【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一紧固系统，其中包括由一销子和一套筒组成的拉紧型紧固件。此紧固系统用于装货箱制造中。装货箱的结构通常为外壳是硬金属材料;内衬是较软的材料，如胶合板，纤维板等。可使用拉紧型紧固件将内外层固定。此类紧固体是由C.W.鲍于1970年6月2日在美国专利No 3，515，419中提出来的。拉紧型紧固件包括一个销子和一套筒，在销子和套筒之间施加一相对的轴向力以紧固工件。当销子的多余杆身断开之后，即完成了紧固操作。使用这种紧固件时，最好是使与工件的孔内表面接触的紧固件有一个相当大的头部，这样可使载荷分布均匀，从而不易破坏。最好紧固体的长度不长，其内侧的表面是光滑的，以使其承受的载荷最大，并避免紧固体的突起处勾住装货箱材料。紧固体最好是防火的，并能防止掉落，即紧固件不会脱开。在某些情况下，紧固件的紧压装货箱外表面的头部，最好是支承面足够大，高度不高。具有上述一个或几个特点的紧固系统存在的一个问题是紧固操件很费时间。例如，在上述由鲍提出的专利中所示的紧固件，就需要许多个操作步骤。用于制造装货箱的箱体常用胶合板等，各箱壁面间的连接常使用金属支架、板条等。金属支架、板...
【技术保护点】
用于固定工件的一种紧固系统，工件上有许多贯通孔，工件中至少有一个具有相对软的芯层，而另外的工件则是由相对硬的材料制成的，贯通孔的两个孔端的每一个，一个操作者是可以接近的，但不能同时接近两个孔端，所述系统包括有：一包括有一个管状套筒和一个 长销子的紧固件；所述套筒有一个大的套筒头和一个长的套筒筒身；所述筒身有一个通孔，在所述套筒头的另一端，可将筒身划分为第一孔部位和第二孔部位，所述第二孔部位的直径大于所述第一孔部位，这样，便在二部位的交界处形成一个在径向方向上向内伸展的凸肩；所述销子有一个大销子头和杆身，所述杆身通常包括有一个光滑部位，此部位与所述销子头邻接；还包括有一...
【技术特征摘要】
US 1985-2-13 701,347以及附图，理解本发明的其他目的，特点和优点。图1所示为堵塞型紧固件中某些零件的侧视图。此紧固件已按工作时的顺序组装在一起，但尚未紧固好。图2所示为沿图1中2-2线所取的断面图的放大视图。图3所示为图1所示的紧固件的几个零件相互锁定部位的局部放大图。图4所示为已紧固好后的，与图1所示紧固件类似的紧固件视图。图5所示为一包括有一密封套筒和一销子的非堵塞型紧固件中某些零件的侧视图。此紧固件已按工作时的顺序组装在一起，但尚未紧固好。图6所示为图5所示的一密封套(某些部位已剖开)的放大透视图。图7所示为已紧固好的，与图5所示紧固件类似的紧固体视图。现在看图1，所示为紧固件10与部件12和14组装在一起的情况。对一典型的装货集装箱或类似件来讲，部件12可以是一位于集装箱外层的金属支座，金属条，金属架等，它可由钢或铝等板材制成;部件14可以是集装箱壁面或集装箱体，它可由胶合板，纤维板或其他具有相对软的层芯的材料制成。这类材料在大的，局部负荷作用下很易于破坏。在图1所示的实施方案中，部件14的芯层为胶合板，再外部为玻璃纤维强化胶合板，最外层为玻璃纤维强化塑料层16和18，层16为集装箱的内壁面。塑料层16和18是不怕水的，因而构成了一个防水层。应指出的是前面提及的用于制造装货集装箱的材料仅是举例子而已，本发明还可以应用于其他场合，也适合于紧固其他材料。紧固件10包括有一销子20和一套筒22，属于一种堵塞型紧固件。套筒22有一个大的头部24，和一个直的筒身26，它可穿过在部件12和14中的通孔28和30。套筒头部24通常象倒扣的碟子，或在其内表面32一侧是凹入的。这种凹入结构在内层部件16的内孔30的孔端外表面部位处形成了间隙。同时，这种凹入结构可将紧固时和最后的锁紧力沿径向向外分布。这样便可以防止内壁14产生局部变形或破损。筒身26的外径基本上是一致的，其内通孔有一前孔部位34和孔径增大了的台阶状后孔部位36。台阶38是在前孔部位34和后孔部位36的相交处形成的。销子20有一大头部40和一长杆身43。销子头部40的端面是平的，其外径一般与套筒筒身26的外径是相同的，或稍小。销子杆身42的直而光滑部位44与头部连接，中止部位为一外径增大了的环形锁定凸缘42。与锁定凸缘42相对应的为一环形锁定凹槽46，与此部位连接的是一有槽的部位48。此部位沿轴向分布的凸部50和槽部52(图2)，它们相对于销子20的轴线呈螺旋状，一般角度约为10～30度。有槽部位凸部50的直径约等于锁定凸缘42的直径，而槽部52的直径一般与锁定凹槽46的相等或稍大些。有槽凸部50和锁定凸缘42的外径一般与套筒台阶部位36的外径相等或稍大，以便形成一种轻度的压配合。这样，销子20和套筒22便可按图1所示的那样，依靠摩擦力便可以保持一种紧固前的状态。当有槽部位48在套筒台阶38内继续移动时，将会使摩擦力增大。与有槽部位48邻接的，一般是光滑柱体部位54。此部位54的外径一般相对于套筒的前孔部位34，具有间隙或是轻度压配合。一较小直径的环形易断槽56位于光滑销子柱体部位54和拉紧部位58之间。拉紧部位上有许多环状的拉紧槽60。紧固件10可以借一拉紧工具62(只示出了一部分)在销子20和套筒22之间施加的相对轴向力，而将工件紧固住。拉紧工具可以是现有技术中的已为人知的一种，因而此处不再赘述。为了拉紧紧固件10，操作者首先从外面部件12开始，向内钻出孔28和30。通常，部件12中的孔28是事先加工好的，并且是孔30的定位和导向孔。操作者然后再走向集装箱内部，或部件12、14的另一侧，并将紧固件10插入到通孔28，30中。然后，将工具62放置于紧固件10上，操作者即可开始拉紧紧固件10。工具62中包括一砧形件64，其上有一压紧面66，此面呈凹入状，一般与套筒头部24的凸出外层表面相适配。夹头组合件68可以滑动，并支承于砧形件64上，它有几个夹头爪70，可夹紧拉紧部位58的拉紧槽60。一位于砧形件64中的小直径孔72的直径较拉紧部位58的外径稍大，此孔对拉紧部位58起导向作用，以使其进入到由夹头爪70构成的孔中。销子20和套筒22之间存在的压配合力，不会妨碍销子20插入到夹头爪70中，也不会将销子从套筒22中推出去。操作工具62可使夹头组合件68，沿轴向向后移动或向远离砧形体62的压紧面64的方向移动，这样便在销子20和套筒22之间作用一相对的轴向力。此轴向力使销子头部40向套筒筒身26的端部移动。在此过程中，有槽部位48将咬合套筒的台阶38(若原先即已咬合，则将进一步咬合)，并使前孔部位34处的材料沿径向挤入到槽52中，还会使材料沿径向向外挤入到工件孔28和套筒筒身26之间的间隙中。多余的套筒材料可以通过槽50很容易地移出。当销子继续移动时，销子头部40将与套筒筒身26的端部接触，并力图挤入到台阶孔部位36中。销子头部40的接触面74是平直的，当它挤入到台阶孔部位36中之后，即可从套筒筒身26的端部挤下一环76(图4)。环76有助于形成一尺寸更大的喇叭形头部78，从而在外部工件12和喇叭形头部78之间形成了良好的，相对大的支承面积。在喇叭形头部78形成的过程中，锁定凸缘42将在台阶38处(槽48已通过此部位)紧压在套筒22上。此时，凸缘42将使套筒材料径向地向内挤入到锁定槽46中，从而形成了锁定环79(图3)。套筒的这部分材料将基本上挤入到锁定槽46中。这样，此种强制性的机械锁定作用即可将销子20和套筒22紧固在一起。因为套筒22的材料较销子20的软很多，多余的材料即可移入到或挤入到台阶孔部位36和销子柱身44部位之间的间隙中。有槽部位48具有这样一个优点，即可以这种方式形成锁定环79锁定凸缘42可在任何时刻挤过较小的断面积，同时将较少的材料挤入到锁定槽46中，就是说，如果锁定凸缘42仅简单地紧压在套筒台阶38的整个断面上，则形定锁定环79所需的外力将相当大。根据有槽部位48，可概略地推测出被锁定凸缘42紧压的套筒台阶38处的径向宽度。还有，销子20和套筒22之间，在有槽部位48处的相对转动，有助于更均匀地沿槽46的周边挤入材料。这样，有槽部位48由于可在台阶38处精压套筒材料，从而就其径向宽度，体积以及在锁定槽46中材料的分布而言，有助于锁定。当形成喇叭形头部78之后，销子20再继续沿轴向移动时，由于销子头部40已被套筒端部包围，以及凸缘42已使锁定槽46基本上填满了材料，从而受阻。当作用的轴向力增大时，销子杆身43将自易断槽56处断开，紧固操作即完成，如图4示。有槽部位48距凸缘42的轴向长度或距离，等于为使最大厚度的工件12，14固定在一起，销子20的最小移动距离。工件12，14的最大厚度即该紧固件的头部至拉紧槽的最大距离。由于借助于一种强制性的机械锁定作用而使销子20和套筒22保持在一起，因而可经受得住易断槽56破断时，销子产生的回弹，同时紧固时的力可很大，从而使将工件12，14固定在一起的夹紧力很大。同样道理，销子20也不易因振动而松动，而摩擦锁紧件则不易做到这一点。应指出，在紧固过程中，由于螺旋形的有槽部位48向套筒的前孔部位34中前移，则销子20可相对于套筒22稍做移动。将这种销子推出的力将大于直槽那种销子的推出力。这样，使有槽部位48的槽呈螺旋形，有助于锁定槽46的机械锁定作用，并因而使销子20更不易于从套筒22中被推出或脱离。套筒台阶38的位置是这样确定的，即它的位置与外面位于紧固件10的头部至拉紧槽的部位内的金属工件12的孔28有关。所以以，当头部至拉紧槽的距离很小时，台阶38的位置将靠近孔28的外端面，当此距离很大时，台阶38的位置可靠里。这样，位于金属工件12孔28中的套筒筒身26的主要部分，因在径向方向上可胀开而将孔胀满，从而使套筒筒身26和工件12之间可防水，即可防止水进入到胶合板14的芯层中。销子20和套筒22之间的摩擦和机械作用即可使这些零件之间是防水的。如上面所述，套筒22的材料较硬的销子20更易于变形，从而产生了上述结果。在本发明提出的一方案中，套筒22可由AISI1008碳钢制成，其硬度约为50-70Rb，而销子20可由硬度约为28-34Rc的AISI 1022或1035制成。所以，紧固件10的结构与其他种装货箱紧固件结构比较，可使紧固过程非常简单，同时还具有已提及的一些优点，如防水连接，机械锁定以及大的夹紧力。用于装货箱和类似物上的不同形式紧固件，如图5-7所示。它们与上述结构的紧固件具有某些相似的特点，也具有某些不相似的特点。如图5所示，紧固件110已将工件120和140紧固好，这些工件与工件12和14可以是类似的，所以不再赘述。紧固件110包括有一销子120和一套筒122。套筒有一个大的头部，和一总的来说直的筒身126。此筒身与工件112和114上的至少一些通孔128和130之间有间隙。套筒124总的来说向内弯曲呈碟形，或其内表面132是凹形的，以便在内层工件116上的孔132的孔端边缘处形成间隙。这种凹入构形可将紧固力和最终形成的夹持力，沿径向向外分散开来，从而可避免产生大的局部变形或使内侧壁面140破坏。整个套筒筒身126的外径通常是相同的，整个通孔134的直径通常也是相同的。销子120有一个大的头部140和一长的杆身142。销子头140是一个平的大圆头，其外径较孔128，130的直径大很多。大圆头140很薄，因而使金属板工件120的外表面基本上是平滑的。销子杆身142的直径较工件孔128，130的小。与头部140连接的是一段直的，光滑杆身部位144，此部位终止于一直径增大的环状锁定凸缘142处。与锁定凸缘142邻接的是一环状锁定槽146，再下方是一段有槽部位148。此部位有凸出部分150和槽152。槽呈螺旋状，并与销子120的轴线一般成约10-30°。有槽部位的凸出部分150的直径近似等于锁定凸缘142的，而槽152的直径稍大于锁定槽146的。凸出部分150和锁定凸缘142的直径大于套筒孔134的直径。与有槽部位148邻接的是一段通常为直的杆身部位154。直杆身部位148的直径可使此部位与套筒孔134之间有间隙，或是轻度的压配合，其作用是使套筒122对销子120起导向作用。一个小直径的环状易断槽156位于直的销子杆身154和一拉紧部位158之间。后者的表面上有许多环状拉紧槽160。为了使紧固部位是防水的，在光滑的销子杆身144上有一密封套筒161。套筒161是管状的具有一直的通孔163。在套筒161外部的中间段165的直径较小，两端为二直径较大的凸缘167。套筒161通常是用弹性材料制成的，这种材料是具有弹性变形能力的，例如尼龙一类的弹性合成聚酰胺。套筒161的长度通常是从销子头部140的内侧表面处延伸至有槽部位148处或接近该处的距离。密封套筒孔163的直径约等于销子杆身部位144的直径，但因为这种材料具有弹性，所以在有槽部位148处可以很容易地脱开，并使套筒能与销子120组合在一起。端部凸缘167的外径稍大于工件孔128，130的。这样，与密封套筒161安装在一起的销子120，当插入到孔128，130中时，它们之间是压配合的。压配合有助于形成防水密封，并能使位于孔128，130中的销子120和密封套筒161固定在一起。这样，操作者便可以用单手，从货箱壁的两侧，或内部将紧固件安装好。通过拉紧工具162(仅示出了一部分)可在销子120和套筒122之间施加轴向作用力，并使紧固件110紧固起来。这是一种已为人知的先有技术，所以不再赘述。为安装紧固件110，操作者首先须从外层工件112处向内钻出孔128和130。如前所述，在通常情况下，外层工件的孔128是事先已钻好的。操作者可将销子120，连同已套在它上面的密封套筒161一起，插入到工件孔128，130中。如上述，销子组合件以压配合方式插入到规定的位置，并停留在该处以便进行其余的安装步骤。此时操作者须走进装货箱内部，或者说工件112，114的另一侧，将套筒122放进销子杆身143的外伸部位。再后，将工具162放在紧固件110上，并开始拉紧紧固件110。由砧形件164，压紧面166，夹头组合件168，夹头爪170和小直径孔172组成的工具162，与前述的工具62的功用是类似的。销子120和密封套筒161以及工件孔128，130之间的压配合性质，可使销子120插入到夹头爪170内时，不会将销子120和套筒161从孔128，130中推出来。所以，如前述，可以由一个操作者，以最少小安装步骤将紧固件110安装好。在操作工具162时，夹头组合件168将从砧形件162的压紧面处沿轴向向后或远离的方向移动，这样便在销子120和套筒122之间产生了轴向力。此力可推动套筒筒身126继续在销子杆身142上向前移动。在此过程中，有槽部位148将挤入到套筒筒身126中，并不断地将套筒孔部位134上的材料沿径向挤入到槽152中，同时，有部分材料沿径向向外挤入到工件孔130和套筒筒身126之间的间隙中。挤下的多余套筒材料可很容易地顺槽150流走。在套筒122沿径向移动的过程中，套筒筒身126的前端面将与对面的密封套筒161上的一个凸缘相碰。这样便在套筒161上作用一柱载重，并使其中段165的直径较小部位产生变形。此部位可以沿径向向孔128方向变形，同时也可迫使套筒161的材料沿径向向光滑的销子杆身部位144的方向变形，以及沿轴向向销子头140的底侧表面的方向变形。其结果是使销子120和工件孔128，130之间，是防水密封的。密封套筒161也可使不圆的孔128，偏心的杆身部位144等密封。在密封套筒161变形的同时，锁定凸缘142将挤入已穿过有键部位148的套筒122的材料之内，凸缘142将套筒材料沿径向向内挤到锁定槽146中，一般来说是将套筒材料挤向并充满锁定槽146的。这样，便形成了强制性的机械锁定作用，从而将销子120和套筒122紧固在一起。这里所述的锁定形成过程与图1～4中的实施方案所述的是类似的。此时，套筒头124的凹入表面132，已压在工件114的内侧表面上，套筒122的轴向移动已停止。当相对的轴向力增大时，销子杆身142将在易断槽156处断开，此时安装即完毕，如图7所示。有槽部位148至凸缘142的轴向长度或长度，一般等于在紧固总厚度最大的工件112，114，即最大的紧固件最终长度时，套筒122的最小移动距离。因为是靠一种强制的机械锁定力将销子120和套筒122固定在一起的，所以当易断槽156断开时，销子不会回弹，紧固力可以很大，因而将工件112，114固定在一起的最终夹持力也可很大。应提出，在安装过程中，当套筒筒身126在螺旋形的有槽部位148上前移时，销子120和(或)套筒122可彼此相对移动。由于有槽部位148呈螺旋形，因而有助于锁定槽146的机械锁定作用，即销子20更难于从套筒22中推出或脱开。密封套筒161的放置位置应是这样的，即它的外径较小部位165应位于外层金属工件112(紧固件110夹持有几层工件)孔128的长度之内。这样，在金属件112的孔128长度范围内是密封套筒161的可沿径向胀开，并可将孔胀满的重要部位。其结果是使销子110与工件112的连接处是防水密封的。套筒122和销子120的材料和硬度可以与图1-4中所示实施方案的相类似。还有，紧固件110可以由一个操作者，用一只手，按简单的安装规程进行安装。安装件具有显著的优点，其中有连接处是防水密封的，在销子和套筒之间具有机械锁定作用以及对工件具有很大的夹持力。很明显，本发明提出的优选实施方案是经过仔细计算的，因而可实现本发明前述的目的。很容易理解，在不偏离本发明的专属范畴或主要含义时，本发明很容易改型、变动和改变。权利要求1.用于固定工件的一种紧固系统，工件上有许多贯通孔，工件中至少有一个具有相对软的芯层，而另外的工件则是由相对硬的材料制成的，贯通孔的两个孔端的每一个，一个操作者是可以接近的，但不能同时接近两个孔端，所述系统包括有一包括有一个管状套筒和一个长销子的紧固件；所述套筒有一个大的套筒头和一个长的套筒筒身；所述筒身有一个通孔，在所述套筒头的另一端，可将筒身划分为第一孔部位和第二孔部位，所述第二孔部位的直径大于所述第一孔部位，这样，便在二部位的交界处形成一个在径向方向上向内伸展的凸肩；所述销子有一个大销子头和杆身，所述杆身通常包括有一个光滑部位，此部位与所述销子头邻接；还包括有一锁定凸缘，此凸缘与所述光滑杆身部位邻接，其外径也较所述光滑杆身部位大；还包括有一个锁定槽，其直径小于所述光滑杆身部位的直径，与所述锁定凸缘邻接；还包括有一个有槽部位，此部位与所述锁定槽连接，上面有许多个凸出部分和槽，所述凸出部分的直径通常与所述第二孔部位的直径几乎相等，所述槽的深度通常与所述锁定槽的深度接近，所述凸出部分和槽，相对于所述销子杆身的轴线，形成了大约为10～30°的螺旋线，还包括有一个拉紧部位，此部位在所述销子头另一端的杆身上，此部位可被一工具咬紧，并在所述销子和所述套筒之间产生相对的轴向力，以拉紧...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德D迪克森，沃特A约翰森，马文R黑克斯，
申请(专利权)人：赫类制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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