[发明专利]两件式紧固件

说明书

用于将物体连接到复合板材或塑料板材的两件式紧固件包括两个部分，保持件和插入件。保持件具有通孔和其周边上带有用于抓持复合板材或塑料板材中的接收孔的壁的滚花。插入件具有多个直径不断增加的自扣紧特征，当插入件插入到保持件中时，会将其牢固地连接到保持件。板材通过保持件的扩大头部和插入件上的相对法兰牢固地夹紧在板材的相对两侧之间。不同直径的自扣紧特征允许该设备与不同厚度的板材一起使用，并允许较大的公差范围。可以用普通或螺纹螺柱代替插入件的螺纹孔。保持件和插入件都可以是金属的。

相关申请

这是与临时专利申请相关的非临时专利申请，该临时专利申请的标题为“多紧扣的紧固件插入件”于2018年9月13日提交，其申请号为62/730,765，特此要求其优先权。

技术领域

本发明涉及一种插入件紧固件，该插入件紧固件通过一个孔连接到结构上，该孔延伸到结构的相对面，通常是平面板材。更具体地，本发明涉及一种两部件式紧固件，该两部件式紧固件提供连接到夹紧在两个紧固件部件之间的复合结构。

背景技术

在工程应用中使用复合材料代替金属片材已经成为一个增长领域，并且预计将继续增长。当前螺纹紧固件的选择主要依靠使用粘合剂将紧固件固定到位。市场上有许多使用粘合剂的各种尺寸和构造的两件式插入件和封闭插入件。也有几种类型的机械或铆接插入件会在板材周围变形。这种类型的紧固件可能存在螺纹强度，固位力以及板材上较小的支承区域的问题。较小的轴承区域会在板材上产生高应力从而导致材料损坏。缺乏螺纹强度是由于用于扩口和铆接所需的材料必须足够柔软才能完成这些操作中的任何一个。

自扣紧紧固件长期以来一直用于板材材料为延展性金属(例如钢或铝)的应用中，但却未有用在复合板材中。复合板材中使用的材料不是太脆(如碳纤维)，就是无法承受所需的安装负载(例如铝蜂窝板材)。

因此，在本领域中需要一种能够将自扣紧技术的优点应用于复合材料和非金属材料的紧固件。

发明内容

本文所述的发明的紧固件已设计出满足在本技术领域中的需要，本发明的紧固件包括两个主要部件。第一部件是保持件，该保持件具有通孔和在其周边上带有滚花。保持件设计用于放置在复合板材或塑料板材的通孔中。第二个部件是插入件，该插入件具有多个直径不断增加的自扣紧特征。它设计为安装在保持件中并扣紧两部件一起。多个紧扣特征由若干平台和若干底切组成，允许该组件可在各种厚度的板材中使用，并允许大的公差范围。可以用普通或螺纹螺柱代替插入件的螺纹孔。

如下所述并在附图中示出，具有紧扣特征的插入件可以由内螺纹，外螺纹或者无螺纹制成的。作为螺纹部分，它用作连接另一板材或其他物件的安装点。通过通孔，可以在固定接头将两块板材或多层材料连接在一起。通孔使螺栓(bolt)完全穿过或减轻紧固件的重量。

更具体地说，申请人已经设计了一种用于连接到板材的两件式紧固件，包括保持件和插入件。保持件适于容纳在板材中的孔内，该孔延伸穿过板材相对侧。保持件具有较大的直径头部和带有用于与板材孔壁接合的外围抓持装置的柄部和中央通孔。插入件具有多个连续增加的直径的自扣紧特征，其适用于与保持件的连接。插入件通过插入到保持件通孔中并通过自扣紧特征使圆柱体的通孔壁变形而牢固地连接到保持件。每个自扣紧特征包括一个平台和一个底切，该底切用于接收被平台移位的保持件的材料。

在一个实施例中，插入件具有螺纹通孔，并且最大直径的自扣紧特征紧邻头部。保持件抓持装置是在保持件外围的纵向滚花。在一个实施例中，插入件具有细长螺柱，该螺柱从插入件的与法兰相对的一端延伸至另一端。当组装到板材时，通过与板材的相对侧直接接触将板材夹紧在保持件头部和插入件法兰之间。保持件和插入件可以是金属的也可以是非金属的。在一个实施例中，板材由非金属复合材料组成。