CN102171462B - 与单面紧固件***一起使用的动态套筒***件 - Google Patents

与单面紧固件***一起使用的动态套筒***件 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于与包括由两部分组成的第一抗旋转装置的第一部分的一个单面紧固件构件或***相结合来优选以堆叠方式压缩地或紧密地关联至少两个工件的方法、制品以及***，每个工件限定一个钻孔或孔用于接收本发明的实施方案。

Description

与单面紧固件***一起使用的动态套筒***件
背景技术
根据WO 03/069971(申请号PCT/US03/02925)中公开内容的一个方面的用于单面紧固布置的常规套筒***件包括：由两部分组成的抗旋转装置的一个部分、由两部分组成的抗平移装置的一个部分、以及上部反作用表面，当与其受压时螺栓头(stud head)支承于所述上部反作用表面。尽管不是必须的，该套筒***件的抗旋转装置和抗平移装置部分通常围绕筒夹主体(collet body)外表面，所述筒夹主体外表面具有与该套筒***件的抗旋转装置和抗平移装置互补的部分。因此，在所述筒夹主体的至少一部分和所述套筒***件之间存在紧密配合关系，这必要地约束了所述筒夹主体以及由此与所述筒夹主体接合(以及压缩地接触工件)的任意螺栓的非轴向运动。然而，存在这样的情况，即期望在紧密关联的工件之间相对的剪切(横向)运动。目前使用现有技术的单面紧固件不能实现这种运动，这是因为所述筒夹主体的至少一部分和所述套筒***件之间的紧密配合关系阻止这种运动，并且在夹住后由紧固件产生的压缩力从相对的表面被导向，其中所有工件都处于压缩状态。 
发明内容
本发明旨在提供用于优选地以堆叠方式压缩地或紧密地关联至少两个工件的方法、制品以及***，每个工件限定一个用于接收本发明的实施方案的钻孔或孔，与一个单面紧固件构件或***(其包括由两部分组成的第一抗旋转装置的第一部分)相结合。至少一个本发明的实施方案与这种紧固件构件和/或***的结合产生一种整套***，其允许所述至少两个工件的偏心组合和/或在所述工件之间的受约束的横向或剪切运动(与该紧固***的轴线正交或与占优的压缩力的矢量正交的运动)，而不会产生不利的影响，诸如工件变形、其间压缩关联的损失和/或紧固***失效。本发明的实施方案特别地适合与WO03/069971中公开类型的盲侧筒夹和筒夹-螺栓柱***一起使用，该申 请的公开内容以参引的方式纳入本说明书，该申请的概要如下文。 
如本文所使用的、除非另外说明，由两部分组成的抗旋转装置(在下文中表示为“ARM”)包括相对于彼此可移动的第一和第二可嵌入结构，每个结构具有所述ARM的一部分，所述ARM的每一部分包括至少一个反作用表面，尽管多个反作用表面通常被视为出于负载分布的目的是期望的。在两个部分接合期间，相应的反作用表面中的至少一个每个彼此机械地接触，从而防止一个结构相对于另一结构的完全旋转，例如360°旋转。换言之，所述反作用表面的至少一个每个被配置为彼此结构上接触，从而防止在被嵌入结构之间的完全旋转。尽管在互补的反作用表面之间的1∶1相符被认为是最优的，但是所述ARM仅要求每个结构中的至少一个反作用表面有利地彼此接合。从这种配置不应推得其他的限制：例如，ARM可允许在第一和第二结构之间的往复运动(或轴向和/或横向)同时防止其间的完全旋转。 
在多个本发明的实施方案中，单面紧固件构件或***具有由两部分组成的第一抗旋转装置的第一部分，包括WO 03/069971中公开类型的筒夹主体。在相关部分，这种筒夹主体包括第一端部和第二端部，所述第一端部可与一个辅助结构接合，所述辅助结构诸如套筒***件或工件，所述第二端部包括在该第二端部处或邻近该第二端部的筒夹头，该筒夹头具有最大外径，其中该第二端部限定具有最小直径的大体圆形开口。第二壁部分位于该第二端部处或邻近该第二端部，其中所述第二壁部分具有内部表面和外部表面。第二端部和/或第二壁部分的外部表面构成由两部分组成的筒夹ARM的第一部分，用于与辅助结构接合，其中该辅助结构限定通过该辅助结构的一部分形成的钻孔、孔、孔口或其他开口。所述钻孔、孔或孔口具有内表面几何结构，其适于基本平移地接收筒夹主体(即，嵌入)，而不变形，并且可操作地与筒夹ARM的第一部分作用，从而防止所述筒夹主体在其中的基本旋转；该表面几何结构构成该筒夹ARM的第二部分。外部/内部表面几何结构的示例性形式包括多边形、花键、雄榫/沟槽或者沟槽/雄榫布置、键槽/键或者键/键槽、以及本领域技术人员可想到的等价物，所有这些允许第一和第二ARM部分的相对轴向平移。 
本发明的制品和***的实施方案提供至少两个工件的非破坏性关 联，这允许所述至少两个工件的偏心组合和/或在其间被约束的剪切类运动，所述制品和***的实施方案包括至少一个动态套筒***件，所述动态套筒***件在其内表面上具有所述第一ARM的第二部分，在其外表面上具有第二ARM的第一部分，其中所述内表面适应所述第一ARM的第一部分的基本平移，其中所述第二ARM的第一部分与一个辅助结构功能性互补，所述辅助结构包括所述第二ARM的第二部分，在某些实施方案中，其中在与所述至少两个工件接合或接合在所述至少两个工件之间以后，相较于在所述动态套筒***件和所述辅助结构之间的名义横向平移(剪切运动)，所述第二ARM适应更大的横向平移(剪切运动)。因此，当所述至少一个动态套筒***件可操作地与所述辅助结构接合时，在其间不受限的旋转是被阻止的，而在某些实施方案中，在其间的剪切运动是被允许的；当包括所述第一ARM的第一部分的紧固***可操作地接合所述至少一个动态套筒***件时，在其间的不受限旋转被阻止，而轴向平移不被阻止。 
根据本发明的动态套筒***件包括至少一个主体部分，所述主体部分具有被第一端部和第二端部界定的外表面，并限定具有内表面和轴线的钻孔，大体地但并非必须地，所述主体部分被表示为中空的直圆柱(right cylinder)，所述中空的直圆柱具有正交于其轴线的第一几何横截面。在某些实施方案中，凸缘部分从所述主体部分径向地延伸，优选地在其第一端部，在一系列实施方案中，面向所述主体部分的第二端部的所述凸缘部分的侧面压缩地接触所述辅助结构，或者在另一系列实施方案中从所述辅助结构名义地发生位移，如下文将更详细地描述。所述凸缘部分还包括周缘表面并具有正交于所述主体部分轴线的几何横截面。 
所述动态套筒***件主体部分的内表面包括表面特征，所述表面特征构成所述第一ARM的第二部分，其中所述第一ARM的第一部分呈现于和所述动态套筒***件一起使用的紧固***上或者其中。除了阻止第一部分相对于第二部分的完全旋转，所述第一ARM的第二部分还包括完全横向平移约束装置(下文中表示为“CLTCM”)，从而基本阻止在其间的所有横向平移(被限定为与动态套筒***件钻孔轴线正交；也称为“剪切”)。因此，所述第一ARM阻止所述第一部分相对于第 二部分的完全旋转，而CLTCM阻止在其间比名义横向平移更大的平移。 
如WO 03/069971中公开的筒夹ARM，所述第一ARM的特性是在其第一和第二部分之间的轴向平移的适应性，即轴向平移适应装置(下文中表示为“ATAM”)。换言之，所述第一ARM的第二部分适应所述第一ARM的第一部分沿所述动态套筒***件的内表面的至少一部分的平移。在某些实施方案中，通过平移阻止装置阻止过度的轴向平移，这也在WO 03/069971中更详细地进行描述。 
如之前讨论的，该动态套筒***件包括用于阻止使用时其相对于辅助结构的不受限旋转的装置，该装置在本文中称为第二ARM。关于所述动态套筒***件的该装置(为第二ARM的第一部分的形式)包括所述动态套筒***件的主体部分和/或凸缘部分的外表面上的至少一个反作用表面。尽管在各实施方案之间所述第二ARM的第一部分的位置显著不同，这种特征的共同性质是其与所述辅助结构的相互作用，这将在下文中关于第二ARM的第二部分进行更详细的描述。 
在本发明的多个实施方案中，第二ARM的第一部分包括在动态套筒***件主体部分的外表面上的至少一个特征，并且被表示为具有非圆形的横截面，即从动态套筒***件轴线到其外表面的距离在每个角度处不是恒定的。该非恒定的半径性质形成第二ARM的第一部分的必要外表面轮廓，因此也是第二ARM的第一部分的基础，所述第二ARM的第一部分的至少一部分包括第一反作用表面。附加地，可存在多于一个的第二ARM的第一部分用于任意给定的动态套筒***件。 
本领域技术人员应理解，当建立远离旋转主体的轴线的反作用表面时，所需要的在主体中实现特定扭矩值的力被减小。因此，本发明的某些实施方案包括前述凸缘部分，其从所述动态套筒***件的主体部分延伸，优选地沿径向方向。如所注意到的，凸缘部分具有面向周围环境的第一表面，面向所述辅助结构的第二相对表面以及大体对应于动态套筒***件凸缘部分的截面厚度的周缘表面，在某些实施方案中，所述周缘表面还对应于所述辅助结构的特征，如下文所述。在这些本发明实施方案中，凸缘部分的周缘表面包括用于所述第二ARM的第一部分(或专有地或与另一结构——诸如主体部分——相结合)的所述至少一个反作用表面。这类方案的替代实施方案在作为第二ARM 的第一部分(再次，或专有地或与另一结构——诸如主体部分——相结合)的所述凸缘部分的第二表面设有凸出物(诸如叉或突片)和/或凹槽(诸如狭槽或沟槽)。尽管所述凸缘部分可从所述主体部分的任意段/部分延伸，但是其优选地从动态套筒***件的第一端部延伸。 
除了其阻止动态套筒***件相对于所述辅助结构的完全旋转的主要功能，第二ARM通过ATAM还允许其第一和第二部分之间的至少部分轴向平移。因此，第二ARM的第一部分被配置为在辅助结构中呈现的第二ARM的第二部分中轴向平移。此外，第二ARM也允许第一和第二部分之间的横向平移(剪切)。在讨论该第二ARM的第二部分的性质后，该第二考虑因素的结构含义将被最佳理解。 
如之前注意到的，第二ARM的第二部分在所述辅助结构中，所述辅助结构(如将在下文中详细描述的)包括所述工件、静态套筒***件或第二动态套筒***件中的一个或多个。不考虑第二ARM实施或辅助结构特性，本发明实施方案适于允许在动态套筒***件和辅助结构之间的部分受约束的暂时性的或永久性的相对横向平移/剪切运动。该功能通过纳入部分横向平移约束装置(“PLTCM”)实现，依据实施方案，所述PLTCM可与第二ARM分离或优选地与第二ARM集成。所述PLTCM的构造将确定该运动是被约束为单线(线性PLTCM实施方案)还是被约束为多个方向(平面PLTCM实施方案)。对于本文描述的ARM，每个PLTCM包括各自具有反作用表面的两个部分，所述两个部分相互作用以产生对相对运动的约束和容许量。 
无论是描述所述线性PLTCM或是所述平面PLTCM实施方案，在动态套筒***件和辅助结构之间的暂时性相对运动通常在夹紧之前和夹紧期间发生，而不在完成夹紧过程之后发生；在动态套筒***件和辅助结构之间的永久性相对运动在夹紧之前和夹紧期间以及完成夹紧过程之后发生。由于本发明的该特征，第二ARM必须允许这种相对运动，即使它不包括PLTCM。因此，以下段落将根据线性和平面PLTCM的实施方案描述各种第二ARM。读者应注意到，在暂时性和永久性相对运动的实施方案之间存在非常高的结构相似性，它们之间的主要区别涉及为第二ARM或PLTCM的非必要部分的结构。 
在线性PLTCM的实施方案中，所述辅助结构包括第二ARM的第二 部分，以及通常包括线性PLTCM的第二部分。虽然第二ARM的主要功能是限制在第二ARM第一部分(其与动态套筒***件关联)和第二部分(其与辅助结构关联)之间的相对旋转，但是它也必须适应在所述第一部分和第二部分之间的至少双方向的横向平移。这样，在所述第一部分和第二部分之间必然在至少一个方向不存在横向约束。 
从减少制造成本的角度看，优选地(尽管不是必要的)，将第二ARM功能和线性PLTCM功能结合为一个单独特征。因此，在本发明某些实施方案中，第二ARM包括线性PLTCM，辅助结构的孔包括第二ARM的第二部分和线性PLTCM，而在其他实施方案中，在辅助结构处的周缘边沿或凹槽或者由辅助结构形成的周缘边沿或凹槽包括第二ARM的第二部分。在第一种情况下，辅助结构的内表面的至少一部分(其限定所述孔)构成反作用表面，该反作用表面是第二ARM的第二部分的一部分；在第二种情况下，辅助结构的周缘边沿/凹槽的内表面的至少一部分构成反作用表面，该反作用表面是第二ARM的第二部分的一部分。 
然后在线性PLTCM的实施方案中，辅助结构的孔必须允许动态套筒***件在其中的至少线性平移，并可附加地构成第二ARM的第二部分和/或线性PLTCM。这样，动态套筒***件主体部分的几何结构必须被配置为允许在所述孔中的这种运动。如果辅助主体的孔要包括第二ARM的第二部分和/或线性PLTCM(动态套筒***件主体部分包括所述第一部分)，那么必须如前文所述维持在第一和第二部分之间的几何结构一致性。 
辅助结构的孔包括线性PLTCM：这种配置的常见实施方式是由辅助结构限定的所述孔的至少一部分(其在截面上正交于所述孔的轴线)具有的第一横向尺寸(“长轴”)大于同一平面中的正交定向的第二横向尺寸(“短轴”)。这种构造的纯直线实施例是矩形；这种构造的纯曲线实施例是非圆形椭圆；上述两者的结合将产生狭槽结构。当然，本领域技术人员应理解，这两种形式的结合落在本发明的范围内。在这种配置中，界定短轴的侧面包括线性PLTCM的主要反作用表面，此时动态套筒***件主体部分的径向相对的外表面之间的最小尺寸名义上小于短轴尺寸，并且主体部分还具有互补的表面特性——例如平 面特性(任意小于名义值的尺寸将允许多轴或平面运动，这在下文中将分别描述)。这种实施方案的有益效果在于，如果主体部分是除圆形以外的任何形式，那么所述孔的相对表面作为第二ARM的第二部分，而所述主体部分的互补表面构成第二ARM的第一部分。 
辅助结构的边沿/凹槽包括线性PLTCM：代替或附加于所述包括线性PLTCM的辅助结构的孔，辅助结构的边沿/凹槽可包括线性PLTCM。此处，所述边沿包括内周缘表面，或者凹槽横向界限由该内周缘表面限定。依次地，所述内周缘表面具有的第一横向尺寸(“长轴”)大于在同一平面中的垂直定向的第二横向尺寸(“短轴”)。这种构造的纯直线实施例是矩形；这种构造的纯曲线实施例是非圆形的椭圆；上述两者的结合将产生狭槽结构。当然，本领域技术人员应理解，这两种形式的结合落在本发明的范围内。在这种配置中，界定短轴的内周缘表面的侧面包括线性PLTCM的主要反作用表面，此时动态套筒***件凸缘部分的径向相对的周缘表面之间的最小尺寸名义上小于短轴尺寸，并且凸缘部分的周缘表面还具有互补的表面特性——例如平面特性(任意小于名义值的尺寸将允许多轴或平面运动，这在下文中将分别描述)。这种实施方案的有益效果在于，如果凸缘部分是除圆形以外的任何形式，那么所述边沿/凹槽的内周缘表面的相对表面作为第二ARM的第二部分，而所述凸缘部分的周缘表面的互补表面构成第二ARM的第一部分。本领域技术人员应理解，在不背离本发明及其实施方案的范围的情况下，上述结构的各种组合是可能的。 
如上文所述，PLTCM的构造将决定其以线性模式工作还是以平面模式工作。前述段落详述了线性模式的PLTCM，其中在辅助结构的短轴表面和动态套筒***件之间优选地存在名义间隔。平面PLTCM包括线性PLTCM，但相对于动态套筒***件具有较大的相对表面界限差。换言之，在平面PLTCM实施方案中，相较于线性实施方案，在相应的动态套筒***件和辅助结构PLTCM反作用表面之间的距离更大。因此，在短轴方向有增加的“余隙(play)”，优选地直至以其他方式线性平移的程度。 
最终，在动态套筒***件和辅助结构之间的平面横向平移也可通过使用一个中间动态套筒***件实现。在这类实施方案中(其中一种 示例性形式示于本专利的具体实施方式部分)，所述辅助结构包括所述中间动态套筒***件，其转而被布置在静态套筒***件或工件中的一个中。在这类实施方案中，两个线性PLTCM彼此结合使用以实现多轴的横向平移。使用这种实施方案的有益效果在于，通过真正的线性PLTCM实施方案提供更大的结构完整性，通过这种配置提供更好的压缩负荷分布。 
在本发明某些实施方案中，所述辅助结构包括所述至少两个工件中的一个。在这类实施方案中，由此工件限定的孔必要地具有的横截面面积大于所述动态套筒***件的横截面面积，从而允许受约束的横向平移运动。根据所述实施方案，所述孔可包括第二ARM的第二部分，和/或PLTCM的第二部分。然而在许多情况下，与在此工件的表面上形成精确的孔尺寸和/或产生边沿/凹槽相关的制造成本是不符合成本效益的。在这种情况下，因此有利地“粗略制造(rough in)”孔，并通过使用***件建立期望的几何结构和公差，所述***件非常类似于WO 03/069971中公开的套筒***件。本发明的多个***实施方案设有静态套筒***件作为辅助结构。 
根据这种实施方案的静态套筒***件优选地机械锚定、附接或紧固至所述至少两个工件中的一个，通常为近侧的工件。所述静态套筒***件的目的是在原先不存在这种结构的工件中建立第二ARM的第二部分，和/或线性/平面的PLTCM的第二部分。因此，第二ARM的静态套筒***件第二部分和/或线性/平面的PLTCM的第二部分的特征和特性对于上文描述的更普遍的辅助结构而言是相同或相似的。然而，静态套筒***件的外部特征对于各实施方案(其中，例如静态套筒***件的边沿/凹槽提供第二ARM或PLTCM的功能性)可包括具有光滑端部的光滑圆柱表面，或者可以包括周缘边沿和/或形成表面凹槽(其中，例如静态套筒***件的边沿/凹槽提供第二ARM或PLTCM的功能性)。静态套筒***件的其他外部表面特征可涉及在静态套筒***件和一个工件之间增加关联，诸如在静态套筒***件主体部分的一端处包括径向延伸的凸缘。 
在该公开文本的较前部分，提到了有关动态套筒***件和辅助结构的暂时性相对运动的实施方案和永久性相对运动的实施方案。现在 将描述以上两者之间的结构和功能区别。在暂时性相对运动的实施方案的情况下，由螺栓柱(其与布置在动态套筒***件中的紧固构件相接合)在夹紧期间产生的压缩力通过所述工件传递，以使得所有工件彼此相对受压，并且如通常情况，所述螺栓柱/紧固件组合受到张力。然而，在永久性相对运动的实施方案的情况下，至少所述近侧的工件(即，最靠近紧固件***和/或螺栓柱***位置的那个工件)非受压地被该***实施方案保持束缚，现在将进行详细描述。 
代替由螺栓柱(其与布置在动态套筒***件中的紧固构件相接合)在夹紧期间产生的、通过所述工件传递的压缩力，最远侧的工件(即，最远离紧固件***和/或螺栓柱***位置的那个工件)作为柱状物的机械基底，该基底包括辅助结构不包括近侧工件(例如静态套筒***件)和动态套筒***件。径向凸出元件(诸如螺栓柱头和/或动态套筒***件的凸缘部分)随后邻近所述近侧工件定位但不与所述近侧工件压缩接触。以此方式，如果所述近侧工件中的所述孔(至少所述动态套筒***件通过所述孔)具有的面积大于所述动态套筒***件的主体部分，那么受约束的横向运动被允许为如前所述，轴线运动通过在所述工件和所述径向伸出元件之间的间隔程度而被约束。这种布置尤其适于用在动态环境中，其中至少一个工件遭受挠曲、机械或热膨胀/收缩，或者给予动态运动的类似模式。 
最后，出于本专利的目的，术语“面积”、“界限”、“部件”、“部分”、“表面”、“区域”以及它们的同义词、等价物和复数形式(如在本文中所使用的以及通过实例方式)意在提供对所描述的制品和/或方法的描述性参考或界标。除非明确指出或从多个附图和/或所述术语被使用的上下文表面上明显可见，这些以及类似或等价的术语并不旨在、也不应被认为本身限制或限定了所提及的制品和/或方法的元件。 
附图说明
图1是本发明的线性PLTCM第一实施方案的分解立体图，其中第二ARM和PLTCM的第一部分位于动态套筒***件的圆柱形部分，静态套筒***件具有一个通孔，所述通孔部分地被第二ARM和PLTCM的第 二部分限定，所述静态套筒***件适于接收所述动态套筒***件并允许所述动态套筒***件在其中轴向平移； 
图2是图1的组装好的实施方案的立体图； 
图3是图2的实施方案的仰视立体图，其中所述动态套筒***件被示为处于居中的位置； 
图4A-C是图2的实施方案的俯视图，其中所述动态套筒***件被示为处于三个不同的线性平移状态：横向左侧、居中以及横向右侧； 
图5是本发明的线性PLTCM第二实施方案的分解立体图，其中第二ARM和PLTCM的第一部分位于动态套筒***件的凸缘部分，静态套筒***件具有凹槽，所述凹槽部分地被第二ARM和PLTCM的第二部分限定，其中由静态套筒***件限定的通孔适于接收所述动态套筒***件并允许所述动态套筒***件在其中的轴向平移； 
图6是图5的组装好的实施方案的立体图； 
图7A-C是图5的实施方案的俯视图，其中所述动态套筒***件被示为处于三个不同的线性横向平移状态：横向左侧、居中以及横向右侧； 
图8A是类似于图7A的俯视图并附加地包括一个***的紧固件***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹； 
图8B是图8A的实施方案基本沿线8B-8B所取的横截面图； 
图8C是图8B所示在动态套筒***件和静态套筒***件之间的名义轴向间隔(nominal axial separation)的详细横截面图； 
图9A是类似于图7C的俯视图并附加地包括一个***的紧固件***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹； 
图9B是图9A的实施方案基本沿线9B-9B所取的横截面图； 
图10A-C是平面PLTCM第一实施方案的俯视图，其中所述动态套筒***件被示为处于三个不同的横向平移状态：居中、居中且旋转接合、以及对角线右侧； 
图11A是类似于图10B的俯视图并附加地包括一个***的紧固件***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹； 
图11B是图11A的实施方案基本沿线11B-11B所取的横截面图； 
图12A是类似于图10C的俯视图并附加地包括一个***的紧固件 ***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹； 
图12B是图12A的实施方案基本沿线12B-12B所取的横截面图； 
图13是本发明的平面PLTCM第二实施方案的分解立体图，其中第一和第二动态套筒***件同中心地嵌入静态套筒***件，所述第一***件通过其与第二动态套筒***件的相互作用被限制为沿第一相反方向平移，第二***件通过静态套筒***件被限制为沿第一和第二方向平移，所述第一和第二方向与所述第一***件的方向垂直； 
图14A是图13中所示组件的俯视图并附加地包括一个***的紧固件***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹，其中所述螺栓柱和动态套筒***件被示为处于中央位置； 
图14B是图14A的实施方案基本沿线14B-14B所取的复合横截面图； 
图15A是图13中所示组件的俯视图并附加地包括一个***的紧固件***以及相关联的工件，该***的紧固件***包括螺栓柱和筒夹，其中所述螺栓柱和动态套筒***件被示为处于偏心位置；以及 
图15B是图15A的实施方案基本沿线15B-15B所取的复合横截面图。 
具体实施方式
引言：当与该部分描述的任意结构或方法、参照物或界标相关联时，各图中任意数字引线的末端意在代表性地指出该结构或方法、参考物或界标，以及将它们与对该对象或方法的书面描述相关联。除非明确地如此阐明，或从附图以及术语所用的上下文表面明确可知，否则并不意在、或不应推断为就其本身而言界定或限定所引述的对象或方法的范围。除非明确地如此阐明，或从附图以及术语所用的上下文表面明确可知，所有词语和视觉辅助应被给予其与本公开文本的上下文相一致的常用商业含义和/或科学含义。 
根据上文所述，给出以下说明使得本领域技术人员能够制造和利用所要求保护的本发明。对所描述的实施方案的各种改型对本领域技术人员是容易明白的，在不背离如所附权利要求限定的本发明的主旨和范围的情况下，本文公开的总体构思可应用于本发明的其他实施方 案及应用。因此，要求保护的本发明并不意在并且不应该被限制为公开的和/或描述的实施方案，而应被给予与本文公开的构思和特征相一致的最宽范围。 
然后参见若干实施方案，其中相同的数字表示相同的部件，更具体地参见图1-4，示出了动态套筒***件的第一实施方案，其与作为辅助结构的静态套筒***件相结合。在该***实施方案20中，动态套筒***件30大体包括主体部分32、斜面边缘42、外表面44，凸缘部分50和端部62；静态套筒***件70大体包括主体部分72、结合凸缘(bonding flange)82以及支承表面94。附加地，在该所示***中，示出了可选的套环64。 
除了上文确定的大体元件，动态套筒***件30还包括内表面34和外表面44，该内表面34包括反作用部分36，该反作用部分构成由两部分组成的第一抗旋转装置(第一ARM)的第二部分，该外表面44包括相对的弧形部分46和反作用部分48，该弧形部分限定最大直径，该反作用部分构成由两部分组成的第二抗旋转装置(第二ARM)的第一部分并限定最小直径。此外，动态套筒***件30的凸缘部分50包括暴露的表面52、近侧表面54以及周缘表面56，所述暴露的表面52在当使用所述套筒时面向周围环境，所述近侧表面54面向辅助结构(在该实例中为静态套筒***件70)。 
除了上文确定的大体元件，静态套筒***件70还包括内表面74，该内表面包括相对的弧形部分76以及相对的反作用部分78，该弧形部分限定最大直径，该反作用部分构成第二ARM的第二部分并限定最小直径。结合凸缘82包括滚花84、环形凹槽86(当被***相符的工件时该环形凹槽86辅助进行固定)、结合表面88、支撑表面90以及环形凹槽92，该环形凹槽92接收该所示***中的套环64的一部分。 
尤其从图1明显地，当在两个套筒***件30和70之间发生差动旋转时，第二ARM通过在动态套筒***件30的反作用表面48和静态套筒***件70的反作用表面78之间的相互作用而起作用。总的来说，相对于其所述作用——即有目的地限制完全旋转，第二ARM的形式居于其次，然而在所示实施方案中，允许在两个套筒***件30和70之间的双方向平移(剪切)。这样，动态套筒***件30的反作用表面48 和静态套筒***件70和反作用表面78是大体平面的以允许这种差动运动。这种配置的功能性结果最佳示于图4A-4C，其中动态套筒***件30被示为相对于静态套筒***件70从初始位置、经中立位置平移至最终位置。 
尽管上文段落已通过与动态套筒***件外表面和静态套筒***件内表面相关联的表面特征的相互作用而确立第二ARM的存在，但是这种位置不是排他性或强制性的。然后参见图5-7，示出了动态套筒***件的第二实施方案。除了用数字标示的地方，该***120实施方案的所有部件、部分和构件与***20相同。如在所参照附图中所示，凸缘部分150绕其周缘表面156不是圆形的，并且静态套筒***件70还包括从支承表面94延伸的周缘边沿196。具体而言，凸缘部分150包括弧形部分158和反作用表面160，该反作用表面160构成第二ARM的第一部分，并且周缘边沿196包括弧形部分198和反作用表面200，该反作用表面200构成第二ARM的第二部分。如图7A-7C中最佳所示，在动态套筒***件30和静态套筒***件70之间的差动旋转被反作用表面160和200之间的相互作用限制，但是这些表面的线性几何结构允许在其间的双方向平移。 
应注意，所示关于***120的第二ARM实施方式也可关于结合凸缘82实现。特别参考图3，结合凸缘82的支撑表面90被示为限定凹槽92，该凹槽92在几何结构上为大体椭圆的。套环64在该凹槽的界限内紧密配合(至少在所述凹槽的短轴约束内)，这由此允许套环64(其牢固地紧固至动态套筒***件30)在凹槽92内的双方向平移，从而允许关于静态套筒***件70的双方向平移。如本领域技术人员容易理解的，表面200可作为第二ARM的第二部分的反作用表面，同时仅建立对套环64的周缘表面68的平面的配对表面将确立该第二ARM的第一部分。 
至此，第二ARM的反作用表面彼此已极为贴近。因此，在动态套筒***件和静态套筒***件之间的剪切运动已大体被约束为单线(single line)。然而，也存在不期望这种约束的应用。在这样情况下，反作用表面之间空间关系不需要靠近，由此产生平面的相对运动，与线性的相对运动相反。这种实施方案和***在图10-12中示出。 
除了用数字标示的地方，该***220实施方案的所有部件、部分和构件都与***120相同。如在参考的附图中所示，凸缘部分250的相对的反作用表面260之间的距离小于凸缘部分150的相对的反作用表面160，而周缘边沿196的相对的反作用表面200之间的距离保持相同。因此，在凸缘部分250和边沿部分196之间相对平面的运动(剪切)沿与之前的往复运动方向垂直的方向(例如，图7A-7C)是可能的，在该平面内在其间的任何方向都是可能的(参见图10C)。其间相对旋转的运动也受第二ARM存在的影响，尽管允许了超出名义旋转(参见图10B)。 
当***220与若干工件一起使用时，状态在图11和12中最佳示出。图11A和11B与图10B所示的情况相关联，而图12A和12B与图10C所示的情况相关联。如图8和9的实例，筒夹主体28与动态套筒***件130直接接合，并与结构24间接接合。图11A和11B呈现出面板22和结构24之间的名义夹紧：面板22的钻孔23与结构24的钻孔25同轴，面板22和结构24具有暴露的边缘对齐处(registry)(参见图的左侧)。图11B特别地示出在静态套筒***件70的弧形部分98以及动态套筒***件130的弧形部分158之间的空间对称，这由所述钻孔的同轴对准表示。同样关于图11B并且不同于图8，动态套筒***件130经由凸缘部分250的近侧表面54与静态套筒***件70的支撑表面90成压缩接触，端部62与结构24成间隔开的关系。因此，在该实施方案中，当实现完全夹紧时不希望面板22和结构24之间的相对运动；目的是提供用于适应非同轴钻孔对准的装置，如图12A和12B所示和下文所讨论的。 
图11A特别地示出第二ARM的接合状态(两个反作用表面260都接触相对的反作用表面200)。然而，由于反作用表面260之间的减小的距离，相对于更大分布的表面负荷配置(与图8A相比)，第二ARM处于占优的点负荷配置。不管这些差别，两个ARM在功能上等价，广义而言它们都阻止动态套筒***件130和静态套筒***件70之间不受限的差动旋转。如果负载值和/或蠕变(creep)是ARM选择时要考虑的材料因素，则可通过修改反作用表面的表面特性来增加点负荷的面积。 
在面板22的钻孔23和结构24的钻孔25之间的对准在图11A和11B中被考虑为理想的，而图12A和12B中的钻孔对准是偏离的(结构24相对于面板22存在向右边的偏移，这使得两个钻孔23和25的非同轴的对准)。为了适应这种不对准，动态套筒***件130被允许占据静态套筒***件70内的一个偏离位置(非轴向对称)，特别地如图12B所示。在该附图中，动态套筒***件130在被周缘边沿196限定的区域内的位移是明显的，如图9B中的情况。因此，即使动态套筒***件130已经在静态套筒***件70内多方向发生位移，第二ARM继续起作用，并且足够的压缩接触继续存在于动态套筒***件130和静态套筒***件70之间。 
图12A和12B中所示***可解决多矢量位移的情况，而图13-15所示的***320提供更加坚固耐用的解决方案。此处，除了尺寸差异，动态套筒***件130和静态套筒***件70大体保持与之前讨论的其他***和构件实施方案相一致。这个***和其他***实施方案之间的主要区别在于包括第二动态套筒***件330’以及包括/分配第三ARM。 
动态套筒***件130在几何结构和功能方面大体类似于其他附图中示出的动态套筒***件130，但第二ARM的第二部分(反作用表面160与其互补)替代地处于动态套筒***件330’上，而不是在静态套筒***件上。因此，动态套筒***件330’包括第二ARM的第二部分，还包括第三ARM的第一部分。假定静态套筒***件70与动态套筒***件330’发生必要的相互作用，因此静态套筒***件70包括第三ARM的第二部分(而不是包括如前述实施方案中的第二ARM的第二部分)，尽管第三ARM的运行方式基本相同。 
***320的每个套筒***件依赖基于凸缘和基于边沿的反作用结构以作为不同的ARM。因此，动态套筒***件130的凸缘部分150包括周缘表面156，该周缘表面具有反作用表面160作为第二ARM的第一部分；而动态套筒***件330’的凸缘部分250’包括周缘边沿334’，该周缘边沿具有反作用表面338’作为第二ARM的第二部分。第三ARM包括动态套筒***件330’的周缘表面356’的反作用表面360’作为第一部分，边沿部分96的反作用表面200作为第二部分。在所示***中，第二和第三ARM的每个被约束为往复的线性运动，但是，由于这两个 ARM机械地联动，净效应为：动态套筒***件130能够相对于静态套筒***件70进行不受限的平面(剪切)运动，或者如图14A-B及15A-B中最佳所示，能够相对于面板22(静态套筒***件70结合至该面板22)进行不受限的平面(剪切)运动。 

Claims (7)

1.一种用于与紧固件相结合来非破坏性地关联至少第一工件和第二工件的***，所述紧固件包括由两部分组成的第一抗旋转装置的第一部分，所述***包括：
一个第一动态套筒***件，所述第一动态套筒***件包括在其内表面上的由两部分组成的所述第一抗旋转装置的第二部分，以及在其外表面上的由两部分组成的第二抗旋转装置的第一部分，所述内表面限定一个平移轴线，其中所述第一动态套筒***件的所述内表面适应由两部分组成的所述第一抗旋转装置的所述第一部分的基本轴向平移；
一个静态套筒***件，用于接收所述第一动态套筒***件的至少一部分，并包括在其内表面上的由两部分组成的所述第二抗旋转装置的第二部分，从而在将所述第一动态套筒***件***所述静态套筒***件之后，适应了在大体正交于所述平移轴线定向的平面内的、在所述第一动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的比名义平移或剪切运动更大的平移或剪切运动；以及
套环，其牢固地紧固至所述第一动态套筒***件，所述套环的周缘表面包括所述第二抗旋转装置的第一部分。
2.根据权利要求1所述的***，其中在所述第一动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的所述平移或剪切运动基本专有地为双方向的。
3.根据权利要求2所述的***，其中由两部分组成的所述第二抗旋转装置的所述第一部分包括与所述第一动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的双方向平移或剪切运动大体平行的平面表面。
4.根据权利要求2所述的***，其中由两部分组成的所述第二抗旋转装置的所述第二部分包括与所述第一动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的双方向平移或剪切运动大体平行的平面表面。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的***，还包括一个第二动态套筒***件，其中
所述第二动态套筒***件接收所述第一动态套筒***件的至少一部分，并包括在其内表面上的由两部分组成的所述第二抗旋转装置的所述第二部分，以及在其外表面上的由两部分组成的第三抗旋转装置的第一部分；以及其中
所述静态套筒***件接收所述第二动态套筒***件的至少一部分，并包括在其内表面上的由两部分组成的所述第三抗旋转装置的第二部分，由此在将所述第一动态套筒***件***所述第二动态套筒***件以及将所述第二动态套筒***件***所述静态套筒***件之后，适应了在大体正交于所述平移轴线定向的平面内的、在所述第二动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的比名义平移或剪切运动更大的平移或剪切运动。
6.根据权利要求5所述的***，其中由两部分组成的所述第三抗旋转装置的所述第一部分包括与所述第二动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的双方向平移或剪切运动大体平行的平面表面。
7.根据权利要求6所述的***，其中由两部分组成的所述第三抗旋转装置的所述第二部分包括与所述第二动态套筒***件和所述静态套筒***件之间的双方向平移或剪切运动大体平行的平面表面。
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