Крепежная система со слабой обжимной нагрузкой (варианты) и способ установки крепежного средства обжимного типа с помощью крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой (варианты)

Крепежная система со слабой обжимной нагрузкой (варианты) и способ установки крепежного средства обжимного типа с помощью крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к крепежным средствам и, более конкретно, к крепежной системе, включающей в себя составное крепежное средство обжимного типа и, следовательно, обжимной инструмент, который проявляет оптимальное соотношение слабой обжимной нагрузки и высокой прочности. Изобретение также относится к упрощенному способу установки с использованием крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой.

Уровень техники

Во многих коммерческих применениях для скрепления вместе некоторого количества деталей часто используют состоящие из двух частей резьбовые или обжимные крепежные средства, часто называемые крепежными болтами. См., например, патенты США под номерами 2531048; 3215024; 3915053; 4472096; и 5090852. Свойства материала (например, предел прочности при растяжении и жесткость, но не ограничиваясь ими) этих крепежных средств изменяются в зависимости от коммерческого приложения, в котором будут использованы крепежные средства. Для различия изменяющихся свойств крепежных средств крепежные средства обычно обозначают Стандартами. Стандарт крепежного средства является показателем его прочности. Промышленные стандарты устанавливают требуемую прочность конкретного крепежного средства для

соответствия конкретному Стандарту, причем прочность конкретного крепежного средства определяется прочностью материала болта или

штифта крепежного средства. Например, диаметр штифта или участка тела болта крепежного средства в ¹/₂ дюйма Стандарта 5 составляет % дюйма для использования в отверстии детали с номинальным диаметром в ¹/₂ дюйма, и, согласно SAE J429, Стандарту 5 или ASTM А-325, такое крепежное средство Стандарта 5 должно иметь минимальную прочность при растяжении, которая составляет 120 ksi. Для сравнения, крепежное средство должно иметь минимальную прочность на растяжение в 150 ksi, чтобы его можно было назвать крепежным средством Стандарта 8. Крепежные средства Стандарта 5 часто используют, например, для железнодорожных приложений (например, для железнодорожных вагонов). Крепежные средства Стандарта 8 обычно применяют в приложениях, связанных с коммерческими перевозками, например для скрепления компонентов грузовика при коммерческих грузоперевозках.

Обычные крепежные средства обжимного типа включают в себя штифт и хомут. Большинство этих крепежных средств является крепежными средствами затягивающего типа и включает в себя тело штифта с запирающим участком, имеющим запирающие бороздки, и затягивающим участком, имеющим затягивающие бороздки. Затягивающие бороздки приспособлены к захвату специальными зубцами в зажимных кулачках установочного инструмента с обжимной наковальней. Обжимная наковальня выполнена с возможностью сцепления с хомутом и приложению относительной аксиальной силы между штифтом и хомутом, а также передвижения над хомутом и его обжимке в запирающих бороздках. Относительная аксиальная сила содержит комбинацию растягивающей нагрузки на штифт, вызванной зажимными кулачками, и сжимающей нагрузки на хомут, вызванной обжимной наковальней. Затягивающий участок нескольких крепежных средств обжимного типа соединен с участком запирающих бороздок опасной бороздкой уменьшенной прочности. Опасная бороздка приспособлена к разрыву при заданной величине аксиальной или растягивающей силы, которая больше силы, требуемой для обжимки хомута. Следовательно, затягивающий участок или хвост штифта будет отделен и удален с тела штифта после завершения обжимки. Другие обжимные крепежные средства, тем не менее, имеют затягивающие участки, которые остаются на штифте после завершения установки. См., например, патенты США №5315755, 5548889 и 5604968 (раскрывающие снабженный резьбой затягивающий участок, который не отделяется от штифта). Другими словами, эти крепежные средства не имеют штифтового хвоста. См., например, Фиг.1-8 патента '755.

Среди проблем, часто встречающихся при использовании крепежных средств обжимного типа с относительно высокой прочностью (например, Стандарта 5 или выше), имеет место проблема чрезмерной величины прикладываемой растягивающей нагрузки, требуемой для полной обжимки хомута. Это приводит к преждевременному износу установочного инструмента, в частности затягивающего механизма, а также к стиранию затягивающих бороздок на штифте. Высокая обжимная нагрузка, в общем, также усложняет процесс установки, особенно при использовании управляемых вручную установочных инструментов. При попытке преодолеть некоторые из этих недостатков было сделано множество различных изменений установочного инструмента. Например, патент США №4299519, который включен в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки, раскрывает затягивающий участок штифта в форме клотика и захватывающую структуру инструмента соответствующей формы, которые направлены на обеспечение сцепления всех затягивающих бороздок затягивающего участка захватывающей структурой инструмента, тем самым препятствуя стиранию затягивающих бороздок. См., например. Фиг.1-5 патента '519. Другие инструменты включают в себя только гидравлические и/или пневматические поршневые цилиндры для содействия при применении необходимой обжимной силы. См., например, патенты США под номерами 45972613 и 4878372. Тем не менее это увеличивает размер и вес инструмента, что может сделать неудобным его управление или ограничить его доступность, тем самым потенциально подвергая риску его точное применение при управлении крепежным средством и, таким образом, качество конечной установки. Следовательно, существует возможность улучшения установочного инструмента и способа для крепежных систем обжимного типа.

Высокая обжимная нагрузка в основном является результатом использования хомутов крепежных средств, которые имеют увеличенную толщину стенки и которые, таким образом, имеют структуру, которая переполняет или превышает толщину запирающих бороздок для достижения требуемой прочности для конкретного Стандарта крепежного средства (например, Стандарта 5 и Стандарта 8). См., например, патент США №5090852, как сказано выше, (раскрывающий измененный профиль резьбы штифта для включения неглубоких бороздок и обтекаемого контура профиля резьбы, причем хомут имеет увеличенную толщину стенки с достаточным количеством материала для превышения глубины таких неглубоких бороздок для достижения требуемой прочности на срез); см. также патент '755, как сказано выше, и патенты США под номерами 5548889 и 5604968 (раскрывающие конструкцию неглубоких бороздок штифта и тело хомута, объем которого имеет, по меньшей мере, 16% лишнего материала для превышения глубины бороздок). Превышение глубины запирающих бороздок проблематично. Это является первичным источником вышеупомянутой нежелательной чрезмерно высокой обжимной нагрузки. Следовательно, было сделано несколько попыток противодействовать этим недостаткам и, в частности чрезмерно высокой обжимной нагрузке, с помощью изменения конструкции крепежного средства обжимного типа.

Например, патенты США под номерами 6233802 и 6497024, которые включены в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки, раскрывают крепежную систему для состоящего из двух частей крепежного средства обжимного типа, имеющего широкий, неглубокий профиль резьбы запирающей бороздки, конструкция которой позволяет установить крепежное средство при слабой обжимной нагрузке в отличие от традиционных крепежных средств обжимного типа сопоставимого Стандарта, все еще сохраняя те же, по существу, физические свойства (например, прочность при растяжении; расчетную нагрузку) при установке. Более слабая обжимная нагрузка допускает предпочтительное использование меньшего, более легкого установочного инструмента. Система описана при применении к крепежным средствам, имеющим штифтовые хвосты, а также к крепежным средствам, не имеющим штифтовых хвостов. Изобретение изложено для облегчения сцепления меньшей резьбы на затягивающем участке, так как не требуется чрезмерной силы, необходимой для разрыва опасной бороздки, для затягивающих обжимных крепежных средств, имеющих снабженные резьбой затягивающие участки, которые не отделяются, как в патенте '755, как сказано выше. Это, во-первых, приводит к меньшему давлению на сцепленную резьбу соответствующей резьбовой муфты или элемента гайки затягивающего инструмента, тем самым увеличивая срок службы инструмента; во-вторых, позволяет использовать более короткий, менее дорогой штифт, так как требуется меньший выступ штифта для захвата уменьшенного количества затягивающих бороздок, которые должны быть захвачены; в-третьих, позволяет использовать установочный инструмент меньших размеров и поэтому более легкий и менее дорогой, так как для конечной установки требуется меньшая прикладываемая нагрузка. Система также облегчает использование внутреннего приводного устройства. См., например. Фиг.17 и 18 патента '755 (иллюстрирующие внутреннее приводное устройство, включающее в себя затягивающий резьбовый стержень или шпиндель, сцепляемый с затягивающими бороздками резьбового ствола в конце тела штифта). Как описано в '755 патенте и патентах США под номерами 5548889 и 5604968, которые включены в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки, использование такого внутреннего приводного устройства предусматривает уменьшение выступа относительно внешнего приводного устройства, что, в свою очередь, обеспечивает более эффективную установку и внешний вид крепежного средства.

Тем не менее, как раскрыто в патенте '024, как сказано выше, для достижения вышеописанных преимуществ было необходимо изменить профиль резьбы (например, структуру запирающих бороздок) до более широкой и неглубокой конфигурации. Хотя изменение профиля резьбы является жизнеспособным признаком для уменьшения обжимной нагрузки, резьба, раскрытая далее в патенте '024, является коренным изменением, требующим значительно большего шага резьбы и множества различных закруглений с относительно внезапными и прерывистыми переходами между закруглениями (например, от одного закругления к другому). Производство штифтов с раскрытым профилем резьбы, следовательно, является сложным и дорогостоящим. Дополнительно, прерывистый переход между закруглениями профиля резьбы препятствует максимизации приветственного сцепления профиля резьбы с бороздками хомута при обжимке крепежного средства. Следовательно, существует также возможность дополнительного улучшения профиля резьбы для запирающих бороздок штифта.

Дополнительно, хомуты типа, раскрытого в патентах '802 и '024, имеют очень узкий интервал приемлемой жесткости, так как слишком большая жесткость приводит к чрезвычайно высокой обжимной нагрузке, а слишком маленькая жесткость имеет недостаточную прочность. Конкретно, это проблематично в отношении крепежных средств более высоких Стандартов (например, Стандарта 5 и выше), для которых увеличение жесткости и болта, и хомута необходимо для соответствия промышленным требованиям в отношении прочности при растяжении. Следовательно, известные хомуты должны подвергаться термической обработке, чтобы быть достаточно мягкими для обжимки и быть совместимыми с измененным профилем резьбы, но достаточно прочными, чтобы соответствовать промышленным Стандартам. Это дополнительно увеличивает стоимость и сложность производства крепежного средства. Например, два таких способа термальной обработки включают в себя снятие напряжений и резкое охлаждение и закалку; получение постоянной требуемой жесткости снятием напряжений очень сложно выполнить, а резкое охлаждение и закалку дорого и сложно выполнить без нежелательного науглероживания или обезуглероживания поверхности хомутов. Оба способа занимают много времени и являются дорогостоящими, требуя, например, дополнительных затрат на работу печи.

Следовательно, весьма желательно обеспечить высокопрочную, крепежную систему со слабой обжимной нагрузкой, которая, помимо прочих признаков, обладает всеми преимуществами крепежных средств со слабой обжимкой, раскрытых в патентах '519, '755, '802 и '024, как сказано выше, но которая также не требует, например, значительных затрат и времени на термальную обработку хомута.

Следовательно, существует возможность улучшения в области техники, касающейся высокопрочных, крепежных систем со слабой обжимной нагрузкой.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение крепежного средства обжимного типа, которое проявляет оптимальное сочетание уменьшенной обжимной нагрузки и высокой прочности.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение крепежного средства, использующего упрочненный хомут, который не нужно термически обрабатывать (например, резким охлаждением и закалкой; снятием напряжений).

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение высокопрочного хомута с уменьшенной толщиной стенки, за счет чего, следовательно, уменьшается вес и обжимная нагрузка, но сохраняется прочность.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение упрочненного хомута, имеющего достаточные физические свойства (например, жесткость; прочность) для соответствия требуемому Стандарту крепежного средства (например, Стандарту 5; Стандарту 8).

Другой задачей изобретения является обеспечение хомута, который может быть использован с существующими крепежными средствами и профилем их резьбы, но который имеет требуемую прочность желаемого Стандарта (например, Стандарта 5; Стандарта 8, но не ограничиваясь ими).

Другой задачей изобретения является уменьшение обжимной нагрузки, необходимой для установки крепежного средства, за счет чего уменьшается износ компонентов установочного инструмента (например, обжимной наковальни; муфт; полуобечаек, но не ограничиваясь ими) и увеличивается срок службы инструмента.

Еще одной другой задачей настоящего изобретения является обеспечение крепежного средства, которое исключает этапы дорогой термической обработки (например, снятия напряжений; резкого охлаждения и закалки) хомута крепежного средства.

Еще одной другой задачей настоящего изобретения является обеспечение хомута, применимого к широкому разнообразию крепежных средств обжимного типа, которые определенно включают в себя крепежные средства со штифтовым хвостом и крепежные средства без штифтового хвоста, но не ограничиваясь ими, причем такие крепежные средства являются новыми или являются частью существующего товарного запаса, для которого модернизируется хомут.

Другой задачей настоящего изобретения является увеличение жесткости хомута для сохранения или улучшения уровня прочности хомута, но уменьшения обжимной нагрузки не с помощью превышения глубины запирающих бороздок штифта крепежного средства.

Дополнительной задачей изобретения является обеспечение улучшенного профиля резьбы запирающей бороздки крепежного средства, сконструированного для преодоления недостатков известных неглубоких или волнообразных профилей резьбы.

Другой задачей изобретения является обеспечение профиля резьбы запирающей бороздки, структура которой уменьшает обжимную нагрузку и которую при этом относительно легко и, таким образом, экономично сделать.

Еще одной другой задачей изобретения является обеспечение соответствующей затягивающей бороздки и конфигурации захватывающей структуры инструмента, которая обеспечивает, помимо иных преимуществ, одно или более преимущество в улучшении сцепления между затягивающими бороздками и захватывающей структурой, увеличивая усталостную долговечность захватывающей структуры (например, муфты), например, уменьшением диаметра затягивающего участка штифта и увеличением сечения муфты и, таким образом, толщины, и прочности затягивающей резьбы, и минимальной длины выступа затягивающего участка штифта.

Следовательно, общей задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного, высокопрочного крепежного средства обжимного типа и его упрочненного хомута, которые могут быть установлены при уменьшенной обжимной нагрузке с помощью существующего инструментария и которые проявляют оптимальные свойства материала (например, жесткость; прочность) требуемого Стандарта крепежного средства, и обеспечение крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой, содержащей один или более упрочненный хомут, улучшенные затягивающий участок штифта и конфигурацию установочного инструмента и лучший профиль резьбы крепежного средства.

Этим и другим задачам соответствует настоящее изобретение, которое обеспечивает крепежные систему и способ со слабой обжимной нагрузкой.

В одном варианте изобретения крепежное средство системы может включать в себя хомут, имеющий увеличенную жесткость и уменьшенную толщину стенки хомута, которая позволяет избежать превышения глубины запирающих бороздок. Хомут может быть очень экономно произведен и легко обжат по сравнению с известными крепежными средствами сопоставимого Стандарта. Это является результатом использования уже упрочненного хомута по настоящему изобретению, за счет чего исключаются требуемая дорогостоящая термическая обработка (например, резкое охлаждение и закалка; снятие напряжений). Также не требуется изменение хомута для соответствия профилю резьбы запирающей бороздки штифта. Следовательно, он без труда может быть использован с существующими штифтами и установочными инструментами, имеющими множество различных профилей резьбы запирающей бороздки, и его уменьшенная обжимная нагрузка, которая свойственна его тонкой стенке, увеличивает срок службы установочного инструмента и/или позволяет использовать более легкий инструментарий. Крепежное средство и его хомут по настоящему изобретению обладают всеми вышеупомянутыми преимуществами, при этом дополнительно обеспечивая улучшенные и неожиданно высокопрочные характеристики, достаточные для соответствия Стандарту 5 и Стандарту 8 промышленных стандартов крепежных средств.

Следовательно, крепежная система со слабой обжимной нагрузкой предназначена для крепежного средства обжимного типа, сконструированного для скрепления вместе множества деталей. Крепежное средство обжимного типа включает в себя элемент штифта, имеющий удлиненное тело штифта, выполненное с возможностью расположения в находящихся на одной линии отверстиях в деталях. Элемент штифта на одном конце оканчивается на увеличенной головке, приспособленной к сцеплению с поверхностью на одной стороне деталей, а на противоположной своей стороне оканчивается на бороздчатом участке, выполненном с возможностью протяжения за пределы противоположной поверхности на противоположной стороне деталей. Бороздчатый участок штифта содержит запирающий участок, имеющий множество запирающих бороздок, которые определяют проходящие по окружности бороздки штифта и связанные с ними заплечики штифта, оканчивающиеся на вершинах штифта.

Крепежное средство может быть выбрано из группы, состоящей из крепежных средств со штифтовым хвостом и крепежных средств без штифтового хвоста. Бороздчатый участок штифта крепежного средства может не иметь штифтового хвоста и включает в себя внутренний резьбовой канал, причем установочный инструмент включает в себя внутреннее приводное устройство, выполненное с возможностью сцепления посредством резьбы с внутренним каналом во время обжимки крепежного средства.

В другом воплощении изобретения крепежная система со слабой обжимной нагрузкой включает в себя штифт, имеющий, по существу, прямой затягивающий участок, который продолжается от второго конца штифта и включает в себя множество затягивающих бороздок. Затягивающий участок имеет наружный диаметр, который меньше наружного диаметра запирающего участка штифта. Соответствующий установочный инструмент имеет цангу с затягивающей областью для приветственного сцепления с затягивающими бороздками затягивающего участка. Длина выступа затягивающего участка от конца штифта относительно коротка. Следовательно, затягивающий участок может оставаться на штифте после обжимки или может быть удален с помощью сбривания или разрыва опасной бороздки, которая возможно обеспечена на штифте. Уменьшенный диаметр затягивающего участка допускает использование более толстых и прочных установочных инструментов. Прочность затягивающего участка обеспечивает улучшенное сцепление с установочным инструментом.

Диаметр первого зубца затягивающей области установочного инструмента может быть больше остатка зубца инструмента, что увеличивает срок службы инструмента. Инструмент может быть дополнительно улучшен, а обжимная нагрузка дополнительно уменьшена включением относительно маленькой обжимной нагрузки.

В еще одном другом воплощении крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой штифт крепежного средства может включать в себя профиль резьбы, который определяется некоторым количеством плавно сопряженных закруглений, имеющих, по существу, плавный переход между всеми закруглениями бороздок профиля резьбы. За счет этого улучшается сцепление бороздок хомута при его обжимке. Такой профиль резьбы исключает сложность плашек для накатывания резьбы, используемых для накатывания резьбы.

В другом аспекте раскрытия имеется крепежная система со слабой обжимной нагрузкой для крепежного средства обжимного типа, сконструированного для скрепления вместе множества деталей. Крепежное средство обжимного типа включает в себя элемент штифта, имеющий удлиненное тело штифта, которое приспособлено для расположения в находящихся на одной линии отверстиях в деталях. Элемент штифта на одном конце оканчивается на увеличенной головке, выполненной с возможностью сцепления с поверхностью на одной стороне деталей, а на противоположной своей стороне оканчивается на бороздчатом участке, выполненном с возможностью протяжения за пределы противоположной поверхности на противоположной стороне деталей.

Бороздчатый участок содержит запирающий участок, имеющий множество запирающих бороздок, которые определяют проходящие по окружности бороздки штифта и связанные с ними заплечики штифта, оканчивающиеся на вершинах штифта.

Установочный инструмент включает в себя элемент наковальни с обжимной полостью. Имеется упрочненный хомут, включающий в себя в общем прямое тело хомута, которое должно быть обжато в упомянутых запирающих бороздках на упомянутом элементе штифта в ответ на относительную аксиальную силу или обжимную нагрузку, прикладываемую между упомянутым элементом штифта и упомянутым упрочненным хомутом упомянутым установочным инструментом.

Требуемая величина нагрузки зажима на скрепляемые вместе детали образует скрепляемое соединение. Структура обжимной полости упомянутого установочного инструмента выполнена для сцепления с упомянутым телом хомута и его обжатия радиально внутрь. Упрочненный хомут при обжимке имеет бороздки и заплечики хомута, сцепляющиеся с упомянутыми бороздками и заплечиками штифта. Элемент штифта и упомянутый упрочненный хомут сделаны из различных материалов, пределы прочности при сдвиге которых имеют различную величину, чтобы избежать, по существу, пластической деформации упомянутого элемента штифта при обжимке упомянутого хомута упомянутым элементом штифта.

Цанга имеет выступ из упомянутой цанги, что увеличивает длину затягивающего участка в направлении к хомуту, тем самым увеличивая контактную область с упомянутой наковальней.

Упрочненный хомут не требует термической обработки, и прямое, в общем, тело хомута упомянутого упрочненного хомута имеет толщину стенки, которая относительно тонка, что уменьшает обжимную нагрузку, требуемую для упомянутого упрочненного хомута.

Выступ образует плоскую круглую лицевую поверхность перед ведущей резьбой цанги и рядом с ней и затем круглую наклоненную вперед лицевую поверхность перед плоской лицевой поверхностью, и вторую плоскую лицевую поверхность, и угловую плоскую лицевую поверхность позади линии пересечения с наружным диаметром цанги.

Конец тяги не скатывается к положению диаметра, находящемуся на одной линии с основанием бороздки, что увеличивает предел прочности при сдвиге вершины конца тяги.

В еще одном другом аспекте последняя вершина тяги имеет контур, соответствующий увеличенному радиусу затягивающего устройства последнего зубца цанги.

Все вышеупомянутые механизмы со слабой обжимной нагрузкой могут быть использованы по отдельности или в любой подходящей комбинации. Также раскрыты крепежное средство обжимного типа и способ скрепления вместе множества деталей с использованием вышеупомянутой системы со слабой обжимной нагрузкой.

Краткое описание чертежей

Полное понимание изобретения может быть получено из последующего описания предпочтительных воплощений при его прочтении вместе с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг.1 является сечением крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой и ее упрочненного хомута согласно варианту изобретения, используемых для крепежного средства обжимного типа, имеющего штифт, который включает в себя съемный штифтовой хвост, причем показано крепежное средство, вставленное в находящиеся на одной линии отверстия в двух деталях, до обжимки установочным инструментом, которое показано частично.

Фиг.2 является сечением крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой и упрочненного хомута на Фиг.1, используемых для крепежного средства обжимного типа, не имеющего штифтового хвоста, причем показано крепежное средство после обжимки установочным инструментом для скрепления вместе двух деталей.

Фиг.3 является сечением крепежной системы со слабой обжимной нагрузкой и упрочненного хомута по Фиг.1, используемых для крепежного средства обжимного типа, не имеющего штифтового хвоста, до обжимки установочным инструментом, имеющим внутреннее приводное устройство согласно другому воплощению настоящего изобретения.

Фиг.4 является видом сверху хомута для крепежного средства обжимного типа согласно предшествующему уровню техники, причем внутренний канал хомута показан невидимой линией.

Фиг.5 является изометрическим видом упрочненного хомута по Фиг.1-3, который имеет уменьшенную толщину стенки согласно воплощению настоящего изобретения, причем участок хомута вырезан для упрощения иллюстрации.

Фиг.6А, 6В и 6С являются сечениями образцов обжатых крепежных средств, имеющих волнообразный, глубокий и гибридный профиль резьбы запирающей бороздки соответственно.

Фиг.7 является сечением улучшенного затягивающего участка штифта крепежного средства и изображает конфигурации установочного инструмента согласно воплощению изобретения и четыре последовательных этапа установки для обжимки хомута крепежного средства с использованием улучшенного затягивающего участка штифта;

Фиг.8 является сечением конечного участка цанги для установочного инструмента на Фиг.7.

Фиг.9 является сечением элемента наковальни на Фиг.7.

Фиг.10 является сечением улучшенного затягивающего участка штифта крепежного средства и изображает конфигурации установочного инструмента согласно варианту изобретения и четыре последовательных этапа установки для обжимки хомута крепежного средства с использованием улучшенного затягивающего участка штифта, применяя различные цанги.

Фиг.11 является видом сечения конечного участка различных цанг для установочного инструмента на Фиг.10.

Осуществление изобретение

Используемые здесь основные фразы, такие как верхний, нижний, передний, задний и т.д. относятся к ориентации показанных на чертежах элементов и не ограничивают формулу изобретения.

Используемый здесь термин «несколько» обозначает одно или более чем одно (например, множество).

Используемый здесь термин «упрочненный» обозначает хомут, который подвергся деформационному упрочнению, скорее, например, холодной обработке, чем изменению прочности с использованием термического процесса (например, резкому охлаждению и закалке/снятию напряжений). Хомуты по настоящему изобретению проявляют высокую прочность (например, Стандарта 5 или Стандарта 8), не требуя термической обработки.

Используемая здесь фраза «слабая обжимная нагрузка» используется с целью сравнения для описания уменьшения требуемой обжимной нагрузки, которое дают признаки (например, упрочненный хомут; затягивающий участок штифтового хвоста уменьшенного диаметра; измененный профиль резьбы) крепежной системы настоящего изобретения по сравнению с известными крепежными средствами аналогичного Стандарта. Представительные примеры такой слабой или уменьшенной обжимной нагрузки определены здесь в таблицах и соответствующем раскрытии.

Подобным образом используемая здесь фраза «уменьшенная толщина стенки» используется с целью сравнения для описания более тонкой структуры стенки хомута настоящего изобретения по сравнению с хомутами известных крепежных средств аналогичного Стандарта. Например, уменьшенная толщина стенки примерного хомута имеет меньший объем материала, и, таким образом, ее структура выполнена не для превышения глубины запирающих бороздок в отличие от многих известных крепежных средств.

Используемый здесь термин «затягивающий участок» обозначает примерный затягивающий участок штифта крепежного средства и приветственный затягивающий участок установочного инструмента для сцепления с вышеупомянутым затягивающим участком. Как будет здесь обсуждаться, примерная конфигурация затягивающего участка содержит, по существу, прямой, уменьшенный диаметр, параллельный боковой затягивающий участок, который выступает на меньшее расстояние от конца участка штифта с запирающей бороздкой, чем, например, конический, затягивающий участок в форме клотика и приветственный участок инструмента согласно патенту США №4299519, который включен в настоящую заявку.

Используемая здесь фраза «профиль резьбы» обозначает примерный улучшенный профиль резьбы запирающей бороздки штифта по изобретению. Новый профиль резьбы является гибридным, так как помимо других признаков профиль резьбы частично является гибридом определенных признаков различных профилей резьбы. Тем не менее, будет понятно, что потребовались различные проверки и эксперименты для разработки примерного гибридного профиля резьбы и достижения соответствующих свойственных ему преимуществ.

Хотя примеры крепежных средств по настоящему изобретению определены со ссылкой на определенные конкретные размеры, т.е. номинальные диаметры, общие принципы могут быть легко расширены до крепежных средств с широким интервалом размеров (например, диаметров; длин).

Как показано на Фиг.1-3 и 7, настоящее изобретение относится к многокомпонентным (например, имеющим штифт и хомут) крепежным средствам обжимного типа, таким как, например, крепежные средства, показанные и описанные в патенте '024, как сказано выше, который включен в настоящую заявку посредством ссылки. На Фиг.1-3, 6В, 6С и 7 сопоставимые компоненты крепежного средства одинаково пронумерованы на каждой из фигур, но включают отличающееся обозначения буквами "а" (Фиг.2), "b" (Фиг.3), "с" (Фиг.6В) и "d" (Фиг.6С и 7) и могут считаться, по существу, одинаковыми, пока не описан противоположный случай. Использование первого признака примерной крепежной системы 50 со слабой обжимной нагрузкой, упрочненного хомута 14, показано для каждого крепежного средства 10, 10а, 10b, 10с и 10d на Фиг.1, 2 и 3, 6В, 6С и 7 соответственно.

Фиг.1 показывает крепежное средство 10, включающее в себя элемент 12 штифта со штифтовым хвостом 41 и упрочненный хомут 14 со слабой обжимной нагрузкой по настоящему изобретению. Элемент 12 штифта имеет удлиненное тело 15, которое тянется через находящиеся на одной линии отверстия или каналы 16 и 17 в паре деталей 18, 20 соответственно, которые должны быть скреплены вместе. Увеличенная выступающая головка 22 на одном конце тела 15 сцепляется с задней поверхностью 23 детали 18. Тело 15 имеет прямой гладкий цилиндрический участок 24 тела, смежный с головкой 22, который выполнен с возможностью его размещения в находящиеся на одной линии каналы 16 и 17, при посадке с гарантированным зазором. Тем не менее будет понятно, что в некоторых установках прямой участок 24 тела может иметь размер, обеспечивающий посадку с высокими требованиями по точности или с натягом в один или оба канала 16 и 17. Запирающий участок 25 тела, имеющий множество тянущихся по окружности кольцевых запирающих бороздок 26, является смежным и составляющим одно целое с прямым участком 24 тела.

Крепежное средство 10 на Фиг.1, как обсуждалось ранее, включает в себя штифтовый хвост или затягивающий участок 41 тела, имеющий прямую кольцевую площадку 42, за которой следует множество кольцевых затягивающих бороздок 44. Опасная бороздка 40, имеющая уменьшенный внутренний диаметр, расположена между запирающим участком 25 и кольцевой площадкой 42 затягивающего участка 41 и определяет самую слабую область на теле 15 штифта. Затягивающий участок 41, включающий в себя площадку 42 и затягивающие бороздки 44, имеет уменьшенный диаметр Da по отношению к диаметру Db вершин 71 запирающих бороздок 26 запирающего участка 25. Диаметр Db также равен диаметру прямого участка 24 тела. Будет понятно, тем не менее, что в применениях, включающих посадку с высокими требованиями по точности или посадку со слабым натягом (не показаны) в каналы 16 и 17, вершины 71 запирающих бороздок 26 будут иметь меньший диаметр (не показано), чем диаметр прямого участка 24 тела. Затягивающие бороздки 44 приспособлены к захвату установочным инструментом 100, который используется для установки крепежного средства 10 способом, показанным и описанным в патенте '024, как сказано выше.

Инструментарий 100, требуемый для установки (например, обжимки) хомута 14, может быть, в общем, сконструирован известным специалистом в данной области техники и, следовательно, для упрощения показан только частично. Вкратце, инструмент 100 имеет носовую сборку 102 с множеством расположенных по окружности зажимов 104, приспособленных к захвату затягивающих бороздок 44 затягивающего участка 41 тела. Зажимы 104 расположены в цилиндрической сборке 106 цанги, которая поддерживается с возможностью скольжения в корпусе 108 наковальни, который оканчивается на одном конце участка 110 обжимной наковальни, имеющей обжимную полость 112. Зажимы 104 обычно упруго заталкивают по оси вперед в конические канавки 114 в радиально замкнутое положение, показанное сборкой 116 ведомого механизма зажима (не показано). Тем не менее будет также понятно, что, как обсуждалось здесь, другие подходящие установочные конфигурации (см., например, затягивающий участок 177 штифтового хвоста с уменьшенным диаметром на Фиг.7-9) и способы, отличные от показанных и описанных на Фиг.1-3, предусмотрены примерной крепежной системой 50 со слабой обжимной нагрузкой.

Фиг.2 и 3 показывают примерный хомут 14, используемый на двух представительных видах крепежных средств 10а, 10b, не имеющих штифтового хвоста, соответственно. Фигуры дополнительно иллюстрируют, как примерный хомут 14 может быть легко использован вместе с широким разнообразием известных установочных инструментов. Например, Фиг.2 показывает установочный инструмент 200, включающий в себя внешнее приводное устройство 202 с внутренним резьбовым каналом 204 и чувствительным стержнем 206. Этот установочный инструмент 200 также подробно обсуждался в патенте '024, который включен в настоящую заявку. Кратко, внешнее приводное устройство 202 сцепляется с бороздками 26а и приводит в действие или прикладывает относительную аксиальную силу к обжимной наковальне 210 так, что она помещает хомут 14 в обжимную полость 212 и сцепляется с хомутом 14 при скреплении вместе деталей 18а и 20а.

Фиг.3 иллюстрирует примерный хомут 14, используемый для не имеющего штифтового хвоста крепежного средства 10b другого типа. Тело 15b штифта включает внутренний резьбовой канал 77, приспособленный для использования с установочным инструментом 300, включающим внутреннее приводное устройство 306 с приводным стержнем 302, имеющим резьбу 304, которая соответствует резьбе внутреннего канала 77. Такой у