单面紧固件制造技术

本发明专利技术提供了一种诸如铆钉之类的紧固件(2)及其制造方法，其中紧固件(2)在栓壳(4)上形成有螺旋槽(16)和环形槽，使得当紧固件(2)安装到工件(24)中时，在工件(24)的盲侧上产生具有瓣状盲侧受力区(36)的膨凸部(30)，螺旋槽(16)具有朝向栓壳(4)的头端(12)而逐渐增加的深度、以促使膨凸部(30)最初朝向头端(12)形成。

【技术实现步骤摘要】
单面紧固件本专利技术是申请日为2009年7月1日、申请号为200980143131.2(PCT/GB2009/050764)、专利技术名称为“单面紧固件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及单面紧固件，并且更具体地涉及其中在紧固件安装在包括一个或多个工件组件的工件中期间引起紧固件膨凸的单面紧固件。
技术介绍
单面紧固件(即可通过从工件的仅一侧接入来安装的紧固件)是众所周知的。通常，单面紧固件包括管状的栓壳和柄部，栓壳具有细长杆部以及在栓壳的一端(头端)处预先形成的径向扩大的栓壳头部，在柄部的一端处具有径向扩大的柄部头部，其中，柄部延伸通过栓壳的芯部，使得柄部头部处于栓壳的与头端远离的尾端，并且柄部的端部从栓壳的头端突出。栓壳插入穿过在包括将要固定在一起的一个或多个工件组件的工件中的对齐的孔，使得栓壳头部抵靠工件的靠近面并且细长杆部的尾端部突出超过工件的远离面(盲面)。然后使用放置工具对柄部的突出部分相对于栓壳施加逐渐增大的拉力，由栓壳头部提供反作用力，以致柄部头部使栓壳杆部的尾端部径向向外地且轴向朝向栓壳头部地发生变形，以形成抵靠工件的盲面的盲膨凸部。工件因此夹紧在栓壳头部和盲膨凸部之间。通常，接着在沿着柄部的适当的位置的易断部处，将柄部与栓壳头部齐平或者稍微在栓壳头部的内部地折断。易断部断裂载荷是比完全形成盲膨凸部所需载荷大的拉伸载荷。提供高水平的静态和动态连接强度的单面紧固件需要在栓壳头部和盲膨凸部之间的工件上形成高夹持压力。因此理想地具有相对较大的预先形成的栓壳头部，并且还具有在盲膨凸部和工件的盲侧之间的相对较大的接触面积。盲膨凸部和工件的盲侧之间的接触区域被称为盲侧受力区。这样的单面紧固件的示例是在商标BOM和HEMLOK下可获得的那些单面紧固件，后者示例在GB2151738A中描述。对于单面紧固件同样理想地是具有宽的夹距范围，即，能够将具有不同的“夹距值”(即不同的工件总厚度)的一个或多个工件组件紧固在一起。例如，HEMLOK或者BOM紧固件的夹距范围限制为对于6.5mm直径的紧固件不大于2mm。诸如在商标STAVEX或者MasterfixK-Lock下可获得的那些紧固件(其中使得在工件的盲侧上形成两个或多个盲膨凸部)之类的多盲膨凸部铆钉的夹距范围大于HEMLOK和BOM那些紧固件的夹距范围。然而，在多盲膨凸部紧固件的夹距范围之内的特定厚度处，与被紧固工件的背面接触的膨凸部的横截面积将会很小，并且甚至会存在“分离(stand-off)”，从而产生很小的受力区，这导致由已安装紧固件提供的紧固强度的显著减小。单面紧固件的又一优选特征是在夹距范围的任一端处相似的轴向柄部行程。这可以通过将易断位置定位成使得柄部在栓壳的头部以内的位置处发生断裂来实现。结果剩余的柄部部分可以在整个夹距厚度上对已安装的铆接栓壳的剪切强度提供额外贡献。该特征进一步在诸如在商标MONOBOLT和MAGNABULB下目前已知的那些紧固件之类的“平齐断裂”紧固件中展现，其中易断位置定位为使得一旦柄部已经断裂，则柄部的残留在已安装紧固件中的一部分就有利地锁定到栓壳的头部内，在整个夹距范围中提供高夹持性和最佳的剪切性能。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供改进的单面紧固件，并且提供能够始终提供较宽的夹距范围和较大的受力区的紧固件。因此，本专利技术在第一方面中提供了根据所附权利要求的权利要求1所述的单面紧固件。由本专利技术的单面紧固件的安装产生的盲膨凸部提供了受力区尺寸和夹距范围的最适宜的组合。螺旋槽的深度优选地从栓壳的头端向尾端减小。螺旋槽的横截面积也可以从栓壳的头端向尾端减小。这些特征都具有促进盲膨凸部首先从最靠近栓壳头部处形成的效果。这提供了如下优势，即如果工件包括两个或者更多个工件组件，随着最后方的工件组件(即，距离栓壳的头端最远的组件)被拉向栓壳头部，从而使得工件组件之间的任何间隙闭合以提供更加牢固的紧固。紧固件还可以在栓壳的外壁中设置一个或多个环形槽。在可选实施例中，两个螺旋槽可设置在栓壳的外壁中从而在紧固件的安装中产生双瓣状盲侧受力区。在又一可选实施例中，多个螺旋槽可设置在紧固件的栓壳的外壁中以在安装中产生多瓣状受力区。本专利技术的紧固件可以是拉型的，即，其中紧固件包括具有径向扩大头部的柄部，其中柄部的一部分在栓壳的芯部内并且柄部的突出部分突伸超出栓壳头部，并且通过相对于栓壳对柄部施加拉力来进行紧固件的安装。在该实施例中，朝向工件推动栓壳的尾端的力由对柄部施加的拉力提供。或者，紧固件可以是内螺纹型，即，紧固件不包括柄部；朝向工件推动栓壳的尾端的力通过已经旋拧入栓壳的内螺纹中的外螺纹部分施加的拉力来提供。本专利技术在另一方面提供了制造根据所附权利要求的权利要求8所述的紧固件的方法。螺旋槽优选地滚压到栓壳上。螺旋槽优选地形成为使得螺旋槽的深度从栓壳的头端向尾端减小，并且还优选地使得螺旋槽的横截面积从栓壳的头端向尾端减小。在紧固件安装到工件中时，这些特征促使盲膨凸部首先从最靠近栓壳的头端处形成。根据本专利技术的方法可包括将至少一个环形槽形成到栓壳的外壁中的额外步骤。环形槽也可通过滚压形成。该方法还可包括继将柄部插入通过栓壳的芯部之后、将栓壳的至少一部分压接(crimp)到柄部上的额外步骤。这提供了在安装之前两个组件的临时连接。压接是通过使栓壳的至少一部分向内径向变形到柄部上，从而减小在该部分栓壳的外径来实现的。栓壳的被压接的这部分优选地处于或者靠近栓壳的尾端处，从而促使盲膨凸部最先从最靠近栓壳头端处形成。这是有利的，因为如果膨凸部朝向栓壳的尾端首先产生，则盲膨凸部可能不能提供足够的夹紧力以紧固较薄的工件，或者如果工件包括两个或更多个工件组件，则可能由于“分离(stand-off)”(即膨凸部和正在紧固的最后方的工件组件之间的未膨胀栓壳杆部形成的短柱，而不能将工件组件之间的小间隙闭合。优选地，栓壳随着朝向尾端以更大的程度压接到柄部上。例如，压接的程度随着远离尾端而逐渐减小。这进一步促使盲膨凸部最先从最靠近栓壳的头端处形成，并且附加地防止盲膨凸部完全形成到栓壳的尾端，从而降低“柄部头部进入”(即柄部头部正好被拉入到栓壳孔中)的风险。栓壳可以在栓壳的整个长度上压接到柄部上。在又一可选实施例中，栓壳在靠近尾端的一段范围上平行地压接到柄部上，即在该范围上以相同的程度压接。本专利技术的方法还包括将栓壳进行退火的额外步骤。可在将栓壳进行退火和将其与柄部接合之前进行将任何沟槽滚压到栓壳上的步骤。制造单面紧固件的方法可用于生产如上所述的拉型紧固件。在这种情况下，该方法包括另一个步骤，即将柄部插入穿过栓壳的芯部使得柄部的一部分在栓壳的芯部之内，并且使得柄部头部与栓壳的尾端相邻，并且柄部的突出部分突伸超出栓壳头部。或者，同样如上所述，制造根据本专利技术的单面紧固件的方法可用于生产具有内螺纹栓壳的紧固件。在这种情况下，该方法将包括在栓壳中制造内螺纹的额外步骤。附图说明现在将以示例的方式并且参考附图描述本专利技术的实施例，其中：图1是根据本专利技术的紧固件的侧视图；图2是图1的紧固件的栓壳的侧视图；图3a是图1的紧固件的纵剖视图；图3b是图3a的紧固件的螺旋槽的形状的详细视图；图4a至图4c图示了利用以虚线示出的安装工具将图1的紧固件安装到工件中的相继步骤；图5a是图1的紧固件完全安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在工件中的单面紧固件，所述紧固件包括：栓壳；所述栓壳包括芯部，在所述栓壳的头端处的头部，远离所述头端的尾端，以及在所述头端与所述尾端之间的可径向膨胀部分；由此，当所述栓壳插入到所述工件中的适合的孔中并且对所述栓壳施力以朝向所述工件推动所述栓壳的尾端时，通过所述栓壳的所述头端提供反作用力，并且从而引起所述栓壳的所述可径向膨胀部分径向向外地变形并轴向朝向所述栓壳头部地变形，以形成与所述工件的盲面抵靠的盲膨凸部并且形成盲侧受力区；其中，至少一个螺旋槽在所述栓壳的所述可径向膨胀部分的圆筒形外壁中凹入，使得所述盲侧受力区由至少一个瓣状形成；其中，所述至少一个螺旋槽的深度从所述栓壳的所述头端向所述尾端减小。

【技术特征摘要】
2008.08.29 GB 0815717.41.一种安装在工件中的单面紧固件，所述单面紧固件包括：栓壳；所述栓壳包括芯部，在所述栓壳的头端处的头部，远离所述头端的尾端，以及在所述头端与所述尾端之间的可径向膨胀部分；由此，当所述栓壳插入到所述工件中的适合的孔中并且对所述栓壳施力以朝向所述工件推动所述栓壳的尾端时，通过所述栓壳的所述头端提供反作用力，并且从而引起所述栓壳的所述可径向膨胀部分径向向外地变形并轴向朝向所述栓壳的头部地变形，以形成与所述工件的盲面抵靠的盲膨凸部并且形成盲侧受力区；其中，至少一个螺旋槽在所述栓壳的所述可径向膨胀部分的圆筒形外壁中凹入，使得所述盲侧受力区由至少一个瓣状形成；其中，所述至少一个螺旋槽的深度从所述栓壳的所述头端向所述尾端减小，并且其中，所述栓壳的外径与所述栓壳的内径之间的差沿着所述栓壳的可径向膨胀部分的长度是基本恒定的，所述内径在沿着所述栓壳的在所述外壁中的至少一个螺旋槽变形期间所述栓壳变形的位置处减小。2.如权利要求1所述的单面紧固件，其中所述螺旋槽的形状的横截面积从所述栓壳的所述头端向所述尾端减小。3.如权利要求1所述的单面紧固件，还包括在所述栓壳的所述外壁中设置的至少一个环形槽。4.如权利要求1至3中任一项所述的单面紧固件，其中在所述栓壳的所述外壁中设置两个螺旋槽，并且所述盲侧受力区是两瓣状的。5.如权利要求1至3中的任一项所述的单面紧固件，其中在所述栓壳的所述外壁中设置多个螺旋槽，并且所述盲侧受力区是多瓣状的。6.如权利要求1至3中任一项所述的单面紧固件，其中所述单面紧固件还包括柄部，所述柄部包括径向扩大的柄部头部，所述柄部的一部分在所述栓壳的所述芯部内，所述柄部头部与所述栓壳的所述尾端相邻，并且所述柄部的突出部分突伸超出所述栓壳的头部；由此，当相对于所述栓壳对所述柄部施加拉力时，所述柄部头部因而对所述栓壳施力以朝向所述工件推动所述栓壳的所述尾端。7.如权利要求1至3中任一项所述的单面紧固件，其中所述栓壳的所述芯部具有内螺纹，其中，当外螺纹部分旋入到所述栓壳的所述芯部中，并且对所述外螺纹部分相对于所述栓壳施加拉力时，所述外螺纹部分因而对所述栓壳施力以朝向所述工件推动所述栓壳的所述尾端。8.一种制造单面紧固件的方法，所述单面紧固件包括：栓壳；所述栓壳包括芯部，头端，远离所述头端的尾端，以及在所述头端与所述尾端之间的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·布鲁尔，
申请(专利权)人：阿弗德尔英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB