受控扭矩紧固件和用于使用其的方法

—— CN201380051928.6

摘要

一种用于与基底一起使用的受控扭矩紧固件包括第一改锥接合特征(144)和连接至第一改锥接合特征的主紧固件部分(110)。主紧固件部分包括螺纹紧固部分(112)和连接至螺纹紧固部分的第二改锥接合特征(122)。第一改锥接合特征构造为由第一改锥接合,来允许第一改锥将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至第一改锥接合特征从主紧固件部分断开。第二改锥接合特征包括插口,该插口构造为接收第二改锥并且允许该接收的第二改锥对主紧固件部分施加扭矩。

权利要求书

1. 一种用于与基底一起使用的受控扭矩紧固件,所述受控扭矩紧固件包括:第一改锥接合特征;和主紧固件部分,其连接至所述第一改锥接合特征,所述主紧固件部分包括螺纹紧固部分和第二改锥接合特征,所述第二改锥接合特征连接至所述螺纹紧固部分;其中,所述第一改锥接合特征构造为由第一改锥接合,来允许所述第一改锥将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述第一改锥接合特征从所述主紧固件部分断开;并且其中,所述第二改锥接合特征包括插口,所述插口构造为接收第二改锥并且允许该接收的第二改锥对所述主紧固件部分施加扭矩。 2. 根据权利要求1所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述插口构造为允许该接收的第二改锥对所述主紧固件部分施加扭矩,来使所述主紧固件部分从所述基底松开。 3. 根据权利要求1所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述插口包括在其中的至少一个负载接收面,所述负载接收面构造为接合所述第二改锥的对应负载施加面,来将由所述第二改锥施加的扭矩传递至所述主紧固件部分。 4. 根据权利要求3所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述至少一个负载接收面包括限定正多边形的多个负载接收面。 5. 根据权利要求1所述的受控扭矩紧固件,其包括:断开部分,其包括所述第一改锥接合特征;和剪切区段,其将所述断开部分连接至所述主紧固件部分;其中,所述受控扭矩紧固件构造为,在对所述第一改锥接合特征施加足够的扭矩时在所述剪切区段处剪切,由此所述断开部分从所述主紧固件部分分开。 6. 根据权利要求5所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述剪切区段设置在所述插口中。 7. 根据权利要求6所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述剪切区段定位成离所述插口的开放端部至少规定距离,使得在所述断开部分在所述剪切区段处从所述主紧固件部分分开且从所述插口移除之后,在所述插口中提供至少规定的未填充深度来接收所述第二改锥。 8. 根据权利要求6所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述断开部分包括延伸区段,所述延伸区段将所述第一改锥接合特征连接至所述剪切区段,其中,所述延伸区段从所述第一改锥接合特征渐缩至所述剪切区段。 9. 根据权利要求1所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,包括:第一部件,其包括所述螺纹紧固部分;和第二部件,其包括所述第一改锥接合部分;其中,所述第一和第二部件与彼此螺纹接合。 10. 根据权利要求9所述的受控扭矩紧固件,其特征在于:所述第一部件包括所述主紧固件部分;所述第二部件包括:  断开部分,其包括所述第一改锥接合特征;和  剪切区段,其将所述断开部分连接至所述主紧固件部分;并且所述受控扭矩紧固件构造为,在对所述第一改锥接合特征施加足够的扭矩时在所述剪切区段处剪切,由此所述断开部分从所述主紧固件部分分开。 11. 根据权利要求10所述的受控扭矩紧固件,其特征在于:所述主紧固件部分具有限定于其中的螺纹孔;所述第二部件包括螺纹轴,所述螺纹轴螺纹地接收在所述螺纹孔中;并且所述剪切区段位于所述螺纹轴与所述断开部分之间。 12. 根据权利要求11所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述第二部件包括所述螺纹轴与所述剪切区段之间的止动凸缘,以限制所述螺纹轴的到所述螺纹孔中的轴向位移。 13. 根据权利要求11所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述剪切区段具有比所述螺纹轴的小径大的直径。 14. 根据权利要求11所述的受控扭矩紧固件,其特征在于:所述第二部件包括所述剪切区段与所述螺纹轴之间的无螺纹区段;并且所述螺纹孔的母螺纹嵌入所述无螺纹区段中。 15. 根据权利要求1所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,所述螺纹紧固部分包括外部螺纹螺栓轴。 16. 根据权利要求15所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,包括所述螺栓轴的端部上的螺栓头,其中,所述第二改锥接合特征限定在所述螺栓头中。 17. 根据权利要求15所述的受控扭矩紧固件,其特征在于,包括:断开部分,其包括所述第一改锥接合特征;和剪切区段,其将所述断开部分连接至所述主紧固件部分;其中,所述受控扭矩紧固件构造为,在对所述第一改锥接合特征施加足够的扭矩时在所述剪切区段处剪切,由此所述断开部分从所述主紧固件部分分开;并且其中,所述剪切区段具有比所述螺纹螺栓轴的小径小的直径。 18. 一种用于在基底上安装受控扭矩紧固件的方法,所述方法包括:提供受控扭矩紧固件,其包括:  第一改锥接合特征;和  主紧固件部分,其连接至所述第一改锥接合特征,所述主紧固件部分包括螺纹紧固部分和第二改锥接合特征,所述第二改锥接合特征连接至所述螺纹紧固部分; 其中,所述第一改锥接合特征构造为由第一改锥接合,以允许所述第一改锥将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述第一改锥接合特征从所述主紧固件部分断开;并且 其中,所述第二改锥接合特征包括插口,所述插口构造为接收第二改锥并且允许该接收的第二改锥对所述主紧固件部分施加扭矩;利用所述第一改锥接合所述第一改锥接合特征;和使用所述第一改锥,对所述第一改锥接合特征施加上紧扭矩,来将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述第一改锥接合特征从所述主紧固件部分断开。 19. 根据权利要求18所述的方法,其特征在于包括,在对所述第一改锥接合特征施加扭矩直至所述第一改锥接合特征从所述主紧固件部分断开的步骤之后:利用所述第二改锥接合所述第二改锥接合特征,包括将所述第二改锥的一部分插入所述插口中;使用所述第二改锥,对所述第二改锥接合特征施加松开扭矩,以松开所述主紧固件部分;和其后从所述基底移除所述主紧固件部分。 20. 一种用于与基底一起使用的受控扭矩紧固件,所述受控扭矩紧固件包括:第一部件,其包括螺纹紧固部分;和第二部件,其包括改锥接合特征;其中,所述第一和第二部件与彼此螺纹接合;并且其中,所述改锥接合特征构造为由改锥接合,来允许所述改锥将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述改锥接合特征从所述螺纹紧固部分剪切掉。 21. 根据权利要求20所述的受控扭矩紧固件,其特征在于:所述第二部件包括:  断开部分,其包括所述改锥接合特征;和  剪切区段,其将所述断开部分连接至所述第一部件;其中,所述受控扭矩紧固件构造为,在对所述改锥接合特征施加足够的扭矩时在所述剪切区段处剪切,由此所述断开部分从所述第一部件分开,并且所述第二部件的剩余部分保留在所述第一部件上。 22. 根据权利要求21所述的受控扭矩紧固件,其特征在于:所述第一部件具有限定于其中的螺纹孔;所述第二部件包括螺纹轴,所述螺纹轴螺纹地接收在所述螺纹孔中;并且所述剪切区段位于所述螺纹轴与所述断开部分之间。 23. 一种用于在基底上安装受控扭矩紧固件的方法,所述方法包括:提供受控扭矩紧固件,其包括:  第一部件,其包括螺纹紧固部分;和  第二部件,其包括改锥接合特征;  其中,所述第一和第二部件与彼此螺纹接合;并且  其中,所述改锥接合特征构造为由改锥接合,来允许所述改锥将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述改锥接合特征从所述螺纹紧固部分剪切掉;和利用所述改锥接合所述改锥接合特征;和使用所述改锥,对所述改锥接合特征施加上紧扭矩,来将所述受控扭矩紧固件上紧至所述基底上,直至所述改锥接合特征从所述螺纹紧固部分剪切掉。

说明书

技术领域

本发明涉及紧固件,并且更具体地涉及受控扭矩紧固件。

背景技术

在一些应用中,期望或必须利用规定的扭矩安装紧固件(例如螺栓),从而确保螺栓安装至期望的范围中的紧密度。尽管扭矩受控改锥(例如,扭矩扳手)可用于该目的,但是扭矩受控改锥可能是不可获得或不方便的。已经设计了例如剪切螺栓的扭矩受控紧固件,来提供与紧固件一体的扭矩控制。剪切螺栓紧固件的实例包括单片剪切螺栓,其设有可从TE Connectivity获得的电连接件。这些剪切螺栓中的一些包括单片螺栓部件,该单片螺栓部件具有头部、螺纹轴、和限定在轴中的一个或更多个剪切区段。在安装期间,改锥用来对头部施加扭矩,直至轴在剪切区段中的一个处剪切,因此头部断开并且紧固件的剩余部分保持紧固对象基底。在一些实施例中,剩余部分包括六角形头部,其适于放置在改锥的改锥插口中以用于移除螺栓。

发明内容

根据本发明的实施例,用于与基底一起使用的受控扭矩紧固件包括第一改锥接合特征和连接至第一改锥接合特征的主紧固件部分。主紧固件部分包括螺纹紧固部分和连接至螺纹紧固部分的第二改锥接合特征。第一改锥接合特征构造为由第一改锥接合,来允许第一改锥将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至第一改锥接合特征从主紧固件部分断开。第二改锥接合特征包括插口,该插口构造为接收第二改锥并且允许该接收的第二改锥对主紧固件部分施加扭矩。

根据本发明的方法实施例,用于将受控扭矩紧固件安装在基底上的方法包括提供受控扭矩紧固件,该受控扭矩紧固件包括:第一改锥接合特征;和主紧固件部分,其连接至第一改锥接合特征,主紧固件部分包括螺纹紧固部分和连接至螺纹紧固部分的第二改锥接合特征。第一改锥接合特征构造为由第一改锥接合,来允许第一改锥将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至第一改锥接合特征从主紧固件部分断开。第二改锥接合特征包括插口,该插口构造为接收第二改锥并且允许该接收的第二改锥对主紧固件部分施加扭矩。该方法还包括:利用第一改锥接合第一改锥接合特征;和,使用第一改锥,对第一改锥接合特征施加上紧扭矩,来将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至第一改锥接合特征从主紧固件部分断开。

根据本发明的实施例,用于与基底一起使用的受控扭矩紧固件包括第一部件和第二部件。第一部件包括螺纹紧固部分。第二部件包括改锥接合特征。第一和第二部件与彼此螺纹接合。改锥接合特征构造为由改锥接合,来允许改锥将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至改锥接合特征从螺纹紧固部分剪切掉。

根据本发明的方法实施例,用于将受控扭矩紧固件安装在基底上的方法包括提供受控扭矩紧固件,该受控扭矩紧固件包括:第一部件,其包括螺纹紧固部分;和第二部件,其包括改锥接合特征。第一和第二部件与彼此螺纹接合。改锥接合特征构造为由改锥接合,来允许改锥将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至改锥接合特征从螺纹紧固部分剪切掉。该方法还包括:利用改锥接合改锥接合特征;和使用改锥,对改锥接合特征施加上紧扭矩,来将受控扭矩紧固件上紧至基底上,直至改锥接合特征从螺纹紧固部分剪切掉。

本发明的其他特征、优点和细节将从附图的阅读和随后的优选实施例的详细描述而被本领域技术人员理解,此种描述仅是本发明的例示。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的受控扭矩紧固件的顶视透视图。

图2是沿着图1的2-2线取得的图1的紧固件的顶视、透视、剖面图。

图3是图1的紧固件的分解、顶视透视图。

图4是沿着图3的4-4线取得的图1的紧固件的分解、剖面图。

图5是图1的紧固件的放大、片段、剖面图,其中,紧固件的剪切头部部件部分地安装在帽螺钉中,该帽螺钉也形成紧固件的一部分。

图6是图1的紧固件的放大、片段、剖面图,其中,剪切头部部件完全安装在帽螺钉中。

图7是图1的紧固件的放大、片段、剖面图,其中,剪切头部部件已剪切并且其断开部分已从帽螺钉移除。

图8是包括图1的紧固件的根据本发明的实施例的可解脱接头组件的分解、透视图。

图9是装配好的图8的可解脱接头组件的透视图。

图10是沿着图9的10-10线取得的图9的可解脱接头组件的放大、片段、剖面图。

具体实施方式

现在在下文中将参照附图来更加充分地描述本发明,在附图中在例示本发明的示范性实施例。在附图中,区域或特征的相对尺寸可为了清楚而夸大。但是,本发明可以以许多不同形式实现,并且不应解释为限于在本文中示出的实施例;而是,提供这些实施例,以便本公开将是彻底和完整的,并且将充分地将本发明的范围传达至本领域技术人员。

将理解的是,尽管用语第一、第二等可在本文中使用来描述各种元件、构件、区域、层和/或区段,但是这些元件、构件、区域、层和/或区段不应由这些用语限制。这些用语仅用于将一个元件、构件、区域、层或区段与另一区域、层或区段区分开。因而,在下面讨论的第一元件、构件、区域、层或区段可称为第二元件、构件、区域、层或区段,而不脱离本发明的教导。

空间相对用语,例如“在…之下”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等可在本文中使用以用于易于描述,来如在附图中所示出地描述一个元件或特征的相对于另一个(多个)元件或(多个)特征的关系。将理解的是,除了在附图中绘出的朝向之外,空间相对用语意图包围使用或操作中的装置的不同朝向。例如,如果图中的装置翻转,则描述为“在”其他元件或特征“下面”或“在”其他元件或特征“之下”的元件将然后朝向为“在”其他元件或特征“之上”。因而,示范性用语“在…下面”可包含在…之上和在…下面两个朝向。该装置可以其他方式朝向(旋转90°或处于其他朝向),并且相应地解释在本文中使用的空间相对描述符。

如在本文中使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式,除非另外清楚地陈述。还应理解的是,当在本说明书中使用时,用语“含有”、“包括”、“含有…的”和/或“包括…的”的规定了所叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在,但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组合的存在或添加。将理解的是,当元件称为“连接”或“联接”至另一元件时,它可直接地连接或联接至其他元件或可能存在居间元件。如在本文中使用的,用语“和/或”包括相关的列出的项中的一个或更多个的任一个或所有组合。

除非以其他方式限定,否则在本文中使用的所有用语(包括技术和科技用语)具有与本发明所属的领域的技术人员通常所理解的相同的含义。还将理解的是,用语(例如在常用词典中限定的那些)应当解释为具有与它们在本说明书的背景和相关领域中的含义一致的含义,并且将不以理想或过度正式的意义解释,除非在本文中清楚地这样限定。

如在本文中所使用的,“单块(monolithic)”指的是如下物体,其是由不带有接头或接缝的材料形成或组成的单个、整体的件。

参照图1-10,在其中显示了根据本发明的实施例的受控扭矩紧固件100。紧固件100是剪切头部螺纹紧固件,并且更具体地为可移除的剪切头部螺纹螺栓紧固件。紧固件100可通过将紧固件100可旋转地紧固入具有互补螺纹的配合孔中而安装在期望的基底上(包括在其中或穿过)。配合螺纹孔可形成例如基底自身的部分或分离的螺母。根据一些实施例,基底是电连接件。根据一些实施例,紧固件100用于牢固地联接一对电连接件,来形成例如如图8-10所示的可解脱接头组件10。紧固件100包括扭矩限制特征,以至于需要使用具有扭矩限制控制的分离工具,以便将紧固件100安装到正确或期望的扭矩。但是,一旦安装,那么紧固件100可由改锥的公头部(例如,六角键)操作地接合,来对紧固件100施加移除扭矩,以便将紧固件从基底松开或移除。

参照图1-4,紧固件100包括处于帽螺钉110的形式的第一部件或主紧固件部分、和处于剪切头部部件140的形式的第二部件。帽螺钉110和剪切头部部件140是如在下面讨论地结合的离散、分离地形成的部分。紧固件100具有相反的端部100A和100B和还用作其旋转轴线的纵向轴线A-A。

参照图4,帽螺纹110具有相反的端部110A、110B和与轴线A-A一致的纵向和旋转轴线B-B。帽螺钉110包括轴112和帽或头部120。轴112具有外螺纹或公螺纹116。孔Bore114限定在轴112中并且具有内母螺纹118。腔122和与腔122连通的端部开口124限定在头部120中。腔122包括沉孔或凸缘接收部分122B和改锥插口部分122A。头部120具有环形内部肩部130、环形底部肩部132和环形顶面134。六个改锥接合和负载传递面126围绕腔122的周围周向地分布,来形成如在上面所讨论的插口125的侧壁。将理解的是,可采用其他形状的插口。但是,根据一些实施例,插口125的侧壁面126限定正多边形。

剪切头部部件140具有相反的端部140A、140B和与轴线A-A一致的纵向和旋转轴线C-C。剪切头部部件140包括轴142和头部144。轴142包括具有外部或外公螺纹148的螺纹区段146。轴142包括柄部150,柄部150包括(从螺纹区段146上升至头部144)斜切或圆锥地渐缩的区段152、环形径向向外突出凸缘154(其具有环形下抵接面156)、剪切区段160(其由环形倒角或圆形凹槽160A围绕)、和圆锥地渐缩的延伸区段158。头部144具有围绕其周围分布来形成六角形帽部的六个改锥接合和负载传递面145(图1)。将理解的是可采用其他形状。但是,根据一些实施例,面145限定正多边形。

帽螺钉110和剪切头部部件140可由任何适当的材料形成。根据一些实施例,构件110、140由金属形成。根据一些实施例,构件110、140由铜、铝或黄铜形成。

帽螺钉110和剪切头部部件146可通过任何适当的方法形成。构件110、140可铸造或加工。在一些实施例中,帽螺钉110是标准帽螺钉,对其再加工来形成螺纹孔114。根据一些实施例,构件110、140各自(独立地)为一体的整体部件,并且根据一些实施例,各自(独立地)为单块。根据一些实施例,构件110、140各自独立地形成并且其后如在下所述地结合,以构造紧固件100。

紧固件100可根据本发明的一些实施例如下地如下地装配。如在图5中所示,剪切头部部件140的螺纹轴146插入穿过开口124并且旋入帽螺钉110的螺纹孔114中。剪切头部部件140进一步旋入螺纹孔114中,直至止动凸缘154的抵接面156抵接肩部130,来限制或阻止轴146到孔114中的进一步轴向位移。如图6所示,当剪切头部部件140旋入该位置中时,斜切区段152的渐缩引入与螺纹118的楔形干涉,并且孔114的较高螺纹119切割和嵌入无螺纹的斜切区段152(其具有比螺纹118的大径大的直径)中。从而装配紧固件100。根据一些实施例,紧固件100在工厂中装配并且作为装配好的单元提供至消费者或安装者。在其他实施例中,帽螺钉110和剪切头部140作为例如在现场装配的可拆部分提供至消费者或安装者。根据一些实施例,紧固件100在将帽螺钉110安装在预定基底上之前装配。但是,帽螺钉110还可安装在基底上(例如,螺纹轴112旋入基底或螺母的螺纹孔中),并且剪切头部部件140其后如所述地安装在帽螺钉110中,来利用扭矩进一步控制驱动帽螺钉110。

在装配好的紧固件100中,剪切区段160布置在腔122中,并且延伸区段158延伸穿过腔122和开口124,并且从头部120向上突出,以便头部144在头部120上方间隔开。

根据一些实施例,头部144从头部120间隔开在从大约0.25至1英寸的范围中的距离H3(图2)。

根据一些实施例,剪切区段160的直径D1(图6)比螺纹区段146的小直径D3(图6)大。根据一些实施例,直径D3在直径D1的从大约百分之65至75的范围中。

根据一些实施例,直径D1小于帽螺钉螺纹轴12的小径D2(图6)小。根据一些实施例,直径D1在直径D2的从大约百分之80至85的范围中。

根据一些实施例,止动凸缘154的直径D1(图6)在从直径D4的大约百分之85至95的范围中。根据一些实施例,直径D4在从大约0.25至0.50英寸的范围中。

根据一些实施例,螺纹118嵌入斜切区段152在为从大约0.020至0.060英寸的范围中的深度W1(图7)。根据一些实施例,斜切区段152以在从大约20至50度的范围中的角度渐缩。

根据一些实施例,头部120的外径D6(图7)在腔插口部分122A的名义外径D6(图7)的从大约百分之55至75的范围中。

根据一些实施例,头部144的名义外径D7(图4)大于头部120的外径D6。根据一些实施例,直径D6在直径D7的从大约百分之65至75的范围中。

现在将参照图8-10和可解脱接头组件10的装配来描述用于使用紧固件100的方法。但是,将理解的是,紧固件100(和根据本发明的实施例的其他受控扭矩紧固件)可与其他类型的基底一起用在其他应用中。

接头组件10可为如在2012年8月2日提交的美国专利申请序列号No. 13/565,687中公开的可解脱接头组件,其公开内容通过引用而并入本文中。组件10包括紧固件100、垫圈17、第一金属连接件20、和第二金属连接件30。第一连接件20包括连接件主体21,连接件主体21具有主部分22和联接部分凸片或凸耳24。螺纹联接孔24A横向地延伸穿过凸耳24。第二连接件30包括连接件主体31,连接件主体31具有:主部分22;和无螺纹联接部分,凸片或凸耳34;横向地延伸穿过凸耳34的无螺纹孔34A;和孔34A上的沉孔34B。各连接件20、30具有连接件孔26和连接件夹紧螺栓28,以接收和固定相应的电功率传输电缆14、16的导电体14A、16A。电缆14、16可为任何适当的类型并且可包括电绝缘护套。

紧固件100可如下地使用来可分离地联接连接件20、30。凸耳24、34定位为以便孔24A、34A对准。帽螺纹110周围的螺纹轴112插入穿过垫圈17和孔34A并且旋入螺纹孔24A中。在遇到显著的阻力之前或时,具有头部42的改锥40与头部144操作地接合,头部144用作改锥接合特征。改锥头部42包括插口42B,插口42B具有与头部144的形状互补的形状(例如,六角插口)。头部144接收在插口42B中。

改锥40用于驱动紧固件100,即,对头部144施加扭矩,该扭矩趋向于沿上紧方向R1上强制地旋转头部144。改锥40用于驱动紧固件100,直至规定的安装扭矩(或规定范围内的扭矩)施加到头部144,响应于此,剪切头部部件140在剪切区段160中或剪切区段160处剪切。根据一些实施例,剪切头部部件140大体沿与旋转的轴线A-A横向(并且,在一些实施例中,基本正交)的剪切平面E-E(图6)剪切。

在剪切时,在剪切位置上方的断开部分162(图4;包括延伸区段158和头部144)从剪切位置下方的剪切头部部件140的剩余部分164(包括凸缘154、和螺纹区段146)分离或断开。断开部分162从腔122移除并且可丢弃。帽螺钉110和剪切头部部件140的剩余部分164共同形成安装好的紧固件102。

剪切位置(例如,在剪切平面E-E处)位于腔122中,使得布置在腔部分122B中的剩余部分164从开口124凹入,并且与周围的接合面126一起限定改锥容纳插口125。根据一些实施例,基本平面的端部面106存在于剩余部分164的上端部处,以便插口125具有基本平直的底部。根据一些实施例,插口125的深度H1(图7)是插口直径D5的至少百分之50。根据一些实施例,深度H1在从大约0.20至0.30英寸的范围中。根据一些实施例,深度H1遵循用于帽螺钉的ASME标准B18.3-2003。

紧固件100因此安装在连接件20、30上,来机械地或电气地连接连接件20、30并因而连接电缆14、16。

如果随后期望使连接件20、30(且因此电缆14、16)彼此分开,则操作者可将改锥50的头部52(图9)插入插口125中,插口125用作改锥接合特征。改锥头部52可为键(例如,六角形键),其具有与改锥接合面126互补的形状。改锥50用于沿松开方向R2强制地旋转帽螺钉110。一旦松开,那么紧固件102可从连接件20、30移除。因而,根据一些实施例,紧固件102可在没有专用工具的情况下移除。

规定的剪切或断开扭矩值(即,剪切头部部件140在剪切区段160处剪切的扭矩值)或值的范围可通过选择用于剪切头部部件140的适当材料或多种材料和几何形状而设置或调整。在一些实施例中,规定的剪切扭矩值通过剪切区段140的直径的选择来确定。

在一些实施例中,提供具有不同的规定的断开扭矩值的多个剪切头部部件140(例如,各自具有不同直径的剪切区段160)。确定紧固件100的期望的断开扭矩值。具有对应(或最接近的对应)的规定断开扭矩值的剪切头部部件140如所描述地安装在帽螺钉110上,来提供具有适当的剪切扭矩值的紧固件100。以此方式,如在本文中描述的受控扭矩紧固件可使用给定的主紧固件部件110在工厂中或在现场灵活地装配或定制。

根据一些实施例,紧固件100(即,区段160的)的规定剪切扭矩值在从大约15至30 ft-lb的范围中,并且根据一些实施例,在从大约45至60 ft-lb的范围中。

根据本发明的实施例的受控扭矩紧固件可提供许多优点。在断开部分已移除后剩余的安装好的紧固件可具有与工业中的标准公认紧固件相同或相似的形状因数。紧固件可部分地由这种紧固件构建,而不是完全专门制造的或由原材料加工的。

在安装好的紧固件102中,没有留下可例如切割或损坏连接件组件10周围的弹性体绝缘套筒的尖锐边缘。以头部120终止的安装好的紧固件102可具有低外形,从而允许连接件中的沉孔34B为浅的。可期望小的沉孔34B来使用于导电性的铜块质量的量最大化,并且有助于隐藏紧固件头部,以便在连接件或紧固件中不存在尖锐或不规则的突起。然而,插口125可形成为具有足够的深度,以可靠地接合改锥以移除安装好的紧固件102。

已经发现,给定螺钉的扭矩剪切强度近似等于比给定螺钉大一个或两个标准尺寸的(具有相同构造)螺钉的通常预期的安装扭矩。因而,通过将剪切头部部件140安装在具有比螺纹轴112的小径小一个或两个标准尺寸的剪切区段160直径的帽螺钉110中,可在断开部分162剪切掉时达到帽螺钉110的预期安装扭矩。

止动凸缘154的靠着腔122底部的放置或着底,以及在螺纹118和斜切区段152之间的螺纹切割和粘合用来确保将传递施加至头部144的扭矩的最弱区段不再在凸缘154下面。而是,暴露于施加的扭矩的剪切平面或最弱点有意地在剪切区段160处位于凸缘154上方。根据一些实施例,剪切区段160的剪切强度大于剪切头部部件140的螺纹区段146的小径的剪切强度。因而,紧固件的断开扭矩(即,头部144将与帽螺钉110分离的扭矩)不受螺纹区段146的直径(其自身可由帽螺钉110的尺寸限制)限制。

各种备选实施例可包括带有修改的如在本文中描述的发明性方面。在一些实施例中,受控扭矩紧固件可形成为单个、单块部件,其设计为在紧固件的剪切头部部分断开后提供改锥插口(用于紧固件移除)。在一些实施例中,受控扭矩紧固件可形成为带有如在本文中所讨论地拧在一起的主紧固件部件和剪切头部部件,但是其中,在剪切头部部件断开后,改锥接合特征是公改锥接合结构(而不是插口),或者不提供改锥接合特征。

前述为本发明的例示,并且不应解释为本发明的限制。尽管已经描述了本发明的一些示范性实施例,但是本领域技术人员将容易理解在示范实施例中许多修改是可能的,而不本质上脱离本发明的教导和优点。因而,所有这种修改意图包括在如在权利要求中限定的本发明的范围内。本发明由下列权利要求以及包括在其内的权利要求的等同物限定。

  • 标题:受控扭矩紧固件和用于使用其的方法
  • 申请人:泰科电子有限公司
  • 发明人:E.奥萨利文
  • 申请号:CN201380051928.6
  • 申请日:20130801
  • 公开号:CN104685228A
  • 公开日:20150603
  • 优先权号:13/566322
  • 代理人:严志军;李婷
  • 代理机构:中国专利代理(香港)有限公司
  • 申请人地址:美国宾夕法尼亚州
  • 是否有效:有效
  • 标签:扭矩,紧固件,方法