專利名稱：自攻絲插件、插件組件以及安裝該插件的方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及一種用于在安裝有插件的構件上安裝另一部件的自攻絲螺紋插件，涉及一種該插件和安裝有該插件的構件的插件組件，并涉及一種在該構件上安裝該插件的方法。
背景技術：
一種工業(yè)組件中在構件上安裝部件的方法使用旋入該構件并具有螺紋連接器的螺紋插件，另一螺紋部件可通過螺紋安裝該螺紋連接器上。在該部件需要維護、修理或更換時這種結構允許該部件安裝和拆卸。
在與本發(fā)明相關的調查中，值得注意的現(xiàn)有技術參考文獻包括美國專利Lindsrom的3,789,725；Egner的3,942,406；Ziaylek，Jr.的4,003,287；McKinney的4,449,874；Russo的4,673,323；Hinkely等人的5,000,639；Engelhardt等人的5,071,301以及McKinney的5,211,520。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于在安裝有插件的構件上安裝另一部件的改進的自攻絲螺紋插件。
在實施所述目的過程中，本發(fā)明的插件包括具有中心軸線和不變直徑并具有帶有錐形螺紋的錐形端部的螺紋柄部。螺紋柄部的螺紋錐形端部具有至少兩個延伸到并中止于螺紋柄部的不變直徑的螺紋處的周向間隔開的凹槽。每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部。該插件的鎖定凸緣從該螺紋柄部向外延伸并具有面向該柄部的鎖定表面以便鎖定安裝有該插件的構件的相對表面。該鎖定凸緣具有用于給該插件施加安裝和拆卸扭矩的驅動表面。該插件的中央連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
在優(yōu)選結構中，螺紋柄部的錐形端部具有四個延伸到并中止于該螺紋柄部的不變直徑處的周向間隔開的凹槽。四個凹槽的每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部。
在自攻絲螺紋插件的優(yōu)選實施例中，中央連接器是在該螺紋柄部內向螺紋柄部的錐形端部延伸的螺紋孔。此實施例具有設置其中定位有驅動表面的驅動面的鎖定凸緣，該驅動面定向在鎖定凸緣的鎖定表面的相對方向上。
在自攻絲螺紋插件的另一優(yōu)選實施例中，該中央連接器是沿中心軸線從該鎖定凸緣延伸離開螺紋柄部的螺柱。此實施例具有鎖定凸緣的驅動表面，該表面徑向向外離開該中心軸線并軸向位于該螺紋柄部和該螺柱之間。
本發(fā)明的另一目的是提供改進的插件組件。
在實施所述目的過程中，本發(fā)明改進的插件組件包括一構件，該構件具有局部攻絲的孔延伸通過其中的表面。局部攻絲孔具有多圈的不變直徑的螺紋并同樣具有從不變直徑螺紋延伸的錐形螺紋。該組件的自攻絲螺紋插件具有螺紋柄部，該柄部具有中心軸線和更多圈數(shù)的不變直徑的螺紋，該直徑比局部攻絲孔的不變直徑略大，以便在旋入該局部攻絲孔時與其完全接合。該螺紋柄部具有從其不變直徑螺紋延伸的錐形螺紋。螺紋柄部的錐形端部具有至少兩個周向間隔開的凹槽，該凹槽延伸到并中止于該螺紋柄部的不變直徑螺紋處，并且每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部。該插件具有從該螺紋柄部向外延伸的鎖定凸緣。該鎖定凸緣具有面向該柄部的錐形端部的鎖定表面以便在該插件旋入該局部攻絲螺紋孔時提供該構件表面的鎖定。該鎖定凸緣具有用于給該插件施加扭矩以便安裝在該構件上并從其上拆卸的驅動表面。該插件同樣具有中央連接器，該連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于安裝自攻絲螺紋插件的方法。
在實施所述目的過程中，用于安裝本發(fā)明自攻絲螺紋插件的方法如下實施局部攻絲通過構件表面的孔，使得該孔具有多圈不變直徑的螺紋并具有從該不變直徑螺紋延伸的錐形螺紋。自攻絲螺紋插件的螺紋柄部的錐形端部插入局部攻絲孔中，其中該插件的錐形端部具有至少兩個延伸到并中止于螺紋柄部的不變直徑處的周向間隔開的凹槽，每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部。該插件旋入該局部攻絲孔中，使得柄部的不變直徑的螺紋具有更多圈數(shù)，并且其直徑略微大于局部攻絲孔的不變直徑，并且螺紋柄部的錐形端部完全與孔接合。該插件在該插件的鎖定凸緣的驅動表面上受到扭矩，使得該插件完全旋入該孔以便安裝該插件時鎖定凸緣的鎖定表面鎖定該插件的表面，其中中央連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點可以結合附圖從用于實施本發(fā)明最佳模式的以下詳細描述中得以明白。


圖1是按照本發(fā)明構造的自攻絲螺紋插件的透視圖，并表示出該插件螺紋柄部；圖2是總體從圖1相對方向看到的自攻絲螺紋插件的另一透視圖，以便表示用于安裝該插件的鎖定凸緣及其驅動表面，并表示體現(xiàn)為螺紋孔的中央連接器，該連接器用來將另一部件安裝在該插件以及安裝有該插件的構件上；圖3是表示插件組件的透視圖，并表示出插件安裝在該組件的構件上；圖4是表示該插件的螺紋柄部的周向間隔開的凹槽的軸向端視圖；圖5是以放大比例從圖1看到的透視圖，從而進一步表示周向間隔開的凹槽的結構；圖6是通過其孔中安裝有該插件的構件截取的截面圖，表示在孔局部攻絲之前的情況；圖7是與圖6類似的截面圖，但表示孔已經局部攻絲之后的情況，其中不變直徑的螺紋具有多個圈數(shù)，錐形螺紋從該不變直徑螺紋延伸；圖8是與圖6和7相同方向截取的截面圖，表示出插件組件，其中該插件完全旋入孔中以便以允許另一部件安裝在該構件上的方式安裝在該構件上；圖9是表示螺紋插件的另一實施例的透視圖，其中不同于圖1和圖2實施例所示的螺紋孔，該中央連接器體現(xiàn)為螺柱；
圖10是表示涉及安裝自攻絲螺紋插件的方法的步驟的框圖。
具體實施例方式
參考圖1～3，自攻絲螺紋插件的一個實施例總體由20表示并構造成通過螺紋安裝在圖3所示的構件22上，其中以如下更詳細描述的方法進行安裝。當插件20由鈦或不銹鋼制成并用來在鋁制構件上提供安裝時具有特別用途；但是，當該插件由其他材料以便通過螺紋安裝在由其他金屬或材料制成的構件上時同樣有用。構件22和自攻絲螺紋插件20相互協(xié)作以便提供本發(fā)明的插件組件24。用于在構件22上安裝插件20的方法是本發(fā)明的另一方面，這將在此后更詳細描述。自攻絲螺紋插件20、插件組件24和安裝該插件的方法在下面以結合的方式進行描述以便有助于本發(fā)明所有方面的理解。
參考圖1，自攻絲螺紋插件20包括螺紋柄部26，該柄部帶有中心軸線A并包括不變直徑的螺紋28以及包括具有錐形螺紋31的錐形端部30。螺紋柄部26的錐形端部30具有至少兩個周向間隔開的凹槽32，并實際上在優(yōu)選結構中具有四個周向間隔開的凹槽。該柄部的錐形端部30的凹槽32延伸到并終止于該螺紋柄部的不變直徑的螺紋28處。
如圖4和5所示，每個凹槽32具有一對相互垂直延伸的平表面34和36并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部38。如圖4所示，一個平表面34與通過中心軸線A的徑向平面成間隔開并大致平行的關系，其中間隙由箭頭40表示。在此后更詳細描述的對于孔進行攻絲時此結構為該凹槽提供更大的儲存切屑的能力。
如圖1和2所示，插件20同樣具有從螺紋柄部26向外延伸的鎖定凸緣42并具有面向該柄部的錐形端部以便為鎖定構件20的相對表面46(圖8)提供鎖定的鎖定表面44，該插件以下面更詳細描述的方式安裝在該構件上。如圖2所示的鎖定凸緣42還具有為該插件提供安裝和拆卸扭矩的驅動表面48。該插件的中央連接器50從鎖定凸緣42延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
如上所述，螺紋柄部26的錐形端部30最好具有四個周向間隔開的凹槽，該凹槽具有垂直的平表面34和36以及接合部38，并如所述延伸到并終止于該螺紋柄部的不變直徑的螺紋28處。在圖1～3所示的實施例中，如圖8清楚所示的中央連接器50體現(xiàn)為螺紋孔54，該螺紋孔在螺紋柄部26內向該螺紋柄部的錐形端部30延伸。此螺紋孔54使得另一陽螺紋部件如所述連接到插件20以及安裝有該插件的構件22上。在此實施例中，鎖定凸緣42具有驅動面56，鎖定凸緣的驅動表面48位于該驅動面中。此驅動面56定向在鎖定凸緣42的鎖定表面44的相對方向上并因此可由適當構造的工具接近以便與驅動表面48接合并如所需提供安裝和拆卸該螺紋插件的扭矩。
參考圖9，自攻絲螺紋插件的另一實施例總體由20’表示并具有以上結合圖1～5和圖8進行描述的相同構造的螺紋柄部。但是，在此實施例中，中央連接器50是從鎖定凸緣42’沿中心軸線A延伸離開未示出的螺紋柄部的螺柱，該未示出的螺紋柄部具有與所述實施例的螺紋柄部相同的構造。鎖定凸緣42’的驅動表面48’徑向面向外離開中心軸線A并軸向位于該螺紋柄部和螺柱58之間而且具有六邊形構形，通過該六邊形使用傳統(tǒng)扳手施加安裝和拆卸的扭矩。
本發(fā)明的插件組件24現(xiàn)在將首先參考圖6描述，圖6表示出安裝有該插件的構件22。此構件22包括表面46，所述的螺紋插件的鎖定凸緣鎖定該表面。更特別的是，所述表面46包括凹口62，使得該鎖定凸緣和該插件可如圖3所示平齊安裝。圖6所示的孔64通過表面46延伸并具有盲底部66，該底部表示為平的，如果構件22具有足夠的厚度，該孔底部可以具有傳統(tǒng)鉆削加工的錐形形狀?？?4接著如圖7所示局部攻絲，以便具有多圈不變直徑的螺紋68，并具有從不變直徑的螺紋68向孔底部66延伸的錐形螺紋70。
于是圖1所示的自攻絲螺紋插件20具有插入局部攻絲的孔64的錐形端部30。該插件的錐形端部30如所述具有周向間隔開的凹槽32，該凹槽具有所述的構造。螺紋插件20旋入局部攻絲的孔中，使得具有更多圈數(shù)并且其直徑略微大于局部攻絲孔的不變直徑螺紋68的不變直徑的螺紋28和該螺紋柄部的錐形端部完全與該孔接合，如圖8所示。更特別的是，更大的不變直徑螺紋28將具有比孔螺紋68的外直徑大1～4％的外直徑。例如，如果圖7所示的局部攻絲孔64具有設置有0.005英寸的公稱外直徑的不變直徑的螺紋68，該插件的不變直徑的螺紋的公稱外直徑將在大約0.505～0.520英寸的級別上。此結構確保插件20的不變直徑螺紋28及其切削錐形端部30在旋入到圖8的組裝位置之后完全與該孔接合。
插件20在構件22中的最后組裝步驟涉及到在其驅動表面26處給該插件施加扭矩使得鎖定凸緣42的鎖定表面44鎖定構件22的表面46，此時該插件完全旋入到該孔中以便安裝該插件，其中中央連接器50從該鎖定凸緣延伸，該連接器帶有用于將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的連接器螺紋52。該插件的錐形端部30及其凹槽32提供了從圖7所示的局部攻絲孔的狀態(tài)到圖8的完全攻絲位置的自攻絲，其中產生的切屑容納在該凹槽中，該凹槽的尺寸足以容納自攻絲產生的切屑。該插件螺紋與該構件的完全接合與帶有環(huán)形構件表面46的鎖定凸緣42所提供的液密密封相結合來提供液密連接。將注意到該插件柄部包括靠近鎖定凸緣42的鎖定表面44的環(huán)形凹口72(圖8)以便在該插件受到扭矩進入其最后位置時確保在該柄部和該鎖定凸緣之間沒有干涉。
參考圖10，該插件組裝的方法表示成以局部攻絲該孔的步驟74來開始，隨后是將該插件的螺紋柄部的錐形端部插入局部攻絲孔的步驟76，隨后是將該插件旋入該局部攻絲孔中以便完成攻絲的步驟78，最后是給該插件施加扭矩使得該插件的鎖定凸緣如上所述鎖定該構件的步驟80。
在詳細描述實施本發(fā)明的最佳模式的同時，與本發(fā)明相關的本領域的技術人員將知道由以下權利要求限定的實施本發(fā)明的其他方式。
權利要求
1.一種自攻絲螺紋插件，其包括帶有中心軸線并具有不變直徑螺紋以及包括具有錐形螺紋的錐形端部的螺紋柄部；該螺紋柄部的錐形端部具有至少兩個周向間隔開的凹槽，該凹槽延伸到并終止于該螺紋柄部的不變直徑螺紋處，并且每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部；鎖定凸緣，該凸緣從該螺紋柄部向外延伸并具有面向該柄部的錐形端部以便為安裝有該插件的構件的相對表面提供鎖定的鎖定表面，并且該鎖定凸緣具有為該插件提供安裝和拆卸扭矩的驅動表面；以及中央連接器，該連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
2.如權利要求1所述的自攻絲螺紋插件，其特征在于，該螺紋柄部的錐形端部具有四個周向間隔開的凹槽，該凹槽延伸到并終止于該螺紋柄部的不變直徑的螺紋處，并且四個凹槽中的每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部。
3.如權利要求1或2所述的自攻絲螺紋插件，其特征在于，該中央連接器包括在該螺紋柄部內向該螺紋柄部的錐形端部延伸的螺紋孔。
4.如權利要求3所述的自攻絲螺紋插件，其特征在于，該鎖定凸緣包括驅動面，該驅動表面定位在該驅動面中，并且該驅動面定向在該鎖定凸緣的鎖定表面的相反方向上。
5.如權利要求1或2所述的自攻絲螺紋插件，其特征在于，該中央連接器包括沿該中心軸線從該鎖定凸緣延伸離開該螺紋柄部的螺柱。
6.如權利要求5所述的自攻絲螺紋插件，其特征在于，該鎖定凸緣的驅動表面徑向面向外離開中心軸線并軸向位于該螺紋柄部和該螺柱之間。
7.一種插件組件，其包括具有一表面的構件，局部攻絲孔延伸通過該表面，該局部攻絲孔具有多圈不變直徑的螺紋，并還具有從該不變直徑的螺紋延伸的錐形螺紋；自攻絲螺紋插件，該插件具有螺紋柄部，該柄部帶有中心軸線并包括不變直徑螺紋并且其直徑略微大于該局部攻絲孔的不變直徑螺紋以便在旋入該局部螺紋孔時完全接合，該螺紋柄部具有從其不變直徑螺紋延伸的錐形螺紋；該螺紋柄部的錐形端部具有至少兩個周向間隔開的凹槽，該凹槽延伸到并終止于該螺紋柄部的不變直徑螺紋處，并且每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部；該插件具有鎖定凸緣，該凸緣從該螺紋柄部向外延伸，該鎖定凸緣具有面向該柄部的錐形端部以便當該插件旋入該局部攻絲孔時為該構件的表面提供鎖定的鎖定表面，并且該鎖定凸緣具有為該插件提供扭矩以便安裝在該構件上并從其上拆卸的驅動表面；以及該插件具有中央連接器，該連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件上和安裝有該插件的構件上的螺紋。
8.一種用于安裝自攻絲螺紋插件的方法，其包括局部攻絲通過構件表面的孔，使得該孔具有多圈不變直徑的螺紋并具有從該不變直徑螺紋延伸的錐形螺紋；自攻絲螺紋插件的螺紋柄部的錐形端部插入局部攻絲孔中，其中該插件的錐形端部具有至少兩個延伸到并中止于螺紋柄部的不變直徑處的周向間隔開的凹槽，每個凹槽具有一對相互垂直延伸的平表面并具有與該螺紋柄部的中心軸線成角度延伸的接合部；該插件旋入該局部攻絲孔中，使得柄部的不變直徑螺紋具有更多圈數(shù)，并且其直徑略微大于局部攻絲孔的不變直徑，并且螺紋柄部的錐形端部完全與孔接合；以及在該插件的鎖定凸緣的驅動表面上為該插件提供扭矩，使得該插件完全旋入該孔時鎖定凸緣的鎖定表面鎖定該插件的表面，其中中央連接器從該鎖定凸緣延伸并具有將另一部件固定在該插件以及安裝有該插件的構件上的螺紋。
全文摘要
一種用于經過螺紋中央連接器(50)通過螺紋安裝另一部件的自攻絲螺紋插件(20)。插件(20)的組件(24)和通過螺紋安裝該插件的安裝構件(22)通過安裝該自攻絲螺紋插件的方法進行組裝。插件(20)具有旋入局部攻絲孔的螺紋柄部(26)并具有柄部端部，該柄部端部帶有凹槽(32)并且是提供自攻絲的構形。在最后施加扭矩時，當插件柄部(26)的螺紋完全與該孔接合時，插件(20)的鎖定凸緣(42)鎖定構件(22)的表面(46)。
文檔編號F16B37/00GK1489674SQ02804411
公開日2004年4月14日 申請日期2002年1月14日 優(yōu)先權日2001年2月1日
發(fā)明者F·J·維勒, F J 維勒 申請人:通用動力地面系統(tǒng)公司