[發(fā)明專利]柔性彈簧緊固件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080057009.6
• 申請(qǐng)日: 2010-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN102792033A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西蒙·加里·穆爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普庫(kù)有限公司
• 主分類號(hào): F16B7/18
• 分類號(hào): F16B7/18;F16B5/02;F16B17/00;A61B17/58;F16B5/04;F16B19/08;B25B31/00;F16B13/04;B25B33/00;F16B13/14;A61C8/00;A61C13/38;A61B17/84
• 代理公司: 北京高默克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11263
• 代理人: 陸式敬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型彈簧緊固件，具體為一種摩擦機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中將以螺旋鉚固的形式說明該緊固件。

背景技術(shù)

為便于一般性參考，應(yīng)了解到螺栓和螺釘均包括頭部和螺紋軸。螺栓和螺釘?shù)膮^(qū)別在于螺栓通常具有貫穿整個(gè)軸(除去螺紋的作用)的同樣橫截面而螺釘通常在頭部遠(yuǎn)端的軸的末端逐漸變細(xì)成為一點(diǎn)。本發(fā)明的原理適用于成千上萬(wàn)種螺栓和螺釘?shù)淖凅w。

螺栓和螺釘在性質(zhì)上是暫時(shí)性的，而鉚釘在性質(zhì)上則是永久性的。傳統(tǒng)的實(shí)心鉚釘(由可變形合金制造的具有頭部的簡(jiǎn)易軸)現(xiàn)今已不再常見，而且通常使用的鉚釘是具有外部可變形部分(通過材料選擇及/或設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)變形)和中心拉力元件的“波普空心鉚釘”，工具在中心拉力元件上牽拉以使外部變形。目前，緊固件在波普空心鉚釘使用的地方擴(kuò)展形成鉆孔中的穩(wěn)固安裝。

據(jù)了解，國(guó)際上估計(jì)緊固件工業(yè)的價(jià)值為每年500億美元，而且緊固件工業(yè)的航空使用部分約占三分之一。

目前所使用的螺栓的其中一個(gè)缺點(diǎn)在于：據(jù)估計(jì)約占50％的機(jī)械故障是由螺母和螺栓的搖松導(dǎo)致的。

此類故障的一個(gè)極端例子是在巴黎的戴高樂機(jī)場(chǎng)發(fā)生的和諧式客機(jī)墜毀。發(fā)生此次墜毀的原因是一個(gè)小金屬帶從DC10飛機(jī)上脫落到跑道上。

已經(jīng)做了許多嘗試，并且已經(jīng)具有許多論述世界各界人氏努力發(fā)明螺栓形式的緊固機(jī)構(gòu)的申請(qǐng)專利，所述螺栓將各元件強(qiáng)有力地固定在一起而又不會(huì)隨振動(dòng)而松動(dòng)。

這類機(jī)構(gòu)中的部分包括：

通過精確地控制緊固過程，以最基本形式使用簡(jiǎn)易螺紋螺栓和螺母對(duì)。如果施加正確的旋轉(zhuǎn)力，那么螺紋螺栓和螺母對(duì)則是可靠的，然而極難施加、測(cè)量或檢查正確的力。在緊固件工業(yè)中眾所周知的是：當(dāng)最大限度地固緊(通常通過螺母)時(shí)，螺栓的正確軸向伸展是直線伸展的0.5％到1.0％。此方法的問題在于獲得所需力所要求的額外時(shí)間、設(shè)備、技術(shù)和費(fèi)用。

標(biāo)準(zhǔn)彈簧或開口墊圈用于提供使一個(gè)螺紋相對(duì)于其他螺紋產(chǎn)生偏離的軸向作用力。然而，開口墊圈在使用中已完全壓縮，因此其主要作為標(biāo)準(zhǔn)平墊圈使用，并且僅在開口區(qū)域的前沿尖銳的時(shí)起到很小的防旋轉(zhuǎn)作用。

樂泰^TM是一種壓氧膠。壓氧膠可以用來粘接螺紋，但其對(duì)清潔度和溫度非常敏感，使用起來比較麻煩，并且要求合作元件之間存在緊密公差。

有時(shí)，也可以使用一對(duì)螺紋螺母來改善抗振性，但進(jìn)度比較緩慢并且增加了費(fèi)用。另外，這種方式僅少許地改善了抗振性，因?yàn)榫o固件的軸向伸展仍然決定著螺紋摩擦嚙合(目前在兩個(gè)螺母上)的功效。

在螺栓的柄部穿孔的地方使用槽形螺母，并且銷釘可以通過螺母上的一對(duì)槽形部以及螺栓柄中的孔，從而避免旋轉(zhuǎn)或觸碰到槽形螺母。此方式改善了抗振性，但其速度比較緩慢并且增加了費(fèi)用。

專利第DE?10204721號(hào)揭示了一種可以改變緊固件的長(zhǎng)度的彈簧螺栓。此彈簧螺栓具有一個(gè)從螺栓的頭部延伸并且連接至一個(gè)實(shí)心螺紋區(qū)域的螺旋彈簧。此彈簧螺栓僅在其端部具有一個(gè)接合至非螺紋柔性彈簧的小螺紋部分。該裝置的強(qiáng)度甚至比常規(guī)螺栓還低。

專利第JP?2005/325,999號(hào)揭示了一種緊固機(jī)構(gòu)，其中第一緊固元件具有至第二緊固元件的振動(dòng)源。這是一種用于阻尼振動(dòng)的方式，而不提供強(qiáng)而穩(wěn)固的緊固力。此外，其僅具有一個(gè)附接至彈簧的小螺紋部分。

專利第PCT/IL2001/00924號(hào)揭示了一種感興趣的緊固機(jī)構(gòu)，其具有可變螺距螺紋配置。所述緊固機(jī)構(gòu)由開口螺紋圓筒構(gòu)成，該開口螺紋圓筒在其靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)具有實(shí)質(zhì)上相互平行的螺紋。在適當(dāng)方向上扭轉(zhuǎn)所述圓筒可以產(chǎn)生右旋螺紋或者左旋螺紋。所述圓筒就其本身而言并不固定至頭部，并且由沿其長(zhǎng)度方向的開口提供柔性但并非極其強(qiáng)力的緊固裝置。

專利第US?4,917,554號(hào)揭示了一種用于將半剛性墊接合在一起的螺旋狀緊固件。所述緊固件由頭部和軸組成，所述軸由圓形金屬絲以螺旋形式纏繞而成。當(dāng)該緊固件適用于諸如墊的無定形產(chǎn)品時(shí)，其不可用于要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的地方。所述“螺旋形”的圓形金屬絲不易于與實(shí)心物體配合使用，也不能提供簡(jiǎn)易螺紋螺栓可以提供的強(qiáng)度、夾持力或精細(xì)公差。

為避免螺紋緊固件振松以及剪切破壞，設(shè)計(jì)師通常會(huì)指定鉚釘?shù)挠猛尽Ｅe例來說，在波音747“噴氣式”飛機(jī)中，具有大約四百萬(wàn)個(gè)緊固件并且其中大多都是鉚釘。

目前還存在若干重大的問題，即緊固件的成本及安裝成本是制造新飛機(jī)中的重要成本，并且接下來通常需要在飛機(jī)30多年的工作壽命期間對(duì)飛機(jī)進(jìn)行檢查和維護(hù)。