專利名稱：緊固件和用于緊固件的間隔環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊固件和用于緊固件的間隔環(huán)。
本發(fā)明特別涉及但不限于拉伸(tensioning)系統(tǒng)中使用的緊固 件，該系統(tǒng)使用液壓拉伸千斤頂。
背景技術(shù)：
利用液壓裝置來施加螺栓拉伸載荷從而產(chǎn)生精確大小的力的原理 是眾所周知的，并且已經(jīng)建立。
利用液壓拉伸千斤頂?shù)睦煜到y(tǒng)的實(shí)例在國際公開W0 00/51791(國際申請PCT/AU00/00138)和國際公開W0 2005/123345 (國 際申請PCT/AU2005/000877)中公開，申請人都是Bucknell John Wentworth。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選目標(biāo)是一種軸向可伸縮間隔件，可安裝在被張 緊的螺栓周圍，在與螺栓接合的螺母與待夾持的部件之間，當(dāng)螺母被拉 伸載荷拉伸時(shí)，可伸縮間隔件可軸向延伸以消除螺母和部件之間的張緊 間隙。
本發(fā)明的可替換的優(yōu)選目標(biāo)是提供一種可伸縮間隔件，可安裝在 被張緊的螺栓周圍，其中，可伸縮間隔件的一部分結(jié)合在螺母中，該螺 母接合在螺栓周圍，并且可伸縮間隔件與待夾持的部件接合，隨著螺栓 被拉伸載荷拉伸，可伸縮間隔件可軸向延伸以消除螺母和部件之間的張 緊間隙。
另一個(gè)優(yōu)選目的是提供一種可伸縮間隔件，其中，內(nèi)部彈簧裝置 將相應(yīng)的間隔環(huán)或者間隔件的部分朝著可軸向延伸的位置促動(dòng)，從而消
4除張緊間隙。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選目的是提供一種內(nèi)部套環(huán)，從而保持所述間 隔環(huán)或者部分共軸對齊。
根據(jù)下面的說明，本發(fā)明的其它優(yōu)選目的將顯而易見。
一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種可伸縮間隔件，其可以圍繞被張緊的 螺栓安裝在與螺栓接合的螺母和待夾持部件之間，可伸縮間隔件具有互 補(bǔ)的第一和第二間隔環(huán)，每個(gè)間隔環(huán)具有平坦端面和螺旋傾斜面，該傾 斜面終止于抵靠面，其中，螺旋傾斜面相對于平坦端面的傾斜角度被選 擇成使得當(dāng)可伸縮間隔件置于螺母和部件之間、并且壓縮載荷施加到 可伸縮間隔件時(shí)，在第一和第二間隔環(huán)之間沒有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
第二方面，本發(fā)明涉及一種可伸縮間隔件，可安裝在被拉伸的螺 栓周圍，結(jié)合了可以與螺栓相接合的螺母以及間隔環(huán)，間隔環(huán)具有可以 與待夾持部件相接合的平坦端面，螺母和間隔環(huán)具有互補(bǔ)的螺旋傾斜 面，終止于抵靠面，其中，傾斜面相對于間隔環(huán)的平坦端面的傾斜角度 被選擇成使得當(dāng)可伸縮間隔件受到壓縮載荷時(shí)，在螺母和間隔環(huán)之間 沒有相對旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)。
可替換實(shí)施例中，中間的間隔環(huán)可以置于第一和第二間隔環(huán)之間， 或者螺母和間隔環(huán)之間，中間間隔環(huán)具有相反指向的螺旋斜面，終止于 抵靠面，各個(gè)螺旋傾斜面的傾斜度被選擇成使得當(dāng)可伸縮間隔件受到 壓縮載荷時(shí)，在中間間隔環(huán)和第一和第二間隔環(huán)之間沒有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，或者在中間間隔環(huán)和螺母和間隔環(huán)之間沒有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
環(huán)形套環(huán)可以設(shè)置在可伸縮間隔件內(nèi)，從而當(dāng)壓縮負(fù)荷施加到可 伸縮間隔件時(shí)，保持第一和第二間隔環(huán)、或者保持螺母和間隔環(huán)(和/ 或中間間隔環(huán))軸向?qū)R。
優(yōu)選的，抵靠面位于與平坦端面的平面垂直的軸線上(例如平行 于螺栓的軸線)；并且凹部可以形成在抵靠面中，從而使得工具能夠插 入，從而選擇性地在螺栓被張緊時(shí)的伸展位置和螺母在螺栓上旋轉(zhuǎn)以釋 放張緊的"收縮"位置之間旋轉(zhuǎn)第一和第二間隔環(huán)、或者間隔環(huán)、和/ 或中間間隔環(huán)。
壓縮彈簧可以安裝在抵靠面中并且從抵靠面延伸，從而將可伸縮間隔件向伸展位置促動(dòng)。
每個(gè)間隔環(huán)可設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)螺旋傾斜面，通常不超過三個(gè)或 四個(gè)。
螺旋傾斜面相對于平坦端面的通常傾斜角度是13°,并且優(yōu)選小于
25°。實(shí)際傾斜角度取決于可伸縮間隔件的特定應(yīng)用。當(dāng)使用中間間隔 環(huán)時(shí)，螺旋傾斜面的傾斜角度可以減半(例如6.5°)，但是對于間隔環(huán) 的給定相對旋轉(zhuǎn)，中間間隔件使得能夠快速消除張緊間隙。
圓周凸緣可以設(shè)置在第二間隔環(huán)周圍，或者間隔環(huán)周圍，從而支 撐在部件上，并且由液壓千斤頂?shù)臉蚪硬拷雍?，該千斤頂可操作以拉?螺栓。
第三方面，本發(fā)明涉及一種可伸縮間隔件，其將安裝在被拉伸的 螺栓周圍，結(jié)合了可以與螺栓接合的螺母和具有平坦表面的間隔環(huán)，該 平坦表面可以與待夾持部件相接合；螺母和間隔環(huán)具有互補(bǔ)的相應(yīng)外螺 紋和內(nèi)螺紋，從而使得，通過間隔環(huán)相對于螺母的相對旋轉(zhuǎn)，可伸縮間 隔件能夠延伸和收縮。
優(yōu)選的，螺母具有輔助的(secondary)優(yōu)選錐形的螺紋，用于與 拉伸裝置的牽拉桿相接合。


為了有助于理解本發(fā)明，下面參考附圖描述優(yōu)選實(shí)施例，附圖中 圖1 (a) - (g)示出了第一實(shí)施例的分解和裝配視圖； 圖2 (a) - (c)示出了第二實(shí)施例的剖視圖； 圖3 (a) - (f)示出了使用液壓千斤頂?shù)睦煜到y(tǒng)中的可伸縮間 隔件的第二實(shí)施例的操作；
圖4 (a) - (d)示出了間隔件第三實(shí)施例的部分剖視圖5 (a) - (d)示出了具有液壓千斤頂?shù)拈g隔件的使用；
圖6 (a) - (d)示出了第四實(shí)施例的裝配和分解視圖7 (a) - (d)示出了第五實(shí)施例的類似視圖7 (e) - (g)示出了具有液壓千斤頂?shù)睦煜到y(tǒng)中的間隔件的
使用；圖8是第六實(shí)施例的側(cè)視圖，具有中間間隔環(huán)；和
圖9 (a) - (e)示出了第七實(shí)施例的透視圖和部分剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1 (a) - (g)的第一實(shí)施例，可伸縮(expanding)間隔件 10設(shè)計(jì)成安裝在螺栓周圍，并且置于螺母和待夾持部件(未示出)之 間，其中，螺母利用液壓拉伸千斤頂被拉伸，如之前引用的國際公開 W0 00/51791 (Bucknell)所公開的。該國際公開中液壓拉伸系統(tǒng)的操作、 以及國際公開W0 2005/123345 (Bucknell)中公開的拉伸系統(tǒng)的操作在 此引為參考。
可伸縮間隔件IO具有互補(bǔ)的第一和第二間隔環(huán)11、 12，其中，第 二間隔環(huán)12具有圓周凸緣13，該凸緣可以與液壓拉伸千斤頂?shù)臉蚪硬?(bridge)相接合。
第一和第二間隔環(huán)ll、 12具有平坦端面14、 15，該端面可以與螺 母和待夾持部件相接合。
這個(gè)實(shí)施例中，間隔環(huán)ll、 12具有三個(gè)螺旋傾斜面16、 17，該傾 斜面分別以抵靠面18、 19終止。
所示實(shí)施例中，螺旋傾斜面16、 17相對于平坦端面14、 15以大 約13度的傾斜角度傾斜。
壓縮螺旋彈簧20安裝在第二間隔環(huán)12的抵靠面19中，并且從抵 靠面19延伸，從而與第一間隔環(huán)11的相對的抵靠面18相接合，從而 促動(dòng)所述可伸縮間隔件10旋轉(zhuǎn)到"伸展"位置，在該位置，當(dāng)螺栓被 液壓千斤頂拉伸時(shí)，可伸縮間隔件10填充了螺母和待夾持部件之間的 張緊間隙(strain gap)。
環(huán)形套環(huán)接納在間隔環(huán)11、 12中的孔22、 23中，從而當(dāng)間隔環(huán) 11、 12相對彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)保持所述間隔環(huán)11、 12共軸對齊。
孔24設(shè)置在第一間隔環(huán)11中，用于通過工具相接合，以使得第 一和第二間隔環(huán)11、 12能相對旋轉(zhuǎn)，即當(dāng)螺母在螺栓上被旋轉(zhuǎn)時(shí)將可 伸縮間隔件移動(dòng)到它的"收縮"位置，從而使得螺栓上的拉伸被減輕。
另外，凹部25、 26形成在抵靠面18、 19中(或者抵靠面18、 19與相鄰螺旋傾斜面16、 17的結(jié)合處)，以使得能夠通過工具接合，使得 間隔環(huán)11、12能相對彼此旋轉(zhuǎn)從而伸展或者收縮所述可伸縮間隔件10。
參考圖2 (a) - (c)的第二實(shí)施例，可伸縮間隔件110具有第一 和第二間隔環(huán)lll、 112，與可伸縮間隔件10的間隔環(huán)11、 12具有相 同結(jié)構(gòu)。然而，第二實(shí)施例中，螺母130具有螺紋孔131，從而接合螺 栓(未示出)，并具有"快速啟動(dòng)"錐形孔132，從而接納液壓千斤頂 (未示出)上的互補(bǔ)拉桿(puller bar)，該螺母具有環(huán)形延伸部133， 該延伸部接納在間隔環(huán)111、 112內(nèi)，從而以可伸縮間隔件10的環(huán)形套 環(huán)21的方式保持它們共軸對齊。
參考圖3 (a) - (f),可伸縮間隔件110設(shè)置在螺栓130和待夾持 部件(未示出)之間，其中，液壓千斤頂150，具有拉桿(未示出)， 可操作以接合螺母130中的錐形螺紋132，并具有橋接部151，其接合 所述第二間隔環(huán)112上的圓周凸緣113。當(dāng)液壓千斤頂150己經(jīng)通過向 螺母130施加拉伸負(fù)荷而拉伸所述螺栓時(shí)，第一間隔環(huán)111相對于第二 間隔環(huán)112旋轉(zhuǎn)，例如通過工具在孔(多個(gè))124中的接合，或者通過 壓縮螺旋彈簧(未示出)，從而將可伸縮間隔件110移動(dòng)到它的伸展位 置，即從圖3 (c)和(d)的位置移動(dòng)到圖3 (e)和(f)的位置，在 圖3 (c)和(d)的位置，抵靠面118、 119接合，在圖3 (e)和(f) 的位置，抵靠面118、 119間隔開。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可伸縮間隔件110能夠使得螺母130的 平坦端面134與部件之間的張緊間隙能夠被快速消除。
圖4 (a) - (d)的第三實(shí)施例中，螺母230具有平坦端面234， 并且沒有延伸到可伸縮間隔件210的間隔環(huán)211、 212的孔中。這個(gè)實(shí) 施例中，間隔環(huán)211、 212通過螺栓保持共軸，可伸縮間隔件210圍繞 該螺栓安裝。當(dāng)螺母230與液壓千斤頂250的拉桿相接合時(shí)，第一間隔 環(huán)211相對于第二間隔環(huán)212旋轉(zhuǎn)，從而使得可伸縮間隔件210能夠消
除螺母和待夾持部件之間的張緊間隙。
如圖5 (a) - (d)所示，液壓缸(ram) 250具有可脫離的橋接部 251，該橋接部置于螺母230周圍，橋接部跨在可伸縮間隔件210的第 二間隔環(huán)212上的圓周凸緣213以及液壓千斤頂250的主體上的環(huán)形端
8面252上。
參考圖6 (a) - (d)的第四實(shí)施例，螺母330的一端設(shè)置有螺旋 傾斜面316和抵靠面318，與可伸縮間隔件10的第一間隔環(huán)11相對應(yīng)； 而間隔環(huán)312具有互補(bǔ)的螺旋傾斜面317和抵靠面319。環(huán)形套環(huán)接納 在孔322和323中，從而保持螺母330和間隔環(huán)312共軸對齊。
注意這個(gè)實(shí)施例中，間隔環(huán)312沒有結(jié)合圓周凸緣；孔324設(shè) 置在螺母330的頂部周圍，從而使得螺母330能夠相對于間隔環(huán)312旋 轉(zhuǎn)，從而使得可伸縮間隔件310能在它的伸展和收縮位置之間移動(dòng)。
圖7 (a) - (d)示出了第五實(shí)施例，其中，螺母430具有外部錐 形螺紋432，以接合液壓千斤頂450的拉桿455上的互補(bǔ)螺紋，并且液 壓千斤頂450的橋接部451直接支承在待夾持部件(未示出)上。
如上所述，環(huán)形套環(huán)421保持螺母430和可伸縮間隔件410的間 隔環(huán)412正確共軸對齊。
圖8的第六實(shí)施例中，可伸縮間隔件10具有中間間隔環(huán)690，其 可以設(shè)置在第一和第二間隔環(huán)611、 612之間，其中，中間間隔環(huán)690 具有相反的螺旋傾斜面和抵靠面693、694，與和第一和第二間隔環(huán)611、 612的螺旋傾斜面616、 617和抵靠面618、 619互補(bǔ)。中間間隔環(huán)690 的"頂"側(cè)將具有螺旋傾斜面691和抵靠面693，設(shè)置成與第一間隔環(huán) 611的螺旋傾斜面616和抵靠面618配合；中間間隔環(huán)690的"底"側(cè) 將具有螺旋傾斜面692和抵靠面694，與第二間隔環(huán)612的螺旋傾斜面 617和抵靠面619互補(bǔ)。
中間間隔環(huán)690的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于對于中間間隔環(huán)690 (沿著箭頭 A的方向)相對于第一和第二間隔環(huán)611、 612每旋轉(zhuǎn)1°，可伸縮間隔 件610實(shí)際上以間隔件10的第一和第二間隔環(huán)11、 12之間相對旋轉(zhuǎn)的 相同的r的兩倍速度(沿著箭頭B的方向)伸展。
通過將工具插入到間隔孔699中，中間間隔環(huán)690可以相對于間 隔環(huán)611、 612旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)使用這種中間間隔環(huán)690時(shí)，優(yōu)選的是通過環(huán)形套環(huán)O環(huán)形套 環(huán)212)或者通過環(huán)形延伸部(=圖2 (a) - (c)的螺母130上的環(huán)形 延伸部113)保持第一間隔環(huán)611、中間間隔環(huán)690和第二間隔環(huán)612軸向?qū)R。
螺旋傾斜面相對于端部間隔件的平坦端面的實(shí)際傾斜角度可以變
化，但是通常將相對小，即小于25°，從而當(dāng)壓縮負(fù)荷作用到可伸縮間 隔件時(shí)，即當(dāng)液壓千斤頂釋放它們在螺母上的拉伸時(shí)，在第一和第二間 隔環(huán)的相對的螺旋傾斜面之間產(chǎn)生的摩擦，或者螺母的面和間隔環(huán)的 面，和/或中間間隔環(huán)的面，將防止相鄰部件之間的相對旋轉(zhuǎn)。這樣， 螺母和待夾持部件之間的張緊間隙將被保持。
雖然實(shí)施例已經(jīng)顯示了間隔環(huán)(多個(gè))禾B/或螺母上的三個(gè)螺旋傾 斜面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)或多個(gè)螺旋傾斜面可以使用， 優(yōu)選至少兩個(gè)，并且優(yōu)選不超過四個(gè)。
圖9 (a) - (e)示出了第七實(shí)施例的可伸縮間隔件710,具有螺 母730和間隔環(huán)712。
螺母730具有主體732，對中孔，具有內(nèi)螺紋733，該螺紋可以與 未示出的待張緊的螺栓相接合。主體732的上端具有外螺紋731，其可 以與液壓千斤頂(其它實(shí)施例所示出的類型)的拉桿(未示出)相接合； 而主體732的下端具有外螺紋736，與間隔環(huán)712的主體714中的內(nèi)螺 紋713互補(bǔ)。主體714具有平坦環(huán)形底面715和抵靠面716，通過向內(nèi) 的圓周凸緣717形成。環(huán)形底面715和主體714上的環(huán)形頂面718可以 通過螺母730的主體732上的互補(bǔ)環(huán)形面737、 738相接合。
利用接合在間隔環(huán)712中的間隔孔724中的工具，間隔環(huán)712可 以相對于螺母730旋轉(zhuǎn)。操作中，可伸縮間隔件710與待拉伸的螺栓相 接合，并且螺母730通過內(nèi)螺紋733連接到其處。間隔件710是圖7(d) 中所示的結(jié)構(gòu)。
液壓千斤頂?shù)木哂绣F形陰螺紋的拉桿與螺母730上的外螺紋731 相接合。
當(dāng)螺栓已經(jīng)被拉伸時(shí)，工具與間隔環(huán)712中的孔724相接合，其 相對于螺母730旋轉(zhuǎn)，直到間隔環(huán)上的環(huán)形面715與待夾持部件相接合 -見圖9 (e)-從而消除應(yīng)變間隙。
拉桿然后被釋放。
為了去除螺栓的拉伸，過程反向迸行。可伸縮間隔件的實(shí)際結(jié)構(gòu)可以變化以適應(yīng)特定的應(yīng)用。 在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對所述和所示的實(shí)施例做出 各種變化。
權(quán)利要求
1.一種將在被拉伸螺栓周圍安裝在與螺栓接合的螺母和待夾持部件之間的可伸縮間隔件，所述可伸縮間隔件具有互補(bǔ)的第一和第二間隔環(huán)，每個(gè)間隔環(huán)具有平坦端面和螺旋傾斜面，所述螺旋傾斜面以抵靠面終止，其中螺旋傾斜面相對于平坦端面的傾斜角度被選擇成使得當(dāng)可伸縮間隔件置于螺母和部件之間、并且壓縮負(fù)荷被作用到可伸縮間隔件時(shí)，在第一和第二間隔環(huán)之間將沒有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2. —種將被安裝在被拉伸螺栓周圍的可伸縮間隔件，包括可以與 螺栓接合的螺母以及具有平坦面的間隔環(huán)，所述平坦面可以與待夾持部 件相接合，所述螺母和間隔環(huán)具有互補(bǔ)的螺旋傾斜面，所述傾斜面以抵 靠面終止，其中，傾斜面相對于間隔環(huán)的平坦端面的傾斜角度被選擇成 使得當(dāng)可伸縮間隔件受到壓縮負(fù)荷作用時(shí)，在螺母和間隔環(huán)之間沒有 相對旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 中間間隔環(huán)置于第一和第二間隔環(huán)之間，或者在螺母和間隔環(huán)之間，中間間隔環(huán)具有相反指向的螺旋傾斜面，該傾斜面以抵靠面終止， 各個(gè)螺旋傾斜面的傾斜度被選擇成使得當(dāng)可伸縮間隔件受到壓縮負(fù)荷 作用時(shí)，在中間間隔環(huán)和第一、第二間隔環(huán)之間，或者在中間間隔環(huán)和 螺母與間隔環(huán)之間，不存在相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 環(huán)形套環(huán)設(shè)置在可伸縮間隔件內(nèi)，從而當(dāng)壓縮負(fù)荷作用到可伸縮間隔件時(shí)，保持第一和第二間隔環(huán)、或者螺母和間隔環(huán)、和/或中間間 隔環(huán)軸向?qū)R。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 抵靠面位于與平坦端面的平面垂直的軸線上；并且凹部形成在抵靠面中，從而使得能夠插入工具，以選擇性地在螺栓被拉伸時(shí)的伸展位 置與螺母在螺栓上旋轉(zhuǎn)以釋放拉伸時(shí)的"收縮"位置之間旋轉(zhuǎn)第一和第二間隔環(huán)、或者間隔環(huán)、禾fV或中間間隔環(huán)。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 至少一個(gè)壓縮彈簧安裝在抵靠面中，并且從抵靠面延伸，從而將可伸縮間隔件促動(dòng)到伸展位置。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 每個(gè)間隔環(huán)設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)螺旋傾斜面，通常不超過三個(gè)或四個(gè)。
8. 如權(quán)利要求7所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 螺旋傾斜面相對于平坦端面(多個(gè))的通常的傾斜角度為13°，并且可選地小于25°。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的可伸縮間隔件，其特征在于， 圓周凸緣設(shè)置在第二間隔環(huán)周圍，或者間隔環(huán)周圍，從而支承在部件上，并且由液壓千斤頂?shù)臉蚪硬拷雍希撘簤呵Ы镯斂刹僮饕岳?所述螺栓。
10. —種將安裝在被拉伸螺栓周圍的可伸縮間隔件，包括可以與 螺栓接合的螺母和具有平坦面的間隔環(huán)，所述平坦面可以與待夾持部件 相接合；螺母和間隔環(huán)具有互補(bǔ)的相應(yīng)的外螺紋和內(nèi)螺紋，從而通過間 隔環(huán)相對于螺母的相對旋轉(zhuǎn)而使得可伸縮間隔件能夠伸展和收縮。
11. 一種可伸縮間隔件，其中螺母具有輔助的優(yōu)選錐形的螺紋，用于與拉伸裝置的拉桿相接合。
全文摘要
一種軸向可伸縮間隔件(10)，具有相應(yīng)的第一和第二間隔環(huán)(11，12)，所述間隔環(huán)具有互補(bǔ)的螺旋傾斜面(16，17)和抵靠面(18，19)。通過間隔環(huán)(11，12)的相對旋轉(zhuǎn)，環(huán)形面(14，15)之間的間隔件(10)的高度可以伸展或者收縮。壓縮彈簧(20)位于抵靠面(18，19)之間，將間隔件(10)促動(dòng)到它的“伸展”結(jié)構(gòu)。
文檔編號B25B29/02GK101583466SQ200780044273
公開日2009年11月18日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者J·W·巴克內(nèi)爾, R·W·巴克內(nèi)爾 申請人:泰克努法斯特工業(yè)有限公司