带花键的紧固件制造技术

一种用于固定包括多个工件构件的工件的紧固件（2），所述紧固件包括柄（4）和径向增大的头部（6），其中紧固件还包括设置在紧固件的内孔的内壁上的轴向空隙（40）及花键（18），使得当紧固件通过芯轴、弱化杆或销安装在工件中时，一旦紧固件的柄与工件孔口的壁接触，芯轴、弱化杆或销会使花键的顶点部变形，并且顶点部的材料被移入空隙中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带花键的紧固件本专利技术涉及用于将数个带孔口的工件构件固定在一起的快速紧固件。快速紧固用RTM是一种众所周知的将工件构件固定在一起的方法，从而将具有空芯的紧固件(例如，铆钉)放置在该工件构件中的对准的孔口中，以及拉动带头芯轴穿过该紧固件的芯部以产生紧固件的柄的径向扩大以及小程度的紧固件轴向缩短。期望地，紧固件的柄的径向扩大可以实现工件构件中孔洞的孔洞填充。轴向缩短效应可以帮助向上朝着紧固件的头部拉动最后面的片体以封闭工件构件之间的间隙。例如以商标Briv RTM (如英国专利第GB1323873号中所描述)及Chobert RTM可用的现有技术紧固件具有在中心区域具有均匀的壁厚的柄部。在这两种情况下，紧固件的柄尾端的壁厚增加；在Briv紧固件的情况下,其为增大的外径,而在Chobert紧固件的情况下，其为减小的渐缩形式的孔径。这些现有技术紧固件通过拉动给定直径的芯轴穿过紧固件的内孔来安装，从而使得芯轴的径向增大的头部将柄的中心区域扩大到工件构件的孔口中。因此，径向扩大的程度受制于用于公称紧固件直径的芯轴头部的直径。现有技术紧固件在工件孔径方面具有低度的公差，即，仅有限范围的工件孔径适应公称紧固件尺寸和单一头部直径芯轴。因此，在使用公称紧固件和特定头部直径芯轴时，工件孔径的两个可接受的极值之间存在窄的范围。在现有技术紧固件的优化安装中，S卩，其中工件孔径在给定紧固件直径和芯轴头部直径的可接受的范围内，通过芯轴头部来扩大紧固件产生紧固件的柄与工件孔口的壁之间的机械接合，而没有“过度紧塞”(如下文解释的)。由后部工件构件(即，离紧固件的头部最远的工件构件)的孔口的壁所提供的约束对于后部工件构件相对于紧固件的柄的轴向运动产生径向力并且因此产生摩擦阻力。然而，如果工件孔径小于现有技术紧固件的可接受范围，则安装紧固件需要过高的放置力，因为其会被过度紧塞在孔口中。这可能造成芯轴磨损或造成其它不良的效果，如紧固件的内孔产生残渣，或紧固件的头部变形，如向上挤出紧固件的内孔材料进入头部区域。顶部工件构件(S卩，最靠近紧固件的头部的工件构件)的孔径常被配置成稍大于后部工件构件的孔口，以适应孔口间距误差。如果顶部工件构件的孔径大于现有技术紧固件的可接受范围，则紧固件的柄的扩大不会导致紧固件的柄与过大的工件孔口的壁之间的任何机械接合，从而导致接合处对在剪力负载下的运动产生低阻力。为了补偿过大的工件孔口，可以使用过大的芯轴(B卩，具有过大的头部的芯轴)来安装紧固件。然而，风险是，过大的芯轴可能被误用于尺寸过小的工件孔口，从而导致由上述高放置力造成的问题。图1示出了工件孔径大于特定紧固件直径和芯轴头部直径的可接受范围的问题，其示出了在铆接范围(grip range)的最下端安装到工件30中的现有技术紧固件2。该工件包括具有过大的孔口 36的顶部工件构件32、以及具有可接受的孔口 38的后部工件构件34。由于顶部工件构件32具有过大的孔口 36，所以安装没有造成紧固件的柄4与过大的孔口 36的壁之间的任何机械接合。由于在该区域有较大的壁厚，所以经正确安装的现有技术紧固件显示出增大的尾端形成物。在最大铆接应用中，该增大的尾端形成物靠近后部工件构件的外表面，因此在经受拉伸负载时用于向接合点的运动提供支承及阻力。然而，在中度铆接或最小铆接的情况(如图1所示)下，增大的尾部形成物44远离后部工件构件34，因而无法在拉伸负载下协助抵抗工件构件32、34的初始分离；阻力必须几乎完全由摩擦力产生,该摩擦力来自于由具有均匀壁厚的紧固件的柄4的扩大的中心区域施加的径向压力。因此，中度铆接或最小铆接情况下分离阻力较小。目前可获得的其它快速紧固件(如以商标Avtronic (RTM)及Rivscrew (RTM)可用的紧固件)的特征是在紧固件的柄的中心具有不均匀的壁厚。这些紧固件包括紧固件的柄的外部上的空隙，其形式分别为环状沟槽和螺旋螺纹。这些紧固件旨在扩大并嵌入工件中，其中工件构件包括与紧固件的材料相比相对软的材料。这些紧固件的环状或螺旋空隙导致可变地扩大到工件构件的孔口中，并且紧固件的柄与工件孔口的壁之间具有高度或低度的机械接合，因此不能保证紧固件的柄与工件孔口的壁之间一致且充分的接合。此外，这些现有技术紧固件导致在孔洞外周周围具有不一致的尺寸或分布的扩大的尾部形式。本专利技术旨在提供一种紧固件，其至少减轻上述问题，并且保证在紧固件的柄与两个工件孔口的壁之间具有充分且一致的机械接合，即，实现比现有技术紧固件可实现的更为牢固的用于紧固的完全机械接合。本专利技术还旨在提供一种紧固件，其使得单一紧固件长度和一芯轴尺寸的规格能够安装到较宽的铆接范围内，以及可以容许工件孔径的变化远大于现有技术紧固件，同时避免高放置力、芯轴磨损、残渣产生、以及具有单一芯轴头部尺寸或直径的紧固件的头部变形的问题。此外，本专利技术旨在提供一种紧固件，其适于用来固定由比该紧固件更硬的材料制成的工件构件，以及其中，该紧固件的铆接范围只取决于紧固件的长度，即，较长的紧固件具有较大的铆接范围，使得具有公称长度的紧固件能够用于较宽范围的工件厚度。因此，第一方面，本专利技术包括一种如所附权利要求中的权利要求1所述的紧固件。另一方面，本专利技术包括一种根据权利要求13所述的安装紧固件的方法。紧固件的安装可以通过包括压在紧固件的头部的上表面上的渐缩形凹陷端面的工具来进行。这使得紧固件的头部能够被推向顶部工件构件并且使得头部能够抵靠工件构件稍微变平，以及从而确保紧固的夹持作用。抵靠顶部工件构件的头部外周的变平使得头下凹部的外径减小，并且紧固件的头部抵靠工件的承压面积增加。此外，与现有技术快速紧固件相比，工具的端面在紧固件的头部的上表面上具有较大的承压面积，使得能够在紧固件的安装期间使紧固件的头部表面的不期望的凹陷或损坏最小化。另一方面，本专利技术包括一种根据权利要求15或16所述的安装紧固件的方法。通过权利要求16所述的方法安装的紧固件还可以包括:在弱化点与填塞部分之间的平行部分，在安装期间，其形成锁定边缘(locking skirt)从而提供经安装的杆在该紧固件的柄中的机械锁定。另一方面，本专利技术包括一种根据权利要求18所述的安装紧固件的方法。该方法还可以包括后续步骤:通过支承套筒压在该紧固件的头部上，以及从该紧固件的内孔卸下销。拉动芯轴头部、或推压实心销穿过内孔使得紧固件的柄的直径增加以与工件孔口的壁机械接合。本专利技术的轴向空隙使得能够在拉动芯轴头部穿过不同尺寸的工件构件孔口(例如，顶部工件构件的过大孔口)时，通过芯轴头部可变程度地径向压碎紧固件的内孔花键，从而向剪切运动提供机械阻力，而不会导致“过度紧塞”，由此避免可能过多的放置负载、芯轴磨损、残渣产生以及紧固件的头部变形。该柄的与工件孔口的壁接触的外表面远大于提供紧固件的柄上具有螺旋螺纹或环状槽的紧固件所得到的外表面，以至于在随后负载接合点时，应力较低。因为空隙相对于紧固件的柄是轴向定位的，所以它们具有沿着紧固件的柄的长度不变的截面面积。这保证径向扩大程度与芯轴负载一致，而与铆接厚度无关。因此，本专利技术的可以用于比同等尺寸的现有技术紧固件所提供的大的铆接范围。此外，特定紧固件可接受的铆接范围只取决于紧固件的长度，即，较长的紧固件可接受较大的铆接范围。此外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固定包括多个工件构件的工件的紧固件，所述紧固件包括具有头端和远离所述头端的尾端的柄、在所述柄的所述头端处的径向增大的头部、以及延伸贯穿所述紧固件的内孔，其中所述柄的内壁包括空隙区段，所述空隙区段包括由多个花键隔开的多个空隙，每个花键具有顶点部，所述空隙和所述花键关于所述紧固件的内孔的纵轴沿轴向伸长；其中所述空隙具有大体呈梯形的截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.11 GB 1107875.51.一种用于固定包括多个工件构件的工件的紧固件，所述紧固件包括具有头端和远离所述头端的尾端的柄、在所述柄的所述头端处的径向增大的头部、以及延伸贯穿所述紧固件的内孔， 其中所述柄的内壁包括空隙区段，所述空隙区段包括由多个花键隔开的多个空隙，每个花键具有顶点部，所述空隙和所述花键关于所述紧固件的内孔的纵轴沿轴向伸长；其中所述空隙具有大体呈梯形的截面。2.根据权利要求1所述的紧固件，其中所述空隙具有沿着所述紧固件的柄的长度恒定的截面面积。3.根据权利要求1所述的紧固件，其中所述轴向空隙彼此等距。4.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，其中所述紧固件的头部包括设置在远离所述紧固件的柄的所述头部的顶表面中的沉孔，所述沉孔的平均直径大于所述紧固件的所述内孔的直径。5.根据权利要求4所述的紧固件，其中所述沉孔包括平坦的环状渐缩形壁。6.根据权利要求4所述的紧固件，其中所述沉孔包括弯曲的渐缩形环状壁。7.根据权利要求4所述的紧固件，其中所述沉孔包括与所述内孔的纵轴平行的平坦环状壁。8.根据权利要求5或6所述的紧固件，其中在所述沉孔与所述紧固件的内孔之间设置有渐缩形颈部。9.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述紧固件的柄的所述尾端处的渐缩端。10.根据权利要求9所述的紧固件，还包括在所述紧固件的所述尾端处的超出所述渐缩端的柱端，所述柱端包括与所述紧固件的纵轴平行的直的环状壁。11.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述紧固件的柄的所述尾端处的实心尾环，其中所述空隙区段不延伸到所述尾环中。12.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，还包括在所述紧固件的所述尾端处的柱端，其中所述柱端包括其轴与所述内孔的纵轴平行的直壁。13.根据权利要求7和12所述的紧固件，其中所述柱端的外径与所述沉孔的直径相似。14.一种安装根据前述权利要求中任一项所述的紧固件从而固定包括第一带孔口工件构件和第二带孔口工件构件的工件的方法，所述方法包括以下步骤: a)将具有径向增大的头部的芯轴放置为穿过所述紧固件的内孔，使得所述芯轴的所述径向增大的头部靠近所述紧固件的柄的所述尾端； b)将所述紧固件和所述芯轴插入所述第一工件构件和所述第二工件构件中的所述孔口中，使得所述紧固件的头部接触所述第一工件构件； c)在所述头端处支承所述紧固件，同时拖拽所述芯轴整个穿过所述紧固件的内孔，从而使所述紧固件的柄扩大到所述工件构件的所述孔口中，以及使得所述花键的顶点部变形，以及使得所述紧固件的柄的所述尾端径向增大而邻接所述第二工件构件。15.根据权利要求14所述的方法，其中步骤c)利用包括压在所述紧固件的头部的上表面上的锥形凹陷端面的工具来完成。16.一种安装根据权利要求1至13中任一项所述的紧固件从而固定包括第一带孔口工件构件和第二带孔口工件构件的工件的方法，所述方法包括以下步骤: a)将包括径向增大的头部和弱化点的杆穿过所述紧固件的内孔而插入所述紧固件...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·约瑟夫·泰森，罗格·安德鲁·威廉斯，
申请(专利权)人：盈锋知识产权私人有限公司，
类型：
国别省市：