用于改进螺栓连接的系统和方法
【专利说明】用于改进螺栓连接的系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求享有2013年3月15日提交的美国非临时专利申请序列号13/834，318和2013年8月6日提交的美国非临时专利申请序列号13/959，810的权益和优先权，这两篇专利申请通过引入结合在本文中。
技术领域
[0003]本主题涉及螺栓连接。更特别而言，本主题涉及用于强化螺栓连接的方法和系统。
【背景技术】
[0004]众所周知的是，通过使用机械紧固件将组件的两个或更多个部件固定在一起。螺栓和铆钉是取决于若干因素而被使用的典型机械紧固件中的紧固件。每种机械紧固件都具有优缺点。与铆钉相比，螺栓通常更易维修，因为其根据需要通常容易被插入和拆卸掉，而铆钉通常不用于被拆卸掉和被维修。相比之下，铆钉连接通常比螺栓连接更牢固，因为螺栓在被连接的部件之间仅形成摩擦来固定这种连接，而铆钉产生更牢固的剪切连接。同样地，必须使用较大数量的螺栓和/或较重的螺栓才能形成与使用较少和/或较轻的铆钉固定的连接相当的连接。
[0005]由于螺栓和铆钉均具有其缺点，因此，有利的是，能提供一种机械紧固件，该机械紧固件能形成可维修性与螺栓相当、强度与铆钉相当的连接。
【发明内容】
[0006]提供了本主题的几个方面，这些方面可单独或一起被实施在下面描述和请求保护的装置和系统中。这些方面可单独使用或与本文中所述的主题的其它方面组合使用，并且对这些方面的一起描述不意在排除单独使用这些方面或在所附的权利要求书中单独请求保护这些方面或以不同的组合方式请求保护它们。
[0007]在一个方面中，提供了一种用于固定具有对准孔的第一和第二工件的机械紧固组件。该机械紧固组件包括机械紧固件和带槽插入件。该机械紧固件具有配置成被至少部分地接收在第一和第二工件的对准孔内的轴。该带槽插入件包围机械紧固件的轴的至少一部分并且具有主体部分和扩大的头部部分。主体部分配置成被至少部分地接收在第一和第二工件的对准孔内，而头部部分配置成被定位在对准孔外部。带槽插入件的内表面配置成接合机械紧固件的轴的至少一部分，带槽插入件的主体部分的外表面配置成接合第一和第二工件的对准孔的至少一部分。
[0008]在另一个方面中，一种接头包括第一和第二工件、机械紧固件和带槽插入件。第一工件具有第一孔，第二工件具有与第一孔对准的第二孔。机械紧固件具有被至少部分地接收在第一和第二工件的对准的第一和第二孔内的轴。带槽插入件包围机械紧固件的轴的至少一部分并且具有主体部分和扩大的头部部分。主体部分被至少部分地接收在第一和第二工件的对准的第一和第二孔内，而头部部分被定位在第一和第二孔外部。带槽插入件的内表面接合机械紧固件的轴的至少一部分，带槽插入件的主体部分的外表面接合第一和第二工件的对准的第一和第二孔的至少一部分。
[0009]在又一个方面中，提供了一种用于固定第一和第二工件的保持套筒，第一和第二工件具有直径不同的对准孔。保持套筒包括基本管状的中间部段和扩大的端部部段。中间部段限定轴向延伸的间隙，并配置成被至少部分地接收在具有较小直径的孔内。端部部段具有比中间部段更大的直径，并配置成被至少部分地接收在具有较大直径的孔内。
【附图说明】
[0010]图1是通过根据本发明一方面的机械紧固组件固定在一起的两个工件的透视图，所述两个工件被示出为车桥和悬挂系统部件；
[0011]图2是图1中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的侧视图；
[0012]图3是图1中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的横截面图；
[0013]图4-9是侧视图，示出了使用图1中的机械紧固组件连接图1中的车桥和悬挂系统部件的过程；
[0014]图10和图11是图1中的机械紧固组件的带槽轴环的透视图；
[0015]图12是图10中的带槽轴环的俯视图；
[0016]图13是图10中的带槽轴环沿图12中的线13-13截取的横截面图；
[0017]图14是图1中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的透视图，示出了悬挂系统的另外的部件；
[0018]图15是图14中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的侧视图；
[0019]图16是图1中的车桥和悬挂系统部件的分解图，示出了带有根据本发明的机械紧固组件的替换实施例；
[0020]图17是通过根据本发明一方面的机械紧固组件固定在一起的两个不同工件的前透视图，这两个工件被示出为车辆悬挂系统的D销衬套和底盖；
[0021]图18是图17中的底盖、D销衬套和机械紧固组件的后透视图；
[0022]图19和图20是图17中的底盖、D销衬套和机械紧固组件的横截面图；
[0023]图21是图17中的底盖、D销衬套和机械紧固组件的横截面分解图；
[0024]图22是通过根据本发明一方面的机械紧固组件固定在一起的另两个不同工件的前透视图，这两个工件被示出为车辆悬挂系统的吊架(frame hanger)和车架；
[0025]图23是图22中的吊架、车架和机械紧固组件的后透视图；
[0026]图24和图25是图22中的吊架、车架和机械紧固组件的横截面图；
[0027]图26是图22中的吊架、车架和机械紧固组件的横截面分解图；
[0028]图27是通过根据本发明一方面的机械紧固组件固定在一起的两个更不同的工件的前透视图，这两个工件被示出为车辆转向和制动系统的转向节和制动部件；
[0029]图28是图27中的转向节、制动部件和机械紧固组件的后透视图；
[0030]图29和图30是图27中的转向节、制动部件和机械紧固组件的横截面图；
[0031]图31是图27中的转向节、制动部件和机械紧固组件的横截面分解图；
[0032]图32是图1中的车桥和悬挂系统部件的分解图，示出了带有根据本发明的机械紧固组件的替换实施例；
[0033]图33是图32中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的前透视图；
[0034]图34是图33中的车桥、悬挂系统部件和机械紧固组件的横截面图；
[0035]图35和图36是图32中的机械紧固组件的带槽插入件的透视图；
[0036]图37是第一带槽插入件的替换实施例的俯视图；
[0037]图38是图35中的带槽插入件的前视图；
[0038]图39是图35中的带槽插入件沿图37中的线39_39截取的横截面图；
[0039]图40是第二带槽插入件的替换实施例的俯视图；
[0040]图41是图40中的带槽插入件沿图40中的线41_41截取的横截面图；
[0041]图42是保持套筒的透视图；
[0042]图43是图42中的保持套筒的前视图；
[0043]图44是图42中的保持套筒的端视图；
[0044]图45是用于形成图42中的保持套筒的材料块的俯视图；
[0045]图46是图45中的材料块的透视图，其被形成为基本管状的构造；
[0046]图47是图1中的车桥的横截面透视图，其中图42中的保持套筒被接收在车桥的孔内；
[0047]图48是扩张构件的俯视图；
[0048]图49是图48中的扩张构件沿图48中的线49_49截取的横截面图；和
[0049]图50是图42中的保持套筒以及带槽插入件的横截面详图，所述带槽插入件被接收在图1中的车桥和悬挂系统部件的孔内。
【具体实施方式】
[0050]在此公开的实施例的目的是提供对本主题的描述，并且应该明白，本主题可以以未被详细示出的各种其它形式和组合来实施。因此，在此公开的特定实施例和特征不应解释为限制所附的权利要求书中所限定的主题。
[0051]图1-3示出了通过根据本发明一方面的机械紧固组件14连接的第一工件10和第二工件12。图4-9示出了使用机械紧固组件14连接工件10和12的示例性方法。在所示的实施例中，第一工件10包括车桥，第二工件12包括车桥外壳(axle wrap)或悬挂系统部件，但是根据本发明的机械紧固组件可用来将各种合适工件中的任何工件连接在一起。因此，应该理解，在此所述和所示的工件仅是示例性的，在此所述的组件和方法可与其它工件组合使用而不脱离本发明的范围。
[0052]每个工件10和12设置有孔或通孔或开口，用于接收机械紧固组件14的至少一部分，这可从图4-9中看出。在所示的实施例中，工件10和12在多个位置处被连接在一起，这样每个工件10、12包括多个孔，其中使用多个机械紧固组件14 ;但是，每个工件仅包括一个孔或通孔或开口并使用单个机械紧固组件来连接工件也落入本发明的范围内。
[0053]更特别地，在所示的实施例中，车桥或第一工件10包括一对基本平行的竖向壁16a和16b，每一个竖向壁16a、16b包括与另一壁的孔大体对准的孔18a、18b。如在图16中清楚地看到的那样，每个竖向壁16a、16b可包括多个孔，每个孔与被限定在另一竖向壁上的孔大体对准。如图2-9所示，每对孔可包括刚性支架20，该刚性支架在竖向壁16a和16b之间延伸，用于当在连接过程期间通过机械紧固组件14对竖向壁施加力时，防止竖向壁16a和16b发生变形，正如在此更详细地描述的那样。
[0054]类似于第一工件10，车桥外壳或第二工件12也包括一对基本平行的竖向壁22a和22b，每一