[發(fā)明專利]中空螺母

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010560882.2
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN112024631B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: C·G·哈特
• 申請（專利權）人: 物理系統(tǒng)公司
• 主分類號: B21C23/14
• 分類號: B21C23/14;B21D28/02;B21D35/00;B21D53/24;F16B23/00;F16B35/04;F16B39/24
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 莫戈

本發(fā)明涉及中空螺母，包括：本體，所述本體具有內(nèi)螺紋芯，所述內(nèi)螺紋芯由大致向內(nèi)定位的中心軸形成，所述中心軸繞自身翻轉(zhuǎn)以形成向上呈現(xiàn)的頭部和向下延伸的外螺母主體，所述外螺母主體相對于向內(nèi)定位的中心軸處于大致間隔的關系，并且終止于徑向向外延伸的凸緣；防松墊圈，所述防松墊圈具有內(nèi)孔，所述內(nèi)孔包括的周邊在徑向上完全大于內(nèi)螺紋芯的主螺紋直徑，以允許螺紋緊固件插入，防松墊圈至少部分地繞徑向向外延伸的凸緣形成，大致與第一端相鄰，并當附裝于此時允許相對于螺母自由旋轉(zhuǎn)；和波形墊圈，所述波形墊圈夾在防松墊圈和具有徑向向外延伸的凸緣的第一端之間。

本申請是名稱為“中空金屬螺釘及其制造方法”、國際申請日為2015年7月7日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2015/039447、國家申請?zhí)枮?01580044487.6的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明總體上涉及一種特別用于航空航天應用的輕質(zhì)中空金屬不銹鋼螺釘設計以及制造中空金屬螺釘?shù)南嚓P方法。中空金屬螺釘通過在一個或多個步驟中從大致圓形的金屬片盤沖壓而制成，以形成具有厚度為0.2至0.7毫米的壁的中空管狀頭部和螺釘桿。然后將螺釘桿退火以軟化螺釘桿以進行螺紋滾壓，此后中空金屬螺釘被充分硬化以滿足比類似尺寸的實心螺釘更輕的螺釘中的航空航天螺紋強度要求，并因此有助于飛行器燃料經(jīng)濟性。

背景技術

螺釘在本領域中通常是已知的，并且傾向于包括實心芯桿，在該芯桿上滾動以形成具有規(guī)定節(jié)距和長度的一組螺紋。一般來說，高強度耐腐蝕鋼(CRES)材料優(yōu)選作為螺釘材料，這是因為硬化CRES的螺紋可以重復地重新安裝到螺紋孔插座中而沒有螺紋損壞。然而，CRES構(gòu)成較重的金屬材料，并且因此無助于飛行器燃料經(jīng)濟性，特別是當?shù)湫偷娘w行器包括幾千個這樣的螺釘時。使用較輕重量金屬的嘗試，例如實心芯鋁或鈦螺釘，在機械師重復安裝和移除相同螺釘而不會由于螺紋磨損而損壞螺紋的能力方面受到限制。

在過去，螺紋螺釘包括實心芯或由塑料等的芯插入件支撐的中空螺釘。不幸的是，塑料芯插入件至少有一些重量添加，由此螺釘仍然限制其對飛行器燃料經(jīng)濟性的貢獻。

本發(fā)明包括改進的中空耐腐蝕金屬螺釘，其中螺釘由選擇的耐腐蝕金屬材料的大體圓形盤沖壓以提供0.2至0.7毫米的桿壁厚度，隨后退火以軟化金屬材料，隨后繼而通過螺紋滾壓然后通過硬化步驟以提供具有足以承受大多數(shù)航空航天應用的螺紋強度的中空金屬螺釘，并且通過提供具有耐腐蝕金屬螺紋的中空螺釘來有助于飛行器燃料經(jīng)濟性，其中中空螺釘是由相同材料制成的實心芯螺釘重量的大約50％。本發(fā)明滿足這些需要并提供了進一步的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本文所公開的中空螺釘?shù)囊粋€實施例包括頭部和從其整體延伸并由金屬材料的扁平坯料形成的長形中空軸。長形中空軸包括桿部分和在其上具有多個螺紋的螺紋部分。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)可以由金屬材料的扁平坯料一體地形成，并且與頭部或長形中空軸聯(lián)接，并且構(gòu)造成便于通過螺紋緊固中空螺釘。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)是由金屬材料的扁平坯料形成的多邊形形狀，其中多邊形形狀可以包括外部多邊形形狀(例如，六邊形)。或者，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)可包括由頭部形成的內(nèi)部凹部(例如，花鍵或十字形凹部)。這種凹部可以形成為平頭或圓頭。

在該實施例的另一方面，整體墊圈可以由金屬材料的扁平坯料形成并從頭部向外延伸。防松墊圈(captive washer)可以以允許防松墊圈相對于整體墊圈，頭部和長形中空軸自由旋轉(zhuǎn)的方式至少部分地形成在整體墊圈周圍。更具體地，防松墊圈的外邊緣可以向上并且圍繞整體墊圈的外周邊，以圍繞整體墊圈相鄰地附接防松墊圈，用于將整體墊圈夾在其中。在一個實施例中，防松墊圈可以包括導電材料并且具有大約0.15至0.30毫米的厚度。

在該實施例的其他方面，中空螺釘可以包括具有恒定直徑的長形中空本體。在該實施例中，螺紋的外徑大于較平滑的桿部分的外徑。這里，當在滾壓螺紋之前添加時，自由浮動墊圈可以沿著桿部分滑動并且捕獲在整體墊圈和螺紋部分之間。或者，長形中空本體可由具有第一直徑的桿部分形成，該第一直徑相對大于具有第二較小直徑的重拉部分，其中在滾壓步驟期間將螺紋賦予重拉部分。