[发明专利]用于嵌平安装的可转动卡式螺帽的一击式工具设备

说明书

相关申请

本专利申请是2011年1月18日提交的题为“One-Hit Tooling for Flush Mounted Rotatable Captive Nut”的临时专利申请系列号61/433,596的非临时申请，并要求该申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种卡制于板体基材中而尚可自由转动的固定件。更具体地说，本发明涉及一种用于高硬度板体基材的嵌平安装的卡式螺帽。

背景技术

产业中长久已知需要一种可卡制于板体而尚可自由转动的螺帽，该螺帽可在无须额外的结构或装配下，进行压合-插入。在授予Bentrim的美国专利3,374,382号以及授予Mehlberg的美国专利5,842,894号中披露了现有技术中的示例。这些文件揭示了被齐平安装于板体背面的可旋转卡式螺帽，该螺帽凭借在该螺帽压入时该板体的变形而受卡制。就本质上，这类螺帽要求所附连的板体能具有相对较软材质，从而该类螺帽本身所具备的特点将可令板体材料上成型可将该螺帽卡设于板体的底切沟槽。而为了满足用于较硬板体的可旋转卡式螺帽的技术需求，如授予Fenech的美国专利6,932,044号所揭示内容，运用额外的结构，例如位于板体背面的垫片。然而，这无法实现在板体背面上所预期的齐平安装。

将卡式螺帽压入相对坚硬材质以提供嵌平且刚性的装配，需要有两个步骤的按压程序，其中，首先令该板体变形，以形成围绕板体孔的大致上半球形或者底锥形。而在分开进行的第二步骤中，管型杆体从该螺帽的背侧延伸出，插入通过该孔并在该板体上扩开。该螺帽端部的上方扩开部位占据第一步骤中该板体平面变形的背面缺空处，藉以提供齐平式装配。这种方法的例子在授予Muller的美国专利5,423,645号中披露。然而，在这些情形中，螺帽是不可旋转的，而且二次按压的需求，使得组装程序代价高昂。

因此，本发明的目的在于提供一种装配于较大硬度板体的可旋式螺帽，其特征在于，该螺帽仍可嵌平或者稍嵌平于该板体背面。本发明的进一步目的为，运用冲压力机的「一击式」安装，来实现此类固定件装配的插置程序。

发明内容

本发明的这些目的可经由设计螺帽与平板的配置结构来实现，该结构允许该螺帽装入较硬材料的平板或板体的同时得以自由旋转，来提供该配装材料的平整背面的嵌平或稍嵌平安装。该些结构的运用能经由特别工具的开发而增强，该特别工具使先前的板体变形以及螺帽扩张等两步骤程序，得以在该配装压力机的一击式冲程中完成。

更特别的是，申请人发明了一种二段式冲压机，该冲压机允许用于将螺帽装入主材料板体的固定式压力机中，包括具有内部轴向镗孔的圆柱状套筒，所述套筒具有从该套筒的第一端突出的轴向延伸冲压环。圆柱卷簧位于该套筒内且其第一端抵顶于所述套筒的内部朝内凸缘而操作。中央冲模具有柄部和径向延伸环部，该柄部设置于该弹簧与该套筒中，而径向延伸环部在套筒镗孔内可紧密滑动。该环部包括抵于所述弹簧的第二端的表面。该中央冲模具有工作尖端部以及相对的驱动端用以接合该压力机的摇臂。该冲压机包括了将所述中央冲模收置于所述套筒中的装置，藉此所述套筒被弹性地远离所述中央冲模的驱动端偏置，使得该套筒可相对该中央冲模在延伸位置及缩回位置之间运动。当所述套筒位于该延伸位置时，所述冲压环轴向伸出超过该中央冲模的尖端部。在将力施加于中央冲模驱动端压缩该弹簧，当套筒处于该缩回位置时，套筒与中央冲模操作以该尖端部轴向伸出超过该冲压环。该力反作用于该冲压环对该主材料的撞击而收缩该套筒。该尖端部适用于抵顶该螺帽，从而通过该螺帽的变形，该板体卡制在该螺帽的扩张边缘与该螺帽凸缘之间，迫使该螺帽配装至该主材料板体上。

上述二段式冲压机运用在用于将该螺帽固定至该主材料板体的方法中，该冲压机将冲模的驱动端安装到压力机的垂直移动摇臂中，该压力机具有位于摇臂的正下方的砧座。接着，使冲压机与主材料板体上的孔对准，该孔与该螺帽轴向对准，该螺帽设于该压力机砧座的容穴中且位于该板体相对于该冲压机压力机的一侧上。该冲压机然后向下移动至与该板体相接触，从而通过该环压抵在冲压机的弹性偏置可收缩套筒的端部处来将板体材料压抵在孔周围。然后，在该摇臂的冲程期间，该冲压机进一步向下移动，直至尖端部伸出超过所述冲压环且与所述螺帽受迫接触为止，该尖端部位于所述冲压机套筒内的中央冲模上。藉此，该螺帽会受到扩张，而将该板体卡制在该螺帽的扩张边缘与该螺帽凸缘之间。