專利名稱：用于盲孔安裝的密封塞的制作方法
用于盲孔安裝的密封塞 本發(fā)明涉及一種密封塞，用于盲孔安裝在合適的孔中，從而塞住和密 封該孔來抵抗高壓流體。盲孔安裝意指通過穿過孔的僅僅一端的入口安裝 塞。
已知種類的密封塞(例如可以商標AVSEALIl (RTM)得到的那些)包 括桿，其穿過中空軸套，該桿設置有徑向脹大的頭部和斷頸。頭部抵靠 軸套和桿，其從工件的可操作一側(cè)向外延伸，經(jīng)過拉拽，將頭部牽引到軸 套中，使得其徑向膨脹從而密封其插入的孔隙，直至桿在斷頸處斷裂。
這種類型的塞的缺點在于，桿的在安裝過程中斷裂的部分，即斷頸之 外遠離徑向脹大的頭部的部分被廢棄，由此在材料成本和處理手段的要求 方面存在缺點。因為桿的長度必須足夠允許安裝工具獲得足夠的杠桿作 用，所以隨著塞的直徑的增大，廢物量也增大。
另一個缺點是隨著塞直徑增大，斷頸強度也增大。這回過來要求用于 安裝(布置)塞的工具的拉拽鉗和殼體變得更加笨重，由此限制工具在某 些應用的可用性。震動載荷、噪音和桿在軸套內(nèi)的反彈也需要特別的注 思。
這種類型的塞的其他缺點在于當其在制造過程中經(jīng)受抗腐蝕處理時， 鋼桿在塞的安裝時的后續(xù)斷裂暴露了不抗腐蝕的區(qū)域。
本發(fā)明的一個目的是提供一種密封塞，其克服了上述問題。
因此，在第一方面中，本發(fā)明提供了一種密封塞，用于盲孔安裝在合
適的孔中，從而塞住和密封所述孔，所述密封塞包括 軸套；
螺桿，其具有臺肩和頭部，所述頭部的至少一部分相對于所述桿的其 余部分徑向脹大，
所述螺桿的材料比所述軸套的材料更硬， 所述螺桿帶有內(nèi)螺紋，
其中，當所述密封塞被插入合適的孔中，使得所述軸套完全處于所述孔中，并且逐漸增大的力被相對于所述軸套施加到所述桿上時，軸向壓縮 通過所述臺肩被施加到抵靠其的所述軸套的材料，從而使得所述軸套變形 并徑向向外脹大，以與所述孔的壁配合。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，沒有材料被丟棄，因此相對于目前已知的密 封塞而言節(jié)省了成本。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，由于在安裝過程中不發(fā)生使得不經(jīng)抗耐腐 蝕涂層的表面暴露的斷裂，所以螺桿是整體耐腐蝕的。
密封塞優(yōu)選包括至少一個設置在螺桿中的環(huán)形槽，其中，在將塞安裝 到孔的過程中，軸套材料可以進入所述環(huán)形槽中。軸套材料進入槽中的優(yōu) 點在于，實現(xiàn)了軸套和螺桿之間的強制鎖閉，并且減小了在塞的安裝之后 螺桿和軸套之間的可能的泄漏，由此提高了塞的效果。
優(yōu)選地，設置至少兩個環(huán)形槽。這在螺桿的制造過程中是有利的，因 為其上僅僅滾絲一個槽的空白螺桿可能在加工設備中扭曲，滾絲至少兩個 槽將防止這樣的扭曲。
環(huán)形槽有利地具有非對稱的輪廓。非對稱槽輪廓有利于在塞的安裝過 程中軸套材料流到槽中，并且提高了在塞被安裝好時軸套和螺桿之間的鎖 閉。
徑向脹大的頭部可以具有錐狀下側(cè)臺肩。這提供了如下優(yōu)點在塞的 安裝過程中有利于軸套材料流入到第一環(huán)形槽(即最靠近頭部的槽)中。
優(yōu)選地，徑向脹大的頭部通過冷鐓來制造，并且具有擰入凹入，所述 擰入凹入用于在隨后的螺桿制造中抵抗?jié)L絲扭矩。
在第二和第三方面中，本發(fā)明提供了將塞安裝到孔中的方法，其如權(quán) 利要求6和7所限定的。
如果安裝工具被設定來將逐漸增大的力相對于軸套施加到螺桿，所述 力達到預定水平，則可以獲得螺桿材料的硬度的靈活性，而不會影響塞的 效果。
或者，如果安裝工具被設定來施加增大的力直至設定的工具行程，則 螺桿將相應地被位移預定的量，這在安裝好的塞的位置很重要的情況下 (例如，如果螺桿需要低于工件的表面或與之平齊)是有利的。同一塞設計適用于這些布置技術(shù)的任何一種。
在還有一方面中，本發(fā)明提供一種制造密封塞的方法，其如權(quán)利要求 8所限定的。
下面將通過實例并參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的處于剖視的軸套中的螺桿的正視圖。 圖1A是圖1的螺桿的局部剖視圖。
圖2是安裝在工件的剖視孔隙中的、帶有剖視軸套的圖1的塞的正視圖。
圖3是圖1的塞的剖視圖。
圖4是圖1的塞和安裝工具的剖視圖。
圖5和圖6是圖1的塞的安裝的連續(xù)的階段的剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一種螺桿的俯視圖。
圖8是帶有剖視的軸套的圖7的螺桿的正視圖。
參考圖1，塞包括鋁軸套2和螺桿4。螺桿4具有環(huán)形槽IO和徑向脹 大的頭部6，頭部6的臺肩8抵靠軸套2。如圖3所示，頭部6的臺肩8具 有凹入22，其由從頭部6的徑向最外點延伸到平壁26的錐壁24限定。
如圖3-6所示，螺桿4具有中空芯12，并且具有內(nèi)螺紋18。芯12部 分地延伸到頭部6中，并且在圓錐形部分14終止。內(nèi)螺紋18從螺桿4的 開口端16延伸貫穿芯12。
軸套由相對較軟的材料(諸如鋁)制造，并且螺桿4由相對較硬的材 料(諸如as-headed或經(jīng)熱處理的鋼)制成，并且具有耐腐蝕的鍍層。
環(huán)形槽10被滾絲到空白螺桿上。在圖7和8的實施例中，擰入凹入 60被設置在更厚的頭部6中，以使得螺桿4可以被保持抵抗旋轉(zhuǎn)，以對抗 滾絲扭矩。
軸套2以干涉配合被推進到螺桿4中，并且可能隨后通過施加到鄰近 桿頭部6的軸套端部的錐形巻邊被巻到螺桿4上。
如圖4-6所示，以標號40示意性示出的工具被用于將塞安裝在孔隙 50中。工具包括具有導引點48的帶螺紋的攻入螺釘42，其被用彈簧裝載的軸套44和包圍軸套44的端頭46所包圍。
安裝過程包括將塞裝配到工具上，將塞插入孔隙50中，起動工具以 布置塞，然后將工具從塞取走。此過程將在下面進行詳細描述。
如圖4-6所示，工具40的帶螺紋的攻入螺釘42被擰入螺桿4的螺紋 18中。工具40的軸套44被布置為通過輕微彈力抵靠在螺桿4的表面28 上，并且端頭46抵靠軸套2的表面。
為了安裝塞，如圖2所示，將塞插入到待塞住的孔隙50中，直到端 頭46抵靠工件外表面54的位置。
當工具40被起動時，攻入螺釘42和軸套44沿如圖5所示的X方向 (即，沿軸向離開孔隙50的方向)被拉拽。拉力經(jīng)由芯12上內(nèi)螺紋18傳 遞到螺桿4上，導致螺桿4也被沿X方向拉拽。因此，拉力經(jīng)由螺桿4的 頭部6的臺肩8被進一步傳遞到軸套2。
當工具40的攻入螺釘42和軸套44被拉拽時，端頭46保持靜止，由 此防止軸套2的鄰近端沿X方向移動。因此，軸套2的材料被徑向向外施 力，以與塞入孔隙50的壁52配合，并且徑向向內(nèi)地強行擠入螺桿4的環(huán) 形槽10中。圖2、 5和6示出了填充了軸套2的材料的環(huán)形槽10。環(huán)形槽 10的輪廓的曲線部分11有利于材料流入槽中。頭部6的臺肩8上的錐壁 24也有利于材料流入到第一環(huán)形槽(即最靠近頭部6的槽)中。
軸套2的材料還被強迫地流到孔隙50的壁52和螺桿4的頭部6之 間。這被圖示在圖5中的區(qū)域32處。
工具40被操作來將攻入螺釘42拉拽到設定的工具行程長度(即，螺 桿4和/或軸套材料的設定位移)，或者拉拽到預定載荷。
一旦塞被安裝，通過從螺紋18上擰下來取出攻入螺釘42。
如果需要的話可以設置帽，以封蓋安裝好的塞中的芯12的開口。
可以使用非對稱環(huán)形槽輪廓，來代替上述的環(huán)形槽。例如，槽可以具 有非對稱的三角形或部分橢圓形輪廓。
螺桿也可以由不銹鋼壓制而成或切削制成。
可以使用的塞的尺寸范圍取決于待塞住的孔的尺寸。如果螺桿和/或軸 套軸套材料的位移量是重要的話，例如如果需要至少與工件表面平齊，則可以使用短塞。塞的長度只需要提供工具攻入螺釘?shù)铰輻U芯的足夠螺紋配 合。
螺桿的內(nèi)螺紋可以是細牙螺紋或者是非標準直徑的，以防止塞在使用 時被用作固定點。
通過使用細牙螺紋尤其是具有較大齒根半徑的螺紋牙型，可以減小塞 安裝過程中工具攻入螺釘中應力。
將塞置于較低的受控力可以控制孔內(nèi)塞徑向脹大壓力。這在其中業(yè)已 知道現(xiàn)有技術(shù)的塞的安裝壓力導致工件破裂的應用中是有利的。
安裝工具可以包括彈簧裝載軸套44，以幫助引導攻入螺釘并且防止在 將螺桿4回拉時軸套2的材料徑向向內(nèi)流入軸套44和螺桿4之間。
可選的另一個實施例(沒有示出)可以不包括中空芯和內(nèi)螺紋，而是 可以具有外拉拽裝置，諸如陽螺紋桿、環(huán)形槽桿或其它布置工具可以配合 到其上并隨后取出的凸起特征。
權(quán)利要求
1.一種密封塞，用于盲孔安裝在合適的孔中，從而塞住和密封該孔，所述密封塞包括軸套；螺桿，其具有臺肩和頭部，所述頭部的至少一部分相對于所述桿的其余部分徑向脹大，所述螺桿的材料比所述軸套的材料更硬，所述螺桿帶有內(nèi)螺紋，其中，當所述密封塞被插入合適的孔中，使得所述軸套完全處于所述孔中，并且逐漸增大的力被相對于所述軸套施加到所述桿上時，軸向壓縮通過所述臺肩被施加到抵靠其的所述軸套的材料，從而使得所述軸套變形并徑向向外脹大，以與所述孔的壁配合。
2. 如權(quán)利要求1所述的密封塞，其中，所述螺桿具有至少一個環(huán)形槽，其中，施加到所述臺肩的軸向壓縮還使得所述軸套徑向向內(nèi)變形，以 進入所述至少一個環(huán)形槽。
3. 如權(quán)利要求2所述的密封塞，其中，所述至少一個環(huán)形槽具有不對 稱輪廓。
4. 如權(quán)利要求1-3中任何一項所述的密封塞，其中，所述徑向脹大的 頭部具有錐狀下側(cè)臺肩。
5. 如權(quán)利要求1-4中任何一項所述的密封塞，其中，所述徑向脹大的 頭部具有擰入凹入。
6. —種如權(quán)利要求1-5中任何一項所述的密封塞的安裝方法，所述方 法包括如下步驟將所述密封塞插入孔中；以及逐漸增大的力相對于所述 軸套施加到所述螺桿，直至所述力達到預定水平。
7. —種將如權(quán)利要求1-6中任何一項所述的密封塞安裝到合適的孔中 的方法，所述方法包括如下步驟將所述密封塞插入所述孔中；以及逐漸 增大的力相對于所述軸套施加到所述螺桿，直至所述螺桿位移了預定的 值。
8. —種制造密封塞的方法，所述方法包括如下步驟將環(huán)形槽滾絲到螺桿上；在所述螺桿中形成內(nèi)螺紋；向所述螺桿提供耐腐蝕鍍層；以及將軸套巻到所述螺桿上，所述軸套的材料的硬度低于所述螺桿的材料的硬度。
9. 一種密封塞，用于盲孔安裝在合適的孔中，從而塞住和密封該孔，所述密封塞包括軸套；螺桿，其具有臺肩和頭部，所述頭部的至少一部分相對于所述桿的其余部分徑向脹大，所述螺桿的材料比所述軸套的材料更硬，所述螺桿帶有內(nèi)螺紋，其中，當帶螺紋的工具攻入螺釘被擰入所述螺桿的所述內(nèi)螺紋并且所述密封塞被插入合適的孔中，使得所述軸套完全處于所述孔中，并且逐漸增大的力被相對于所述軸套施加到所述桿上時，軸向壓縮通過所述臺肩被施加到抵靠其的所述軸套的材料，從而使得所述軸套變形并徑向向外脹大，以與所述孔的壁配合。
10. —種密封塞，用于盲孔安裝在合適的孔中，從而塞住和密封該孔，所述密封塞包括軸套；螺桿，其具有臺肩和頭部，所述頭部的至少一部分相對于所述桿的其余部分徑向脹大，所述螺桿的材料比所述軸套的材料更硬，所述螺桿帶有外螺紋，其中，當所述密封塞被插入合適的孔中，使得所述軸套完全處于所述孔中，并且逐漸增大的力被相對于所述軸套施加到所述桿上時，軸向壓縮通過所述臺肩被施加到抵靠其的所述軸套的材料，從而使得所述軸套變形并徑向向外脹大，以與所述孔的壁配合。
11. 如權(quán)利要求IO所述的密封塞，其中，所述螺桿具有至少一個環(huán)形 槽，其中，施加到所述臺肩的軸向壓縮還使得所述軸套徑向向內(nèi)變形，以 進入所述至少一個環(huán)形槽。
12. —種參照附圖并基本如在本文中所描述的密封塞。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密封塞，用于盲孔安裝在合適的孔(50)中，從而塞住和密封該孔，所述密封塞包括軸套(2)；螺桿(4)，其具有臺肩(8)和頭部(6)，所述頭部的至少一部分相對于所述桿的其余部分徑向脹大，所述螺桿的材料比所述軸套的材料更硬，所述螺桿帶有內(nèi)螺紋，其中，當所述密封塞被插入合適的孔中，使得所述軸套完全處于所述孔中，并且逐漸增大的力被相對于所述軸套施加到所述桿上時，軸向壓縮通過所述臺肩被施加到抵靠其的所述軸套的材料，從而使得所述軸套變形并徑向向外脹大，以與所述孔的壁(52)配合。
文檔編號F16L55/11GK101542181SQ200780044228
公開日2009年9月23日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者喬納森·布魯爾, 茱莉亞·阿哈魯 申請人:阿弗德爾英國有限公司