TW200835861A - Blind stud insert - Google Patents

Description

200835861 九、發明說明：

t發明所屬技術領域J 本發明係有關於盲螺樁插件’特別是有關於插件本體 與錯定螺樁(anchor stud)的製造及組裝。 本發明係有關於一種由金屬製成盲螺樁插件的方法， 該插件可插入穿過一工件且徑向延伸成可使它固定該工 件。關於這點，”盲”的意思是只要從工件的一側進入即可 裝上該插件。 I：先前技術3 10 已知可提供一種旋入再疊上錨定螺樁的帶螺紋插件本 體。不過，此類插件的生產及組裝涉及許多步驟，包括熱 處理該錨定螺樁、輥牙加工(roll tapping)、本體在該錨定螺 樁上的洗滌與旋壓成形(spinning)、以及本體在該錨定螺樁 上的鉚固（staking)。錨定螺樁的熱處理必須提供硬度足以承 15 受鉚固階段之力的帶螺紋桿(threaded shank)。 上述插件的組裝速率則受限於耗時的輥牙加工與本體 在錨定螺樁上的旋壓成形，後者的加工時間會與錨定螺樁 的長度成正比。在本體與錨定螺樁螺紋之間也可能出現咬 扣(cross threading)的問題，因而進一步增加組裝時間。 20 也已知可提供一種無螺紋本體，其係直接鉚固於錨定 螺樁上。雖然這種具體實施例不會遇到旋裝(spin_on)的耗時 缺點，已發現由於在本體與錨定螺樁的帶螺紋桿的抓握不 足，因此螺樁的牢固性很差。 另一揭示於歐洲專利第EP1598567(Bollhoff)號的先前 5 200835861 技術插件涉及夾壓(crimp)無螺紋本體於錨定螺樁上，該錨 定螺樁設有數條以螺旋螺紋之形式加上的縱向凹槽。此一 設計包含錯定螺樁的帶螺紋桿在開槽區的抗扭強度 (torsional strength)。錨定螺樁中之開槽螺紋齒頂(crest)與本 5體之移位材料之間有相對小的有效互鎖面積，結果此一具 體實施例仍會出現本體與錨定螺樁的附著問題。當插件有 高扭矩時，本體與錨定螺樁有可能分離。例如，在安裝扣 件日守，或在組裝螺帽以形成最終關節而與被安裝之錨定螺 樁出現咬扣時，可能會施加高扭矩，結果螺樁會與本體旋 1〇開（仙screw)。也有可能由於有軸向力施加於已裝上插件的 工件而使本體與錨定螺樁分離。 在使用期間，可能需要解開以及重新組裝最終關節。 螺帽的卸下以及重新上緊(特別是在有腐钱的情況下），會在 兩個旋轉方向施加扭矩負荷於螺樁，而且也有可能使螺捲 15與本體分離。 在安裝插件後，例如在為了回收結束使用壽命的工件 而分解它時’可能必需從已插入插件的工件却下插件。因 此，在不會使錯定螺樁與本體分離的情形下，插件在任— 方向也必須能夠承受迫使插件脫離工件所需要的轴向力。 本發明的目標是要克服或至少減輕上述問題。 C 明内 因此本發明在-方面提供一種如申請專利範 所述的插件。 、 本發明的優點是在組裝插件的夾壓階段時可確保材料 6 200835861

弋進入錨定螺樁滾花的空隙，從而可使本體穩固地固定於 錯定螺樁上。因此，該插件可承受外加的扭矩而不會導致 錯定螺樁與本體分離。加上兩個角度相反的滾花區使得插 件可克服任一方向的扭矩。施加扭矩在任一方向不會產生 5 軸向運動，即使磨擦力已被克服。如果像角度加工(angling) 那樣加上兩個滾花區，則效果會與陡角螺旋線或螺旋螺紋 的類似，亦即，一旦磨擦力被克服後，外加扭矩會在一方 向產生軸向運動。 在該銷定螺樁的第一區段（亦即，被本體包封的區段） 1〇中，該插件設有一或更多環形凹槽為較佳。在兩個滾花區 (kmiried area)之間設有環形凹槽更佳。加上環形凹槽的優 點是在組裝插件的夾壓階段時，也會使本體的材料流入環 形凹槽，從而可用來使本體鎖定於頭部上以及抵抗施加於 插件的軸向力（例如若是在安裝後有必要卸下插件時）。 15 該錯定螺樁由在冷成（cold forming)及輾牙（thread rollinS)操作期間已予加工硬化的雙相鋼（dual-phase steel) 製成為較佳’因而藉由排除硬化及回火螺捲的需要而可降 低製造成本及複雜度。使用雙相鋼也可排除硬化、回火以 及表面處理製程(surface finishing process)所導致之氫脆化 20 (hydroSen embrittlement)的可能性，同時可確保該錨定螺樁 有足夠的硬度應付在夾壓本體於該錨定螺樁時會遭遇的力。 在一替代具體實施例中，本體4可具有不同的橫截面外 形(例如，方形或六角形）以插入有對應形狀的工件小孔。橫 截面為非圓形的本體可提供的優點是在螺樁有外加扭矩時 7 200835861 - 可增加本體在工件内對於旋轉的抵抗力。 職件核切加上外輕，或本如緣上的頭底釣 (—ad祕）’其絲人卫件以在有外加扭矩時可增加 旋轉抵抗力。 5 纟發明在第二方面提供—制於製造插件的方法，其 係包含如申請專利範圍第8項所述的步驟。 树日賴讀造插件时法的優點是麵絲定螺樁 及本體之後，組裝這兩個組件以形成該插件的步驟只包含 兩個階段，亦即，把該錯定螺樁插入該本體，以及爽壓該 H)本體於該銷定螺樁上。因此，相較於包含旋入錯定螺播於 帶螺紋本體内的先前技術方法，可簡化插件的組裝，而且 可排除旋開這兩個組件的可能毁壞模式⑽如〇f灿㈣。 此外，該等部件所得到的附著度足以應付後續在任一方向 施加於插件的扭矩。因此，可顯著減少在有高扭矩施加於 15插件時導致插件本體與錨定螺樁分離的可能性。 ·. 錢本體於錨㈣樁上的另—優點是不會顯著影響在 組裝前已施加於本體或錨定螺樁的任何抗腐蝕電鍍^塗 層。 在另-方面，本發明提供-種如申料利範圍第9項所 20 述的插件。 裝設帶螺紋錨定螺樁（其中螺紋係伸入螺樁的第一區 段，亦即，伸入本體隨後會被夾壓的區域)的優點是螺紋可 用來作為滾花區（其中在如第一具體實施例所述那樣夾壓 時，可壓迫本體材料於螺紋内）。 8 200835861 * 圖式簡單說明 以下為在舉例說明本發明的具體實施例時參考的附 圖。 第1圖為本發明錨定螺樁的正面圖。 5 第2圖為沿著第1圖錨定螺樁中之直線IRI繪出的軸向 橫截面圖。 " 第3圖係根據本發明圖示插件本體的橫截面。 第4圖為插入第2圖插件本體（以橫截面圖示）之第1圖錨 定螺樁的平面圖。 〇 第5圖為夾壓第2圖插件本體（以橫截面圖示)於第1圖錨 定螺樁之上的示意圖。 第6圖的平面圖係根據本發明之一替代具體實施例圖 不插入插件本體（以橫截面圖示）的錨定螺樁。 C貧施方式2 15 較佳實施例之詳細說明 藝· 請參考第1圖至第4圖，插件2包含本體4與雙相鋼錨定 螺樁6。錨定螺樁6包含長形區段8，其係具有在一末端徑向 延伸的頭部10。長形區段8設有帶螺紋部份12以及兩個在帶 螺紋部份12、頭部1〇之間的滾花區14、16。滾花區14、16 20均由多個斜角滾花18形成，其中第一滚花區14的滾花18方 向都與第二滾花區16㈣花相反。滾花18各由三角形齒頂 形成，如第2圖所示。在錨定螺樁6上，於頭部1〇、第一滾 花區14之間，第一滾花區14'第二滾花區16之間，以及第 二滾花區16、帶螺紋部份12之間都設有環形凹槽2〇。 9 200835861 本體4有延伸穿過它且橫截面為圓形的通孔(through bore)22。通孔22在本體之一末端有一直徑減少部份24。本 體的另一端則設有徑向延伸的凸緣26。

如第4圖所示，組裝插件2的第一階段是插入錨定螺樁6 5 於本體4直到錨定螺樁頭部10緊挨著本體4的表面。一旦錨 定螺樁6完全插入本體4後，錨定螺樁（包含滾花區14、16) 的第一區段28會被本體4的直徑減少部份24包封。滾花區 14、16與通孔22的的直徑減少部份24的尺寸係經製作成錨 定螺樁6與本體4有輕度過|配合(light interference fit)。錫 1〇定螺樁的第二區段30係延伸超出本體4的末端。 如第5圖所示，組裝插件的下一個階段是夾壓本體4於 錯定螺樁6上。在大約對應至通孔22之直徑減少部份24的本 體4外部四周的4個等距點處，用4個夾爪夾壓頭部（未圖示） 來完成夾壓加工。其中的兩點是用箭頭χ、γ表示。夾壓加 15工會使各個夾爪下的材料變形，亦即，進入環形凹槽20和 斜角滾花18的空隙。夾壓涉及在相對大面積上施加高負 射，4個夾爪會作用於本體的大部份周圍。 夹壓頭部使它在本體4上之夾爪的表面有平坦的表 面，從而使得插件在夾壓頭部内的安置有小程度的彈性。 2〇替換地，該等夾爪的表面輪廓可與錨定螺樁6之第一區段的 對應，亦即，有助於壓迫本體材料進入滾花空隙及環形凹 槽的。 在另一替代具體實施例中，錨定螺樁6長形區段8的帶 累、、文。卩伤12可充分伸入本體4的直徑減少部份24使得它可 10 200835861 ， 用作滾花的第一區。在此具體實施例中，滾花的第二區可 包含角度與螺紋間距相反的滾花。第6圖係圖示在夾壓插件 本體於錨定螺樁上之前的具體實施例。 【圖式簡單說明3 • 5 第1圖為本發明錨定螺樁的正面圖。 第2圖為沿著第1圖錨定螺樁中之直線II-II繪出的軸向 橫截面圖。 第3圖係根據本發明圖示插件本體的橫截面。 第4圖為插入第2圖插件本體（以橫截面圖示）之第1圖錨 10 定螺樁的平面圖。 第5圖為夾壓第2圖插件本體（以橫截面圖示)於第1圖錨 定螺樁之上的示意圖。 第6圖的平面圖係根據本發明之一替代具體實施例圖 示插入插件本體（以橫截面圖示）的錨定螺樁。 15 【主要元件符號說明】 2…插件 18···斜角滾花 4···本體 20…環形凹槽 6…錫定螺樁 22…通孔 8…長形區段 24…直徑減少部份 10…頭部 26…凸緣 12…帶螺紋部份 28…第一區段 14…第一滾花區 30···第二區段 16…第二滾花區 11

Claims (1)

1. 200835861 十、申請專利範圍： 錨定螺樁的 一種用於盲安裝一工件且包含一本體及一 插件； 5 10 15

   20 該錯定螺樁有-長形部份與一頭部，該頭部係位於 該長形部份之一末端處或附近且由該處徑向伸出； 該錨定螺樁可插入一延伸穿過該本體之内部的通 孔，使得在插入時，該長形部份之第一區段會被該本體 的直輕減少部份包封，而該長形部份遠離該頭部的第二 區段會延伸超出該通孔之一末端； 其中a亥長形部份的第一區段設有至少兩個角度相 反的滾花區。 2.如申請專利範圍第1項所述之插件，其中該長形部份的 第一區段至少設有一環形凹槽。 3·如以上所有申請專利範圍中之任一項的插件，其中在該 兩個滾花區之間裝設一環形凹槽。 4·如以上所有申請專利範圍中之任一項的插件，其中該錨 定螺樁係由雙相鋼製成。 5·如以上所有申請專利範圍中之任一項的插件，其中該插 件本體有非圓形的橫截面外形。 6·如以上所有申請專利範圍中之任一項的插件，其中該插 件本體的外部設有滾花。 7·如以上所有中請專利範圍中之任—項的插件，其中該插 件本體設有數個頭底鈞。 8· 一種用於製造插件的方法，該方法係包含下列步驟： 12 形成一錨定螺樁與一本體，其中該錨定螺樁係經製 作成有一長形部份與一頭部，該頭部係位於該長形部份 之一末端處或附近且由該處徑向伸出； 將該錯定螺樁插入一延伸穿過該本體的無螺紋通 孔，使付數個设在該長形部份之第一區段之上、角度相 反的滾花區都被該本體之一直徑減少部份包封，以及該 長形部份遠離該頭部的第二區段會延伸超出該通孔之 一末端；以及， 夾壓該本體包封該錨定螺樁之該等滾花區的直徑 減少部份，藉此壓迫該本體的材料進入該等滾花的空 隙。 9. -種用於盲安裝-工件且包含—本體及—錨定螺捲的 插件； 該!苗定螺樁有-長形部份與—頭部，該頭部係位於 該長形部份之-末端處或附近且由該處徑向伸出；該錯 定螺樁可插人-延伸穿過該本體之㈣的通孔，使得該 長形部份有-被該本體之直徑減少部份包封的第一區 段與-遠離該頭部且延伸超出該通孔之一末端的第二 區段； 其中該長形部份設有由該第一區段之一部份至少 延伸至該第二區段之-部份的螺紋，使得延伸到該第二 區段的螺紋可用來作為第一滾花區， 以及其中該第一部份至少財角度與螺紋間距相 反的第二滾花區。