[发明专利]紧固件安装工具

说明书

技术领域

本发明涉及紧固件安装工具，并且更具体地说，涉及包括多件、模压类型紧固件及其模压工具的紧固系统，该模压工具的紧固系统显示了低模压负载和高强度的最佳平衡。本发明还涉及使用低模压负载紧固系统的简化安装方法。

背景技术

在许多商业应用中，通常称作锁紧螺栓的两件的形成螺纹的或模压的紧固件通常用于将多个工件固定在一起。例如参照美国专利No.2,531,048；No.3,215,024；No.3,915,053；No.4,472,096；和No.5,090,852。根据其中将使用紧固件的商业应用，这些紧固件的材料属性(例如，抗拉强度和硬度((不限于该Grade)))变化。为区分紧固件的多种属性，紧固件典型地由等级(Grade)指示。紧固件的Grade表示其强度。工业标准建立了紧固件的所需强度，以利用由紧固件螺栓或销的材料强度确定的特定紧固件的强度，符合特定的Grade。例如，1/2英寸Grade 5紧固件具有1/2英寸直径的销或螺栓杆部，杆部用于标称1/2英寸直径的工件开口中，并且根据SAE J429，Grade 5或ASTM A-325，这种Grade 5紧固件必须具有120KSI的最小抗拉强度。通过比较，为了取得Grade 8紧固件的质量，按照SAE J429，Grade 8或ASTM A-490，紧固件必须具有150KSI的最小抗拉强度。Grade 5紧固件常常例如用于铁路(例如列车)应用。Grade 8紧固件通常用于商用运输应用，例如在商用货车运输工业中以固定卡车部件。

典型的模压类型紧固件包括销和轴环。多数这些紧固件是拉伸类型品种的，并包括具有带有锁定槽的锁定部的销杆和具有拖拉槽的拖拉部。该拖拉槽适合通过配合具有模压砧的安装工具的卡盘爪中的齿抓牢。该模压砧适合接合轴环，并将相对的轴向力施加于销与轴环之间，以在轴环上方运动，并将其模压入锁定槽。该相对的轴向力包括由卡盘爪导致的销上的张力负载与由模压砧导致的轴环上的压缩负载的组合。利用减小强度的断颈槽(breakneck groove)，许多模压类型的紧固件的拖拉部被连接到锁定槽部。该断颈槽适合在大于模压轴环所需的预先选择的轴向或张力大小时破裂。相应地，在完成模压后，拖拉部或销尾将被切断和从销杆去除。然而，其它模压紧固件具有在完成安装后保留在销上的拖拉部。例如参照美国专利No.5,315,755；No.5,548,889和No.5,604,968(公开了不从销切断的螺纹拖拉部)。换言之，这些紧固件是无销尾的。例如参照美国专利′755的图1-8。

在问题中，对于相当高强度(例如Grade 5和以上)的模压类型的紧固件，频繁出现为了完全模压轴环所需的应用的张力负载的过大的大小。这导致安装工具的过早磨损，尤其是拖拉机构，和在销上的拖拉槽的破坏。该高模压负载也通常使安装过程复杂化，尤其是当使用手动操作安装工具的情况。为了试图克服这些缺点中的某些，已进行了多种不同安装工具的修改。例如，通过参考并入这里，如同完全在这里提出的美国专利第4,299,519号公开了一种橡子形状的销拖拉部和互补的形状的工具抓紧结构，该拖拉部和工具抓紧结构期望提供工具的抓紧结构对拖拉部的所有拖拉槽的接合，并且从而抑制拖拉槽的破坏。例如参照美国专利′519的图1-5。其它工具仅加入液压和/或气压活塞缸，以辅助施加所需的模压力。例如参照美国专利No.4,597,2613和No.4,878,372。然而，这增加了工具的尺寸和重量，这会使工具难以处理或限制可到达性，从而可能危害其驱动紧固件的精确应用，并且因此危害其最后安装的质量。因此，存在用于模压类型的紧固系统的安装工具和方法的改进空间。

高模压负载主要是使用紧固件轴环的结果，为取得特定的紧固件Grade(例如Grade 5和Grade 8)的所需的强度，紧固件轴环具有增加的壁厚并且因此被构造为过度充满或过度塞满锁定槽。例如参照上述美国专利第5,090,852号(公开了修改的销螺纹形式以包括浅槽和流线型的根轮廓，且轴环带有增加的壁厚度，充分的材料过度塞满这种浅槽，以取得所需的抗剪强度)；还参见上述′755专利和美国专利第5,548,889号和第5,604,968号(公开了一种浅销槽结构和轴环杆，轴环杆的体积具有至少16％的材料过剩，以过度塞满槽)。锁定槽的过度塞满是有问题的。它是上述不期望的过高模压负载的主要来源。因此，已进行了多次尝试，通过模压类型紧固件设计的变化，以消除这些缺点，并且特别是极高模压负载。