在两侧都可以接近的工件。
剪切环46的径向外周表面62被切出半径为Ra的圆角，便于剪切环46沿着柄孔28端部的倾斜的锥口孔部位35初始进入柄孔28内。剪切环46移动进入柄孔28将从柄孔28外端剪切下一些材料，形成支撑环67。半径Ra在剪切环46上提供稍微弧形的外表面62，从而不阻止剪切动作。销14和剪切环46的运动连续，直至剪切环46和支撑环67位于柄孔28内接近工件20后或盲侧表面64的位置为止。施加到销14和套筒12上的相对轴向力将工件20和22以预定的夹持负荷夹持在一起。同时，支撑环67在夹持和锁定部位66与套筒柄孔28的内表面结合，夹持和锁定部位66与内或盲侧表面64以及邻近通孔16的区域结合。此时，郁金香形盲头61被完全形成，阻止剪切环46进一步运动。
随着相对轴向力增加，它达到预定大小，此时剪切环46从导向部分45和直柄部分54基本上横跨剪切平面Sp被剪切，产生中心开口或孔68。应该指出的是，剪切环46通过相对较小的齿根圆角Rf与导向部分45相连。因而在剪切平面Sp稍上方交界处产生断裂。设置半径Rf用于消除可能导致过早断裂的应力集中。光滑柄部54移动经过剪切环46，此后，保持部分48将开始移动进入剪切环46的剪切开口68内。此时，直径比剪切平面Sp以及剪切环46的开口68小的第一槽50将移动进入剪切环46。直径比剪切平面Sp以及剪切环46的开口68大的第一顶部52将与剪切环46的开口68径向内表面结合。保持部分48的运动将连续，直至销制动肩部56与套筒制动肩部34啮合为止。此时，套筒制动肩部34的材料被销制动肩部56移动到锁定穴槽58内，然后，销14相对于套筒12的运动将停止。相对轴向力的大小将增加到这样的数值，也就是销柄40将在断裂颈槽60发挥作用，完成安装。
在保持部分48运动期间，其它的保持槽50和保持顶部52将可操作地与剪切环46啮合。图4和5显示紧固件处于最终的安装状态，图4显示紧固件10处于最小夹持厚度或最小工件厚度状态，图5显示紧固件10处于最大夹持厚度或最大工件厚度状态，从图4和5可以看到，可操作地与剪切环46结合的槽50和顶部52的数量将根据整体厚度或工件夹紧情况而变化。通过提供更多或更少的保持槽和顶部52，紧固件10的整体夹紧范围可以有选择地变化。
在图4所示最小夹紧条件下，大致两个保持顶部52和一个保持槽50可操作地与剪切环46结合。图5显示在紧固件10最大夹紧条件下，紧固件10处于与最大总厚度的工件20’和22’的安装状态，此时，基本上所有保持顶部52和保持槽50都已与剪切环46结合。随着顶部52移动经过剪切环46，它们大致变形或折叠到相邻的保持槽50内。然而同时，总有至少一个保持顶部52保持在剪切环46的开口68外侧上，将剪切环46保持在盲头61内，增加具有夹持和锁定部分66的盲头61相对于工件20的后或盲侧表面64的强度。随着剪切环46的开口68重复与保持顶部50啮合，剪切环46的开口68稍微径向扩张。后续的保持顶部52的直径增加的锥形结构对任何所述扩张进行补偿，从而在销14和套筒12之间提供额外的锁定，增强将销14从套筒12中推出的阻力。同时，在剪切环46内被折叠的顶部52将弹性复位，进行结合，提供额外的保持力。
此外，在剪切环46和作为柄孔28内表面的支撑环67之间密切、牢固结合对销被推出提供额外的显著的阻力，同时支撑夹紧的保持。应该指出的是，随着剪切环46移入柄孔28，使套筒柄部24径向扩大，套筒柄部24被扩大的部位将弹性复原，部分径向向内返回，以夹紧剪切环46，增强夹持和锁定部分66的强度。
从图4和5中可以看到，在靠近内或盲侧表面64和64’的部位，剪切环46和支撑环67与柄孔28有效地结合，使套筒柄部24径向向外扩张，充满套筒柄部24和孔16、16’之间区域的间隙，进一步增加紧固件10的强度。支撑环67的材料将被压缩，部分流入和填充销和套筒孔28之间的区域，使该区域的套筒柄24扩张，与工件孔16结合。虽然，这种扩张是有限的，它确实进一步增强盲头61的夹紧支撑和锁定部分的强度。
当销柄40相对于套筒12运动时，销柄部分63进入直径缩小头孔30内，用于对销14进行导向，帮助销制动肩部56与套筒制动肩部34对齐。应该指出的是，断裂颈槽60和销制动肩部56应该彼此间隔预定距离，从而，当销制动肩部56在套筒制动肩部34作用下不能进一步轴向运动时，断裂颈槽60将基本上位于套筒头26上的孔30内，从而，一旦断裂颈槽60产生断裂，在断裂颈槽60处的销14的外端将不延伸到套筒头26的外表面之外。
如上所述，套筒制动肩部表面36是倾斜的，有助于材料径向向内折叠或移动到锁定槽58内。销制动肩部56的结合表面这样相对于锥形套筒肩部表面36定向，从而有助于径向向内折叠动作，套筒制动肩部34的材料将基本上径向向内而不径向向外。如上所述，套筒制动肩部34可以与环形裂缝38环形间隔预定距离。该裂缝或分离38增强了套筒制动肩部34的材料径向内折叠到锁定槽58内。当然，锥形套筒表面36确定了套筒制动肩部34距套筒12径向相符部分的初始的径向间距。
相对于锁定槽58的体积，选择套筒制动肩部34的材料体积，从而，锁定槽58将被基本上充满，当实现该充满状态时，销14的轴向运动将被阻止在所希望的部位，也就是在套筒头26内，销在断裂颈槽60处断裂。利用锥形部位和裂缝38与套筒12的其它部分分开的套筒制动肩部34的体积通常等于或大于填充所述锁定槽58以及毗邻的销14和套筒12之间区域所需的体积。同时当使用时，裂缝38的轴向长度被限制，阻止套筒制动肩部34的轴向剪切和/或销制动功能受损。
利用锥形和裂缝38与套筒12的其它部分分开的套筒制动肩部34通常位于放大的套筒头26范围内。套筒头26提供径向刚度，随着制动肩部34变形到锁定槽58内，阻止套筒12任何径向扩张的趋向。通过使套筒制动肩部34大致位于套筒头26范围内，可以阻止这种径向扩张。套筒12被工件孔16、16’和18、18’的径向限制不是根本的。事实上，当工件孔16、16’和18、18’和套筒柄24之间具有径向间隙时，紧固件10可以令人满意地具有适合锁定的安装。要介绍的紧固件10的独特结构的一种作用是向结合工件表面65、65’提供所希望的支承应力，从而阻止由这种间隙引起的滑动。应该指出的是，在销14和套筒12之间可以使用不同的制动和锁定结构。
如图4和5所示，夹持和锁定部位66具有基本上相同的最终形式，在紧固件10的整个延伸的夹紧范围内提供均匀的高强度盲头。
如图所示，具有剪切环46的夹持和锁定部位66完全地在内或盲侧表面64、64’上。对于图4所示的最小夹紧状态，这导致从所述夹持和锁定部位66至套筒制动肩部34的轴向距离稍微最小化。为了使紧固件10可以在包含被最小化、最小或最小总工件厚度的大范围内使用，直柄部分54的轴向长度L被最小化。在一种形式下，轴向长度L稍大于剪切环46的宽度Ws，以便于剪切。利用这种结构，当剪切后，在销柄40的最小运动状态下，剪切环46与第一顶部52接触。
在本发明的一种形式下，销14和套筒12由含铁材料制造，销14由硬度大约是洛氏硬度C为40～42的1038号钢制造，套筒12由硬度大约是洛氏硬度B为90～95的1006号钢制造。套筒柄24的外端部分24’也就是要出现郁金香形盲头61的部分通常被退火，硬度梯度减少，也就是从所述部分24’的外表面的洛氏硬度B为60变化到所述部分24’内端的全强度，便于剪切环46初始运动进入扩大的柄孔28内以及柄24径向扩张形成郁金香形盲头61，杜绝由柱形承载引起的隆起和/或柄24外端破裂，也便于柄孔28的表面剪切，从而形成稍微柔韧的支撑环67。同时，支撑环67被退火的材料提供相对柔韧的结构，便于与柄孔28的结合表面一致，流入所述销和柄孔28之间的区域。然而，在这方面，退火梯度是有限的，仅仅在外端部分24’，从而，在与工件表面64结合的放大的郁金香形盲头61的夹持和锁定部分66上的套筒柄24部分基本上具有全强度。进一步增强了夹持和锁定部分66的强度。
如上所述，放大的套筒头26在外周端具有与外工件表面65结合的支撑环部29，同时，凹入部分27使套筒头26与工件开口18外边缘之间存在间隙。这种套筒头结构在紧固件领域是公知的。然而确信套筒头26的独特结构在环部29和外工件表面65之间提供改进的承载，以便阻止滑动。支撑环部29的结合表面基本上是平面，与套筒12的纵轴X垂直，提供与工件表面65基本上均匀的表面结合。同时，支撑环部29的宽度受限制，提供相对高的负载分布集中，同时，环部29和工件表面65、65’不变形。
凹入部分27被连接到具有横向轮廓的环部29上，阻止相应于被施加到工件20和22上的夹持力而额外增加环部29的结合表面的面积。
据信，环部29所施加的作用在结合表面65上接近工件22的强度极限的承载应力将提供所希望的高的承载应力。这种高承载应力将基本上优化工件22和套筒头26之间的滑动阻力。已经发现在安装时，承载环部29的承载表面区域提供至少相当于被设置在所希望承载区域的工件22、22’材料的强度极限40％～50％的承载应力。导致相对高的承载应力，增加摩擦力，阻止外工件22、22’相对于紧固件10滑动。由于在工件22、22’的孔18、18’与套筒柄24之间没有孔填充，这就非常明显。紧固件10所紧固的工件22、22’通常由下述材料制成，例如：(1)强度极限为58,000psi、屈服强度为36,000psi的ASTM A36，和强度极限为45,000psi、屈服强度为40,000psi的6061-T6。下文对图4B所示的改进的套筒头26和典型突出类型的套筒头进行比较。
典型地，销14和套筒12被镀锌或其它适合的材料，以提供耐腐蚀性。电镀，也可以用作润滑剂，以便在安装期间减少销14和套筒12之间的摩擦，有助于性能恒定。通过使用诸如由Castrol制造的Castrol安全膜616的润滑剂薄涂层，摩擦效应可以被进一步减少。这种润滑剂涂层主要用于减少在套筒柄24的外表面和孔28、30上的摩擦。同时，由于支撑环部29所施加的承载应力数值，滑动阻力基本上不受影响。
也应该指出的是，通过销14和套筒12，不依靠任何特殊的安装工具结构，紧固件10的锁定机械被实现。
应该理解的是，用于形成具有高强度夹持和锁定部分66的放大的郁金香形盲头的紧固件10的独特结构另一方面可以与其它形式的机械锁定一起使用。例如，可以与诸如授予Richard Dixon的、公开日为1989年7月4日、发明名称为“具有夹持补偿装置的隐蔽紧固件”美国专利文献US4,627,775所公开的不同的内部锁定使用。也可以适用于三个零件类型的隐蔽紧固件，其中外锁定环在发明人为James W.Kendall、公开日为1989年7月4日的美国专利文献US4,844,673中被公开。此外，据信，也适用于具有授予Shahriar M.Sadri的、公开日为1993年1月12日的美国专利文献US5,178,502中所公开的型锻模类型外部锁定。
一种类型的紧固件10具有套筒12和销14，其结构如上所述，具有下述设计因素。
| 套筒12 | ||
| 材料1006钢 | 洛氏硬度B90-95 | 退火部分24’洛氏硬度B60最小 |
| 套筒柄24 | 外径Do 0.253” | 孔28直径Di 0.1855”-0.1870” |
| 倾斜部分35的角度25-35度 | 倾斜部分35的长度0.030”-0.035” | |
| 套筒头26 | 外径Dh 0.450” | 倾斜部分长度0.030”-0.035” |
| 支撑环部29的宽度Rw0.014” | 支撑环部29的面积0.017in2 | |
| 当夹持力是500时1bs时，支撑环部29的承载应力为30000psi | ||
| 缩小直径孔30的直径Dh.0.1580”-0.1595” | ||
| 头26的高度H 0.112” | ||
| 销14 | ||
| 材料 | 1038钢洛氏硬度C40-42 | |
| 拉槽44 | 顶部直径最大0.160” | 根部直径最小0.150” |
| 花键部位43 | 直部O.D 0.1630”-0.1650” | 引导部分43’锥度0.155” |
| 销头部分42 | 导向部位45的直径 Ds0.1855”，长度L1 0.053” | 柄部54直径Ds 0.1855”，长度L1 0.050” |
| 剪切环46 | ||
| 直径Dsr 0.256” | 宽度Ws 0.033” | |
| 半径外表面62-Ra 0.037” | ||
| 圆角半径Rf-0.0005” | ||
| 剪切平面Sp直径Ds 0.1855” | ||
| 保持槽部48 | ||
| 长度 0.360” | ||
| 8个顶部52的直径Dc-Dcc 0.197”-0.204” | ||
| 8个槽部50的直径Dr-Drr 0.1625”-0.1565” | ||
| 顶部52的锥角A 53.5度 | ||
| 顶部52的间距P 0.035”-0.045” | ||
| 顶部52的宽度Wc0.017”-Wc’0.023” | ||
本发明的紧固件和MAGNA-BULB类型之间的差别可以从图7-9所示的MAGNA-BULB紧固件中轻易看见。在图7中，MAGNA-BULB隐蔽紧固件110包括在安装之前处于预装状态的空心套筒112和销114。图8显示安装和固定最小夹紧的工件120和122后的紧固件110。图9显示具有最大夹紧的组合厚度的工件120’和122’的安装状态。
空心套筒112通常具有均匀外径的直柄124，其在前端终止于放大突出类型的头部126。
套筒112具有中心通孔，所述通孔包括沿套筒柄124延伸的柄孔128，所述柄孔在邻接所述放大头部126的位置与缩小直径头部孔130相通。类似于制动肩部34的环形制动肩部134被设置在柄孔128和缩小直径头部孔130的交界处。套筒112的孔部128在其另一端终止于具有完整壁厚的平面外端。
销114具有放大的销柄140，所述销柄140在后端(紧固件110的盲端)终止于头部142；在销柄140的另一端，销114具有多个环形拉槽144。
销头142具有导向部分145，其适于紧密地装配在放大直径柄孔128的外端内。放大直径的剪切环146紧邻所述导向部分145，其直径略小或略大于套筒柄124的外径。导向部分145的引导部分145’是锥形的，便于导向部分145初始插入放大直径柄孔128内。
销头部分142包括从剪切环146向后延伸的细长减少直径槽保持部148。槽部148包括被保持顶部152间隔的预定数量的保持槽150。保持槽150和保持顶部152环形延伸。然而，与形成倾斜表面线53的顶部52的变径以及保持槽50的变径不同，保持槽150和保持顶部152的直径是均匀不变的。此外，槽150具有恒定的间距，槽150和顶部152基本上具有均匀的轮廓。
槽部148通过直径比顶部152的直径小的直柄部分154与剪切环146相连。此外，导向部分145基本上以相同直径与剪切环146相连。直柄部分154和导向部分145确定了通过剪切环146的环形剪切平面。导向部分145和前部145’的直径比销柄140的直径大。环形销制动肩部156被确定在直径缩小的导向部分145和销柄140之间的交界处。制动肩部156通常是平面的，位于与销114轴线垂直的平面内。锁定槽或穴158由紧邻销制动肩部156的环形槽确定。通常光滑的柄部157从导向部分145延伸。柄部157包括环形断裂颈槽160，断裂颈槽160位于锁定槽158前方一定距离处，两者之间由柄部163相连。
紧固件110也适于用本领域公知的安装工具进行安装。一旦使用所述工具，相对轴向力被施加在销114和套筒112之间，在套筒柄124上施加柱形载荷，当相对轴向力增加到预定大小，剪切环146将导致套筒柄124折叠或在毗邻盲侧工件表面164的位置径向向外扩张，形成扩大的球状盲头161。套筒柄124在柄部124’被带状退火，使毗邻盲侧工件表面164、164’的区域被弱化，便于相应于所述柱形载荷而形成球状。这种运动持续，直至利用剪切环146在套筒柄24的外端完成球形盲头161为止。
随着相对轴向力的增加，它达到预定大小，此时，剪切环146从导向部分145和直柄部分154上被剪切下。直柄部分154移动通过剪切环146，此时，保持部分148开始移动进入剪切环146的开口，而剪切环146保持在套筒柄124的外端。保持部分148的运动持续，直至销制动肩部156与套筒制动肩部134啮合。一旦销制动肩部156与套筒制动肩部134啮合，套筒制动肩部134的材料被销制动肩部156移动进入锁定穴槽158，然后，销114相对于套筒112的进一步运动被阻止。此时相对轴向力将增加到这样的数值，销柄140主要发挥断裂颈槽160的作用，结束安装。在保持槽148运动期间，保持槽150和保持顶部152将与剪切环146结合。图8和9显示紧固件110处于最终安装状态，其中图8显示紧固件110处于最小夹持或工件厚度状态，图9显示紧固件110处于最大夹持或工件厚度状态。如图所示，在图8所示的最小夹持状态下，球形盲头161稍微比图9所示最大夹持状态下的球形盲头161大，在整个夹持范围内，没有均匀的结构。
如图所示，本发明的紧固件10在结构和性能上都与MAGNA-BULB类型紧固件110的不同。如上所述，由夹持和锁定部分66组成的盲头在紧固件10的夹持范围内基本上具有均匀的结构和强度。有助于安装后的紧固件10具有高剪切和抗拉强度，以及高的阻止销14被拉出的阻力。
如上所述，本发明的套筒12的突出套筒头26的结构与诸如突出头126的普通突出头的结构不同。相同尺寸紧固件的两种类型的盲头的对比如图3B所示。在图3B中，套筒头26由实线显示，套筒头126由虚线显示，为了简化起见，省略了剖面线。如图所示，套筒头26的外径Dh明显比套筒头126的外径Dhh小，承载环部29径向内端的套筒头26的内径Dhi与套筒头126的内径Dhhi相同。凹槽27通常与凹槽127具有相同径向宽度和尺寸。然而，承载环部29基本上比承载环部129小。事实上在一种形式下，承载环部29的径向宽度Rw几乎是承载环部129的径向宽度RRw的40％。假设工件20、20’和22、22’以及120、120’和122、122’的最终夹持负载相同，可以看到，承载环部29相对于外侧表面65、65’的承载表面应力大于承载环部129相对于外侧表面165、165’的承载表面应力。从而套筒头26和表面65、65’之间的滑动阻力比套筒头126和表面165、165’之间的滑动阻力大。基本上被减少的承载环部29的面积被选择，提供足够的强度，以便阻止拉伸负荷和阻止工件表面65、65’和/或套筒头26的局部变形。
除此之外，套筒26整体尺寸的减少导致紧固件10重量降低，并减少成本。套筒头26的轴向高度H与套筒头126的轴向高度HH相同。然而，套筒头26的整体面积和体积明显小于套筒头126的尺寸。
下表是相同尺寸紧固件的套筒头26和126的典型尺寸对比
| 套筒头26 | 套筒头126 |
| 外径Dh 0.450” | 外径Dhh 0.512” |
| 支撑环部29径向宽度Rw 0.030” | 支撑环部129径向宽度Rww 0.075” |
| 内径Dhi 0.385” | 内径Dhhi 0.385” |
| 轴向高度H 0.112” | 轴向高度HH 0.112” |
然而应该理解的是，紧固件10的特征可以作为诸如套筒12的套筒而使用，但是也可以作为诸如套筒头126的突出头而使用。
如上所述，本发明的独特特征是具有埋入头结构。
如图6所示，这种具有埋入类型套筒头结构的紧固件在最大夹持条件下被安装。在图6所示实施例中，采用相同的附图标记表示类似于紧固件10的元件，但是每个附图标记后面添加了“a”。基本上相同的元件仅被提及，除非单独介绍，否则认为其具有相同特征。
参考图6，隐蔽紧固件10a包括空心套筒12a和销14a，并位于工件20’a和22’a内对齐的开口16’a和18’a中，所述工件20’a和22’a的组合厚度表示紧固件10a的最大夹紧或最大总工件厚度。
空心套筒12a包括具有均匀外径的直柄24a，所述直柄在前端终止于放大头部26a。该放大头部26a是埋入或埋头孔类型。这种头26a位于外工件22’a内的倾斜的埋头孔部外18’aa内。
套筒12a包括中心通孔，所述通孔包括沿柄24a长度延伸的柄孔28a，所述柄孔28a在邻接放大头部26a的位置与缩小直径头孔30a相通。环形套筒制动肩部34a被确定在柄孔28a和缩小直径头孔30a的交界处。
销14a具有细长销柄40a，在其后端终止于头部42a。
销头部42a具有环形导向部分45a，其适于被紧密地装配在放大直径套筒柄孔28a的外端内。在剪切之前，放大直径的剪切环紧邻所述导向部分45a。
销头部42a包括细长直径缩小槽保持部48a，所述保持部在预装状态下从剪切环46a向后延伸，并包括预定数量的被保持顶部52a间隔的保持槽50a。保持槽50a和顶部52a环形延伸。
环形销制动肩部56a被设定在导向部分45a和具有更小直径的销柄40a的交界处。制动肩部56a具有通常是平面的端表面。锁定槽或穴58a邻近制动肩部56a。环形断裂颈槽60a位于锁定槽58a前方预定距离处，在销柄40a上确定了最弱部分，并产生如图6所示的裂纹。
如图所示，剪切环46被拉入大直径的柄孔28a内并形成放大的郁金香形盲头61a，在盲侧表面64’a上具有独特的夹持支撑和锁定部分。
如图所示，剪切环46a处于被剪切后状态，保持部分48移动进入剪切环内，销制动肩部56a与套筒制动肩部34a结合，套筒制动肩部34a的材料被移动到锁定槽58a内，在套筒12a和销14a之间形成向前的内部锁定。如图所示，销柄40a在断裂颈槽60a发挥作用，完成安装。
在图6所示状态下，紧固件10a处于工件20’a和22’a在紧固件10a最大夹持状态下的最大总厚度的安装条件下，基本上所有保持顶部52a和保持槽50a与剪切环46a结合。至少一个保持顶部52a保持在剪切环46a的外侧，从而将剪切环46a保持在盲头61a内，增加具有夹持和锁定部分66a的盲头61a相对于工件内或盲侧的表面64’a的强度。
可以看到，紧固件10的特征可以轻易地适用于埋入类型的紧固件10a，在外端具有内部锁定，在盲侧端具有基本上均匀结构的高强度的夹持和锁定部分66a。
Claims (31)
1.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述套筒的通孔在所述套筒柄部具有大直径孔部分和与之相连的小直径孔部分，从而在所述大直径孔部分和小直径孔部分交界处确定了一径向向内延伸的套筒制动肩部；
所述销在邻接所述销柄部分具有销肩部分，其直径比所述销柄部分的直径大，
由所述销肩部分和所述销柄部分的交界处确定的销制动肩部，
邻近所述销制动肩部的锁定槽，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
所述销制动肩部应与所述套筒制动肩部结合，
所述销头部分具有扩大的剪切环，所述剪切环与所述套筒柄部外端结合，
所述销头部分具有直径减少的保持部分，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，
所述保持部分包括多个槽和顶部，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动进入所述套筒柄部，通过所述外端，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述销制动肩部与所述套筒制动肩部结合，形成所述锁定，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述顶部的直径小，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定，
所述销制动肩部和所述套筒制动肩部具有结合表面装置，用于引导所述套筒制动肩部的材料基本上径向向内移动进入所述锁定槽内，将所述销和所述套筒锁定在一起，最终在所述套筒上形成制动表面，阻止所述销通过所述套筒的轴向运动。
2.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：所述剪切环从所述套筒柄部的所述大直径孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分。
3.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在端部与所述剪切环结合的套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环运动进入所述套筒柄部的大孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头。
4.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：所述剪切环从所述套筒柄部的所述大直径孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于从所述大直径孔部内表面上剪切材料，形成支撑环。
5.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：所述剪切环从所述套筒柄部的大直径孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环运动进入所述套筒柄部的大孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头，并从所述大直径孔部内表面上剪切材料，形成所述支撑环。
6.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：从所述剪切环向后，所述保持部分的顶部直径增加。
7.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：从所述剪切环向后，所述保持部分的顶部直径和宽度增加。
8.如权利要求1所述紧固件，其特征在于：所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
9.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述销柄部分具有将所述拉部分和所述销柄其它部分相连的断裂颈部槽，
所述套筒的通孔在所述套筒柄部具有大直径孔部分和与之相连的小直径孔部分，从而在所述大直径孔部分和小直径孔部分交界处确定了一径向向内延伸的套筒制动肩部；
所述销在邻接所述销柄部分具有销肩部分，其直径比所述销柄部分的直径大，
由所述销肩部分和所述销柄部分的交界处确定的销制动肩部，
邻近所述销制动肩部的锁定槽，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
所述销制动肩部应与所述套筒制动肩部结合，
所述销头部分具有扩大的剪切环，所述剪切环与所述套筒柄部外端结合，
所述销头部分具有直径减少的保持部分，从与所述套筒柄部的外端相反的方向，其与所述剪切环的端部相连，
所述保持部分包括多个槽和顶部，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以通过所述外端移动进入所述套筒柄部，，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述销制动肩部与所述套筒制动肩部结合，形成所述锁定，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述顶部的直径小，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定，
所述销制动肩部和所述套筒制动肩部具有结合表面装置，用于引导所述套筒制动肩部的材料基本上径向向内移动进入所述锁定槽内，将所述销和所述套筒锁定在一起，最终在所述套筒上形成制动表面，阻止所述销通过所述套筒的轴向运动，所述套筒肩部至少具有一径向与所述大孔部的径向相符部分分开的部位，从而便于所述套筒制动肩部的材料在所述销制动肩部的作用下径向向内运动，阻止所述套筒制动肩部的径向扩张，
当相对轴向力的数值大于使所述套筒制动肩部的材料移动进入所述销上的所述锁定槽内的轴向力时，所述销柄部分在所述断裂颈槽发挥作用，
所述套筒制动肩部通常位于所述大套筒头部的范围内，从而随着所述套筒制动肩部变形进入所述锁定槽内，阻止所述套筒制动肩部的径向扩张，
所述套筒头部具有预定轴向长度，
所述断裂颈槽距所述锁定槽预定的最大轴向距离，从而，阻止所述锁定槽相应于所施加的预定大小的轴向力变形，
所述最大轴向距离通常等于所述套筒头的轴向长度，用于最终将所述锁定槽和所述断裂颈槽定位在所述套筒头的范围内。
10.如权利要求9所述紧固件，其特征在于：从所述剪切环向后，所述保持部分的顶部直径增加。
11.如权利要求9所述紧固件，其特征在于：所述套筒肩部至少具有一径向与所述大孔部的径向相符部分分开的部位，从而便于所述套筒制动肩部的材料在所述销制动肩部的作用下径向向内运动，阻止所述套筒制动肩部的径向扩张。
12.如权利要求9所述紧固件，其特征在于：所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
13.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
锁定装置，可操作地与所述套筒和所述销相连从而在所述套筒和所述销之间的预定位置在所述套筒和所述销之间形成前锁定，
所述销头部分具有扩大的剪切环，适于与所述套筒柄部外端结合，其直径比在外端的所述孔部的直径大，
所述销头部分具有直径减少的保持部分以及夹持部位，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，夹持地结合所述剪切环，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动通过所述外端进入所述套筒柄部，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述套筒和所述销在预定位置形成所述前锁定，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述顶部的直径小，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述夹持部分或多或少移动通过所述剪切环，与所述剪切环夹持地结合，在所述盲头形成锁定。
14.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：
所述保持部分包括多个槽和顶部，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定。
15.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：
所述保持部分包括多个槽和顶部，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定，
所述保持部分的顶部的直径比形成在所述剪切环上的所述预定直径大，从所述剪切环沿向后方向，所述顶部的直径增加。
16.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述剪切环在所述套筒柄部的外端从所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分。
17.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环在所述套筒柄部的外端运动进入所述孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头。
18.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述剪切环在所述套筒柄部的外端从所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环从所述大孔部的内表面上剪切材料，以便形成所述支撑环。
19.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述剪切环在所述套筒柄部的外端从所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环在所述套筒柄部的外端运动进入所述孔部，初始形成所述郁金香形盲头，便于从所述大孔部的内表面上剪切材料，以便形成所述支撑环。
20.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述保持部分包括多个从剪切环沿向后方向直径增加的顶部。
21.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述保持部分包括多个从剪切环沿向后方向直径和宽度增加的顶部。
22.如权利要求13所述紧固件，其特征在于：所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
23.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
一具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
一销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
锁定装置，可操作地与所述套筒和所述销相连从而在所述套筒和所述销之间的预定位置在所述套筒和所述销之间形成前锁定，
所述销头部分具有扩大的剪切环，适于与所述套筒柄部外端结合，其直径比在外端的所述孔部的直径大，
所述销头部分具有直径减少的保持部分以及夹持部位，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，夹持地结合所述剪切环，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动进入所述套筒柄部，通过所述外端，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述套筒和所述销在预定位置形成所述前锁定
所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
24.如权利要求23所述紧固件，其特征在于：所述销头部分具有扩大的剪切环，适于与所述套筒柄部外端结合，
所述销头部分具有直径减少的保持部分以及夹持部位，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，
所述保持部分包括多个槽和多个顶部，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动进入所述套筒柄部，通过所述外端，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述销制动肩部与所述套筒制动肩部结合形成所述锁定为止，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述顶部的直径小，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述夹持部分或多或少移动通过所述剪切环，与所述剪切环夹持地结合，在所述盲头形成锁定。
25.如权利要求24所述紧固件，其特征在于：所述剪切环从所述套筒柄部的所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被所述在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分。
26.如权利要求24所述紧固件，其特征在于：所述剪切环从所述套筒柄部的所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被所述在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环运动进入所述套筒柄部的孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头，便于从所述大孔部内表面上剪切材料，形成支撑环。
27.如权利要求26所述紧固件，其特征在于：所述保持部分包括多个从剪切环沿向后方向直径增加的顶部。
28.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
一具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
一销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述套筒的通孔在所述套筒柄部具有大直径孔部分和与之相连的小直径孔部分，从而在所述大直径孔部分和小直径孔部分交界处确定了一径向向内延伸的套筒制动肩部；
所述销在邻接所述销柄部分具有销肩部分，其直径比所述销柄部分的直径大，
由所述销肩部分和所述销柄部分的交界处确定的销制动肩部，
邻近所述销制动肩部的锁定槽，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
所述销制动肩部应与所述套筒制动肩部结合，
所述销头部分具有扩大的剪切环，所述剪切环与所述套筒柄部外端结合，
所述销头部分具有直径减少的保持部分，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，
所述保持部分包括多个槽和顶部，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动通过所述外端进入所述套筒柄部，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述销制动肩部与所述套筒制动肩部结合，形成所述锁定，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述顶部的直径小，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定，
所述销制动肩部和所述套筒制动肩部具有结合表面装置，用于引导所述套筒制动肩部的材料基本上径向向内移动进入所述锁定槽内，将所述销和所述套筒锁定在一起，最终在所述套筒上形成制动表面，阻止所述销通过所述套筒的轴向运动，
所述剪切环从所述套筒柄部的所述大直径孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环运动进入所述套筒柄部的大孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头，便于从所述大孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，
所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
29.如权利要求28所述紧固件，其特征在于：在与所述套筒头部相反的所述销柄部分的端部，所述销柄部分的大孔部径向向外倾斜，减少厚度，以便所述剪切环进入所述大孔部，便于初始剪切所述支撑环。
30.一种用于紧固多个工件的隐蔽类型紧固件，所述工件包括具有外侧表面的外工件和具有内侧表面的内工件，所述紧固件包括：
一具有通孔的空心套筒，
所述套筒具有套筒柄部和在一端的大直径头部；
一销，
所述销具有销柄和销头部分，所述销柄适于位于所述套筒的孔内，销头部分位于与所述套筒头相反的套筒柄部的端部，
在与所述销头部分相反的部分，所述销柄具有适于被安装工具夹紧的拉部分，从而相对轴向力可以被施加在所述销和所述套筒之间，用于安装所述紧固件，
所述销头部分适于与所述套筒柄部结合，相应于在所述销和套筒之间施加的轴向力，使套筒柄部变形，形成与所述套筒头部相反的盲头，
锁定装置，可操作地与所述套筒和所述销相连从而在所述套筒和所述销之间的预定位置在所述套筒和所述销之间形成前锁定，
所述销头部分具有扩大的剪切环，适于与所述套筒柄部外端结合，其直径比在外端的所述孔部的直径大，
所述销头部分具有直径减少的保持部分以及夹持部位，从所述套筒柄部的外端与所述剪切环的端部相连，夹持地结合所述剪切环，
在预选的轴向力作用下，所述剪切环可以移动通过所述外端进入所述套筒柄部，在工件的内侧表面形成具有夹持和锁定部分的郁金香形盲头，并在所述内表面处于基本上不能进一步运动的位置，
在更大相对轴向力作用下，所述剪切环从所述销头部位被剪切掉，从而，所述销柄将移动通过所述套筒柄部，直至所述套筒和所述销在预定位置形成所述前锁定为止，
所述剪切环在剪切平面被剪切，从而在所述剪切环上形成开口，所述剪切环的直径比所述保持部分的直径小，
所述保持部分包括多个槽和顶部，
随着所述销柄部分移动，所述剪切环的运动被阻止，所述保持部分或多或少移动通过所述剪切环，所述顶部与所述剪切环结合，在所述盲头形成锁定，
所述剪切环在所述套筒柄部的外端从所述孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，所述支撑环被在所述套筒柄部内的剪切环在工件的内侧表面压缩，并作为所述夹持和锁定部分的一部分，
所述套筒柄部一般具有均匀的硬度，在与所述剪切环结合的端部，套筒部分具有梯度下降的硬度，便于所述剪切环运动进入所述套筒柄部的大孔部，以便初始形成所述郁金香形盲头，便于从所述大孔部内表面上剪切材料，形成支撑环，
所述外工件由具有预定大小的抗拉强度的材料制成，
所述大套筒头部是突出类型的，在所述套筒头底侧的径向外端具有环形部分，该部分与所述外工件的外侧表面结合，
所述环部具有承载区域，其向所述外侧表面提供至少相当于所述外工件材料抗拉强度的40％-50％但是不大于所述外侧表面和/或环形部分屈服极限的承载应力。
31.如权利要求30所述紧固件，其特征在于：在与所述套筒头部相反的所述销柄部分的端部，所述销柄部分的大孔部径向向外倾斜，减少厚度，以便所述剪切环进入所述大孔部，便于初始剪切所述支撑环。
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