專利名稱：螺栓緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種和均勻筒形內(nèi)螺紋相嚙合的螺栓緊固件。尤其是，本發(fā)明涉及這樣一種螺栓緊固件，即它能夠比較快速而又容易地沿均勻筒形內(nèi)螺紋定位，以使它的螺紋在該緊固件到達(dá)所需位置之前不會和那些內(nèi)螺紋相嚙合。緊固件的外螺紋膨脹得使它們可以和內(nèi)螺紋牢固地進(jìn)行螺紋嚙合。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的螺母和螺栓通常組合起來用于固定或緊固結(jié)構(gòu)件。螺栓通常具有較大的頭部，從該頭部延伸為一個較長的細(xì)柄。該柄通常在外表面上沿柄長度的至少一部分設(shè)置有均勻螺紋。尤其普遍的是，螺紋在柄的整個長度上延伸。
如果螺栓緊固件插入到內(nèi)螺紋孔中，先前的損傷所導(dǎo)致螺紋內(nèi)的變形或中斷會使得更難于將螺栓完全擰進(jìn)孔中。即使孔內(nèi)螺紋沒有受到損傷，在螺栓頭部和螺栓緊固件所固定的外結(jié)構(gòu)件相嚙合之前，將螺栓擰進(jìn)相當(dāng)長度也是非常困難的。我們的專利文件WO02/08617公開了一種可膨脹的螺栓緊固件，其具有能夠完全插入到螺紋孔內(nèi)的多段螺紋柄，而和孔螺紋并不嚙合，可選擇地避開孔內(nèi)的受損螺紋部，隨后再膨脹得使柄的螺紋可和孔的螺紋相嚙合。
螺栓的可膨脹螺紋柄還有很多已知的實例，例如US1409817，US3159075，US5755543和US3202194。所有這些均涉及多段式柄，其具有圓柱外形，并切削成具有均勻深度和等距的螺紋。在WO02/08617中，柄隨后從圓柱形狀變形為內(nèi)錐形，從而使螺紋可以避開插入有螺栓緊固件的孔的內(nèi)螺紋，但接著在插入之后膨脹為圓柱形。在US3202194中設(shè)計成自鎖螺栓，從而開始由一個可壓緊的楔形件變形為外錐形狀。在擰進(jìn)螺紋孔的過程中，楔形件被壓緊，螺栓恢復(fù)圓柱外形，但卻和螺紋孔進(jìn)行摩擦鎖緊配合。US3202194需要一種在螺紋柄的端部上減徑的錐形部，以便和孔進(jìn)行螺紋嚙合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是提供一種螺栓緊固件，結(jié)構(gòu)較已知的緊固件更加簡單且成本低廉，易于制造，而又具有WO02/08617的全部優(yōu)點。
本發(fā)明提供一種具有權(quán)利要求1中特征的螺紋緊固件。由于螺紋是被錐形切入到套筒的圓柱端部內(nèi)，在實際螺紋切削操作之前，套筒的外徑在整個長度上都保持恒定。這表示相對現(xiàn)有技術(shù)在時間和材料上都有了很大的節(jié)約，在螺栓的圓柱外表面上切削成圓柱螺紋，隨后將該螺紋部分段，并將其向內(nèi)彎曲，或者在將螺紋端部分段之前，在螺栓的錐形端部上切削錐形螺紋。
在分段在螺紋孔或螺母內(nèi)膨脹時，切入到圓柱套筒的圓柱端部的外螺紋齒形只要能夠和孔或螺母的內(nèi)齒形相匹配，可以為任何齒形，例如三角形或方形。
優(yōu)選地，在空心套筒的端部上錐形切削成的螺紋的軸向延伸程度大致等于套筒分段端部的軸向長度。該分段端部的長度為空心套筒直徑的1-3倍，優(yōu)選為直徑的2倍。
最好是，空心套筒的直徑小于插入有緊固件的均勻筒形螺紋或孔或螺母的最小內(nèi)徑。該孔或螺母并不屬于本發(fā)明的部件。
膨脹機(jī)構(gòu)可以為能夠借助于錘擊進(jìn)入套筒中空內(nèi)部的撐桿。撐桿可滑動地和套筒的空心內(nèi)部的錐形端側(cè)壁嚙合，以使分段分開。撐桿具有頭部和圓柱實體，或者僅僅為無頭的圓柱桿。WO02/08617中公開的可松脫鎖緊裝置可以設(shè)置在撐桿和套筒內(nèi)表面之間，以便于其在撐開分段而使它們的錐形切削外螺紋和螺紋孔或螺母的均勻筒形螺紋相嚙合時，可以防止撐桿移出套筒的中空內(nèi)部?；蛘?，在撐桿和套筒的內(nèi)表面之間的緊密摩擦配合也可以獲得相同的效果。
取代如上所述的可以利用錘擊沿套筒的空心內(nèi)部移動的撐桿，撐桿和套筒均可設(shè)置有輔助螺紋，以便于撐桿變?yōu)槟軌蜓靥淄驳目招膬?nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的撐開螺栓或膨脹螺栓。在分段膨脹方向上，初始的運(yùn)動使分段分開，從而使它們的錐形切削外螺紋能夠和孔或螺母的內(nèi)螺紋進(jìn)行螺紋嚙合。撐開螺栓在相同方向上進(jìn)一步運(yùn)動，將分段壓靠在孔或螺母的內(nèi)螺紋上，從而如申請人為Advanced Bolting Solutions Ltd的英國專利申請No.0301418.0(公開號No.2388882)所述，將螺紋緊固件鎖緊到孔或螺母上。
本發(fā)明的另一方面就是提供一種制造螺栓緊固件的方法，包括在空心套筒的圓柱端部上切成錐形螺紋的步驟。
在方法的另一方面，隨后的步驟是將端部軸向分段。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種使用根據(jù)本發(fā)明的緊固件的方法，包括下列步驟選擇緊固件，該緊固件的空心套筒的直徑小于容納緊固件的孔或螺母的均勻筒形螺紋的最小內(nèi)徑；將緊固件沿孔推進(jìn)或推入螺母內(nèi)；將緊固件設(shè)置在孔或螺母內(nèi)所需的位置上；沿套筒的空心內(nèi)部軸向移動膨脹裝置，以和設(shè)有外螺紋并分段的端部的內(nèi)表面嚙合，并將分段撐開，從而使外螺紋和螺紋孔或螺母的筒形內(nèi)螺紋進(jìn)行螺紋嚙合。


在附圖中，圖1是本發(fā)明中螺紋緊固件的兩個零件的側(cè)視圖；圖2是在空心套筒的分段端部膨脹之前圖1中組裝好的緊固件的軸向視圖；以及圖3是分段端部膨脹之后緊固件的軸向視圖。
具體實施例方式
圖中的螺紋緊固件包括空心螺栓1和撐桿2。螺栓1包括頭部3和空心圓柱套筒4。頭部3可以具有任何所需的外部形狀，例如方形，六角形等，只要能夠用常用扳手將其抓緊就可以。
套筒4的中空內(nèi)部由一個從頭部3延伸的盲孔5所限定，同時終止在一個向內(nèi)的封閉端6內(nèi)。最初，空心套筒4在整個長度上均為圓柱形，但是距離頭部3的遠(yuǎn)端被切成錐形螺紋7。由于螺紋7在錐體上切成，所以套筒4遠(yuǎn)端上切成的齒就要深于頭部3附近切成的齒。螺紋的有效直徑被切到套筒4的圓柱端部內(nèi)，從而在整個螺紋部上從圓柱套筒4的端部開始增大。圖1通過添加假想線8示出了錐形螺紋有效直徑的輪廓線，該螺紋和套筒4的軸向形成角度α。
盡管在圖1以平面而圖2以剖面的形式示出了連續(xù)的齒，但是也可以在從套筒4端部朝向頭部3的方向上，呈漸進(jìn)的方式切入到空心套筒4的圓柱端部，連續(xù)齒之間的節(jié)距在螺紋部上保持恒定。
在空心套筒4的錐形螺紋端部上形成有一或多個縱向槽9，將螺紋端部分成多個成角度間隔開的分段10。一個槽9足以將螺紋端部分成兩個分段；這樣兩個相互垂直的槽9就會將端部分成四個成角度間隔開的分段。最好是，在切成螺紋7之后形成槽9，或者優(yōu)選的，空心套筒4的螺紋分段端部的軸向長度為其直徑的1.5-2.5倍。
圖2示出了撐桿2處于螺栓的盲孔5內(nèi)。在這種預(yù)備結(jié)構(gòu)中，螺栓可以放入深度螺紋孔，或者可以在下端部用于在松動地容納螺母(未示出)之前組裝有孔的零件。在這個階段，在螺栓1的錐形螺紋下端部和孔或螺母的內(nèi)螺紋之間并不進(jìn)行嚙合，這是因為空心套筒包括其錐形切削螺紋的外徑要小于孔或螺母的均勻筒形螺紋的最小直徑。當(dāng)用錘輕敲撐桿2時，該撐桿就會移動到圖3所示的位置上，沿孔5的封閉端6的錐體下滑，且如圖3所示，可以將分段端部10分開。
圖3示出了分段端部10如何分開從而使齒7形成恒定的有效直徑。這就使得由最小的切削和后期成型的螺紋緊固件產(chǎn)生的嚙合，能夠很牢固地和螺紋孔或螺母的內(nèi)螺紋相嚙合。
權(quán)利要求
1.一種用于和螺紋孔或螺母的均勻筒形螺紋嚙合的螺紋緊固件，該螺紋緊固件包括具有末端部的空心套筒，該末端部具有切入到靠近末端部的一個圓柱端部內(nèi)的、具有恒定節(jié)距的外螺紋，該螺紋端部被軸向分成多個成角度間隔開的分段；和膨脹裝置，在將緊固件插入到孔或螺母之后該膨脹裝置可沿套筒的空心內(nèi)部軸向移動，以和設(shè)有外螺紋并分段的端部的內(nèi)表面相嚙合，并將分段撐開，便于外螺紋和螺紋孔或螺母的筒形內(nèi)螺紋進(jìn)行螺紋嚙合；其特征在于，外螺紋是切削到圓柱套筒的圓柱端部的錐形螺紋，遠(yuǎn)離末端部的外螺紋漸進(jìn)地深度減小。
2.如權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于，在由膨脹裝置沿套筒的空心內(nèi)部運(yùn)動而使分段分開之后，分開的分段的外螺紋具有恒定的有效直徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的螺紋緊固件，其特征在于，膨脹裝置為撐桿，其可容納在空心套筒內(nèi)，以滑動地和每個分段的內(nèi)表面相嚙合。
4.如權(quán)利要求3所述的螺紋緊固件，其特征在于，撐桿包括頭部和圓柱實體。
5.如權(quán)利要求3所述的螺紋緊固件，進(jìn)一步包括設(shè)置在撐桿和套筒內(nèi)表面之間的可松脫鎖緊裝置，以便于其在撐開分段而使它們的錐形切削外螺紋和螺紋孔或螺母的均勻筒形螺紋相嚙合時，防止撐桿移出套筒的中空內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求3所述的螺紋緊固件，其特征在于，撐桿和套筒的內(nèi)表面之間進(jìn)行緊密摩擦配合，以便于其在撐開分段而使它們的錐形切削外螺紋和螺紋孔或螺母的均勻筒形螺紋相嚙合時，防止撐桿移出套簡的中空內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求3-6中任一項所述的螺紋緊固件，其特征在于，撐桿被螺紋擰到成型在空心套筒的內(nèi)表面上的內(nèi)螺紋，并利用轉(zhuǎn)動工具作用在撐桿一端上的鍵槽內(nèi)，從而將其旋轉(zhuǎn)沿著套筒推進(jìn)。
8.如權(quán)利要求7所述的螺紋緊固件，其特征在于，鍵槽為隙槽，轉(zhuǎn)動工具為螺絲刀。
9.如權(quán)利要求7所述的螺紋緊固件，其特征在于，鍵槽為六角形槽，轉(zhuǎn)動工具為六角形鍵。
10.一種制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的螺紋緊固件的方法，包括在空心套筒的圓柱端部上切出錐形螺紋的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將端部軸向分段的隨后步驟。
12.一種使用權(quán)利要求1-9中任一項的緊固件的方法，包括下列步驟選擇緊固件，該緊固件的空心套筒的直徑小于容納緊固件的孔或螺母的均勻筒形螺紋的最小內(nèi)徑；將緊固件沿孔推進(jìn)或推入螺母內(nèi)；將緊固件設(shè)置在孔或螺母內(nèi)所需的位置上；以及沿套筒的空心內(nèi)部軸向移動膨脹裝置，以和設(shè)有外螺紋并分段的端部的內(nèi)表面嚙合，并將分段撐開，從而使外螺紋和螺紋孔或螺母的筒形內(nèi)螺紋進(jìn)行螺紋嚙合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種例如螺栓等的螺紋緊固件，用于和螺紋孔或螺母的均勻筒形螺紋相嚙合。緊固件的套筒(4)或者螺栓的柄部的直徑小于插有緊固件的孔或螺母的均勻筒形螺紋的最小內(nèi)徑，在開始時，套筒的直徑在整個軸向長度上保持恒定。錐形螺紋(7)被切削到套筒(4)的一個圓柱端部上，端部被槽(9)軸向分成多個分段(10)，這些分段由撐桿(2)等膨脹裝置所分開。套筒(4)的圓柱端部上切削成的外螺紋具有相等節(jié)距，且在開始時具有從套筒(4)的端部經(jīng)由分段端部開始增大的有效直徑，但是在分段(10)膨脹之后，外螺紋變?yōu)閱我坏挠行е睆剑吐菁y孔或螺母相嚙合。
文檔編號F16B19/04GK1759258SQ200380110194
公開日2006年4月12日 申請日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月22日
發(fā)明者吉諾·多米尼科·馬里奧·阿什利·迪莫拉 申請人:先進(jìn)栓接解決方案有限公司