[发明专利]无铆钉紧固件和安装工具

说明书

一种用于将螺栓保持在结构件中的孔中的紧固件，该紧固件包括衬套，该衬套与保持部的底部表面一体地形成并且从保持部的底部表面延伸，衬套定尺寸成用于插入到结构件中的孔中并且衬套的壁厚在约0.005英寸至约0.030英寸的范围内，其中，衬套构造成在孔内膨胀，从而将膨胀的衬套牢固地联接在结构件的孔内并且将保持部锚固至结构件的围绕该孔的表面。一种用于安装紧固件的工具，该工具包括：渐缩式心轴，该渐缩式心轴构造成用于插入位于结构件的孔内的紧固件内；驱动机构，该驱动机构构造成使心轴穿过紧固件缩回，并且由此使紧固件膨胀；以及力传感器，该力传感器配置成用于对由驱动机构施加的用以使心轴穿过紧固件缩回的力进行测量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月22日提交的美国临时专利申请No. 62/562,003、于2018年3月15日提交的美国临时专利申请No. 62/643,636、于2018年5月18日提交的美国临时专利申请No.62/673,502 以及于2018年9月21日提交的美国实用专利申请No.16/138,253的优先权和权益，上述申请中的每个申请的全部内容在此通过参引并入。

技术领域

公开了一种无铆钉紧固件和一种安装工具，并且更具体地，公开了一种具有薄壁衬套的无铆钉紧固件和一种构造成用于在将紧固件安装在结构件中时对力进行测量的安装工具。

背景技术

现有螺母板和类似的紧固件具有若干缺点。例如，一些螺母板仅经由粘合剂仅附接至结构件的表面，从而导致相对弱的附接以及相对应的趋向于松动和从结构件掉落的趋势。此外，结构件中的螺栓孔的任何冷加工必须与这种螺母板的安装分开进行，从而增加了劳动力和成本。其他螺母板包括桶状部，该桶状部在结构件中的螺栓孔内延伸并膨胀；然而，厚的桶状部壁需要增大的孔直径，这可能会使孔的边缘距离减小并且使结构件的使用寿命减少。其他螺母板具有多件式构型，所述多件式构型包括套筒，该套筒没有起到将这些螺母板锚固至结构件中的孔的作用，并且这些螺母板具有低扭矩输出阈值和其他缺点。此外，复合材料子结构件在飞行器机身中的逐渐增长的使用产生了对用于紧固系统、特别是用于主要组件的盲区部分的更好解决方案的需要。传统铆接螺母板保持部的使用由于在复合材料中钻孔、特别是螺母板铆钉所需的小孔的成本而成问题。目前，其他选择是有限的，并且其他选择包括：表面粘结式保持部，该表面粘结式保持部具有当之无愧的脱落名声；以及膨胀式保持部，该膨胀式保持部依靠摩擦来保持，同时受限于非常低的膨胀水平。因此，需要改进的紧固件。

发明内容

本公开涉及一种用于将螺栓保持在结构件中的孔中的紧固件。在各种实施方式中，紧固件可以包括：保持部，该保持部具有用于抵靠于结构件的围绕孔的表面定位的底部表面；以及衬套，该衬套与保持部的底部表面一体地形成并且从保持部的底部表面延伸，该衬套定尺寸成用于插入到结构件中的孔中并且该衬套的壁厚在约0.005英寸至约0.030英寸的范围内。衬套可以构造成在孔内膨胀，从而将膨胀的衬套牢固地联接在结构件的孔内并且将保持部锚固至结构件的围绕孔的表面。

在各种实施方式中，保持部可以包括螺母或用于接纳螺母的联接部，以用于紧固螺栓。在各种实施方式中，紧固件可以由单件金属材料机加工而成。

在各种实施方式中，衬套可以具有大致中空筒形的形状。在各种实施方式中，衬套的壁厚可以使孔的用于将衬套和螺栓容纳在孔的内部所需的直径最小化。在各种实施方式中，衬套可以构造成在孔内膨胀约3.5％。在一些实施方式中，衬套的膨胀可以将衬套与结构件的孔经由至少摩擦配合牢固地联接。

在各种实施方式中，紧固件还可以包括定位在保持部的第一侧和衬套的外表面中的至少一者上的粘合剂材料。在一些实施方式中，粘合剂材料可以至少定位在衬套的外表面上，并且衬套的膨胀增强了粘合剂材料与孔之间的粘结。粘合剂材料与孔之间的增强的粘结可以用于将膨胀的衬套牢固地联接在结构件的孔内。在一个实施方式中，粘合剂可以是压力活化的。