允許在緊固系統失效后移除部件的緊固系統技術方案

一種用于將覆蓋件附接至地下拱頂室的緊固系統，該緊固系統包括具有螺紋的螺栓和由復合纖維增強聚合物形成的螺母，其中，該螺母具有延伸穿過該螺母的螺紋接合部，該螺紋接合部將在螺栓插入之后且在螺母和螺栓咬粘之前在剪切作用下失效。該緊固系統還可以包括螺母保持器，該螺母保持器定尺寸成允許螺母在該保持器內浮動。

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用本申請要求于2015年7月20日提交的、序列號為62/194,716的美國臨時專利申請的權益和優先權，該專利申請的內容通過參引并入本文中。
本專利技術涉及用于下述蓋或覆蓋件的緊固系統，所述蓋或覆蓋件用于在各種地下工業中使用的處于地下或地平面處的拱頂室上。
技術介紹
在公共事業、安全部門以及鐵路部門或其他工業中應用的地下的或埋入的拱頂室、坑室或箱可以容納共軸纖維或光導纖維、銅線纜以及氣體、電力線和其它導管、工業閥門、WI-FI天線等。用于地下公共事業的拱頂室和坑經常需要被打開以進行維修或者改善服務。典型地，公共事業拱頂室和坑包括混凝土蓋、聚合物混凝土蓋或塑料蓋，所述蓋通過一端具有鉤的工具或鎬打開。該鉤插入穿過蓋或覆蓋件中的孔并且用于撬動蓋或覆蓋件使其離開拱頂室或坑頂上的開口。在使用地下箱的過程中，覆蓋件或蓋可以安裝在大致地平面處。由諸如塑料、混凝土、聚合物混凝土和纖維增強復合材料之類的各種材料形成的這些覆蓋件或蓋通過例如直螺栓或L螺栓等各種方法固定就位。所述螺栓通常穿過覆蓋件并且進入到地下箱中，在該地下箱中，螺栓擰入被保持的螺母或者類似裝置中，從而將覆蓋件緊固至該箱。該緊固系統非常容易失效并且許多已安裝的箱/覆蓋件單元被故意損壞以再次進入該箱室中并接近例如銅或光纖的外殼之類的內部的基礎設施。在通常定位在相對角上的螺栓將覆蓋件附接至箱的情況下，該損壞通常是但不限于破環覆蓋件的角。當然，這意味著覆蓋件不再固定至箱并且該覆蓋件顯著減弱至下述程度：該覆蓋件將不可能傳遞接近車輛負載的該實施所規定的載荷要求。由于覆蓋件不再被螺栓——所述螺栓通常包括防損壞特征，比如需要不常用的專用工具來接近的“五角”頭部設計——固定，因此公共事業拱頂室經受破壞，由于易于接近意在被這些安全特征所保護的基礎設施，該事實造成容易進行盜竊或不期望的破壞。緊固系統的失效通常通過兩種機制發生，即，螺栓和螺母咬粘在一起并且螺栓不能被轉動來移除，或者螺栓和螺母咬粘，并且該螺母脫離其保持器并且當其轉動時與螺栓一起旋轉。在一些系統中，存在另外的失效模式，在該失效模式中，螺栓螺紋被剝離并且螺栓不能被移除。所有這些情形防止了覆蓋件的移除并且致使技術人員破環覆蓋件以得以進入。由于用于制造覆蓋件的先進復合材料的最新發展和配置，所述先進復合材料不會如舊的材料那樣在角處破碎，并且在保持系統失效的條件下需要極端措施以重新進入箱中，使得這個問題進一步惡化。這些情形對于配置包括但不限于電信、交通、能源分配和其他公共事業的地下箱的所有公共設施公司來說是尋常和普遍的。已經試過用于解決緊固系統失效的各種嘗試。例如，為了解決螺栓/螺母咬粘的一些方面，比如當不銹鋼螺母和螺栓磨傷而引起螺母和螺栓咬粘時，螺母或螺栓已經由黃銅螺母或螺栓取代或者添加防咬粘化合物以防止不銹鋼對不銹鋼的磨傷。然而，盡管磨傷會是一個問題，但是更大的問題是顆粒特別是砂子、土壤、水泥和聚合物混凝土顆粒對螺紋的污染。由于這些安裝在土壤或人行道中進行，顆粒幾乎總是污染螺紋，并且防咬粘化合物的添加對顆粒提供了油脂狀化合物以使顆粒粘附至螺栓/螺母的螺紋界面并且將顆粒運送至螺栓/螺母的螺紋界面中。因此，大多數的失效是由于螺紋的污染并且當前的解決方案沒有解決這一問題。因此需要提供一種用于將蓋或覆蓋件附接至地下的或埋入的拱頂室、坑、室或箱的改進的緊固系統，所述改進的緊固系統解決了先前的緊固系統的缺點并且允許在不破壞蓋或覆蓋件的條件下進入所述箱的室中。
技術實現思路
本專利技術是一種用于地下的或埋入的拱頂室、坑、室或箱的覆蓋件或蓋的緊固系統，其解決了先前的緊固系統的問題并且能夠在不損壞蓋的情況下容易且廉價地進入到所述箱的室中。本專利技術是一種緊固系統，其包括螺母螺栓布置，該螺母螺栓布置減少了失效的機會，并且當失效發生時，失效模式改變成使得仍可以在不損壞覆蓋件或箱的情況下進入到拱頂室中，并且已失效的部件可以容易且廉價地進行替換。本專利技術的緊固系統提供了配置在地下的箱和覆蓋件內的兩種類型的螺母保持設計，其中，一種是將固定的螺母附接至箱，此時，該螺母保持靜止，并且第二種是浮動的螺母設計，此時，允許該螺母在箱中的軌道或籠內移動以彌補一定程度的不對準。本專利技術的緊固系統的失效模式已經移動至由螺母包含的螺紋，使得螺栓、螺母保持器和螺母附接點保持完好。在該實施方式中，螺母在不損壞其他任何物體的情況下脫離。通過仔細選擇用于形成緊固件的螺母、螺栓和保持器的材料，實現了期望的失效模式并且失效模式的性能設計成對有用的結果起作用，特別是螺紋和螺母在任何其他失效模式之前脫離。用于螺母的材料是復合類型材料，例如但不限于玻璃填充尼龍，該玻璃填充尼龍具有良好的強度，但是允許螺母螺紋在任何其他失效模式之前剪切。通過控制螺紋接合的長度以及相對于螺栓直徑的孔直徑，緊固件能夠滿足扭矩需求并且仍允許螺母螺紋首先失效。通過對材料、孔直徑和螺紋接合的調整，獲得期望的失效模式。由于螺紋形成期間高應力集中在螺母中，因此需要適當的導引倒角以防止螺母的破裂，通常是1/16英寸至1/8英寸對邊距的45度倒角。與部件的材料選擇相結合，某些幾何結構特別是部件界面處的幾何結構被優化成確保失效以期望的模式并且在期望的部件中發生。可以應用很粗的方頭螺栓型螺紋，這是因為其善于在復合材料中形成螺紋并且允許螺母材料獲得最終在剪切作用下失效的所需的高扭矩極限。通過參照以下詳細描述和附圖將更加清楚地理解本專利技術的這些方面和其他方面。附圖說明圖1是本專利技術的緊固系統的俯視圖；圖2是圖1的緊固系統的部分剖視圖；圖3是替代性實施方式緊固系統的部分剖視圖；圖4是具有由圖1或圖3的緊固系統附接的蓋或覆蓋件的地下拱頂室、坑、室或箱的立體圖；以及圖5是圖4的剖視圖。具體實施方式參照圖1和圖2，示出了本專利技術的緊固系統10。該緊固系統包括螺栓12、螺母14和螺母保持器16。緊固系統10用來將蓋或覆蓋件附接至地下的或地平面的拱頂室、坑、室或箱，所述地下的或地平面的拱頂室、坑、室或箱隨后將在文中更加詳細的描述。螺栓12通常是具有粗螺紋18以與螺母14接合的方頭螺栓，其中，該粗螺紋18定位在延伸穿過螺母的孔24的螺紋接合部段22中。該螺栓的螺紋在安裝期間將切入到螺母的螺紋接合部段中，從而在螺母中形成螺紋。螺栓12包括頭部19，該頭部19可以是傳統的頭部設計或者可以包括防損壞特征，例如需要專用工具來操縱的五角頭部設計。具有細螺紋的螺栓也可以用于該緊固件。延伸穿過螺母的孔24包括延伸至螺栓對準部段28的螺栓導入倒角26，該螺栓對準部段28延伸至定位在螺栓對準部段28與螺紋接合部段22之間的螺紋接合部段導入倒角30。導出倒角32從該螺母的螺紋接合部段延伸至螺栓遮蓋部段34。該螺母還包括凸耳36和38，所述凸耳36和38位于該螺母的鄰近導入倒角26和螺栓對準部段28的上部部分的兩側上。所述凸耳還可以沿著螺母的其他部分定位。螺母14定位在包括腔40的螺母保持器16內，其中，腔40的尺寸與螺母的凸耳部相比過大，使得該腔與凸耳之間在側部和底表面上存在空隙，從而本質上允許螺母在腔40內浮動。腔40包括孔42，使得螺母的剩余部分——即螺紋接合部段和螺栓遮蓋部段——可以延伸穿過該保持器。孔42的直徑小于凸耳的外部尺寸，使得螺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將覆蓋件附接至地下拱頂室的緊固系統，所述緊固系統包括：螺栓，所述螺栓具有螺紋；以及復合纖維增強聚合物的螺母，所述螺母具有延伸穿過所述螺母的至少一部分的螺紋接合部，其中，所述螺紋接合部在接納所述螺栓之后且在所述螺母與所述螺栓咬粘之前在剪切作用下失效。

【技術特征摘要】
2015.07.20 US 62/194,716;2016.06.08 US 15/177,2771.一種用于將覆蓋件附接至地下拱頂室的緊固系統，所述緊固系統包括：螺栓，所述螺栓具有螺紋；以及復合纖維增強聚合物的螺母，所述螺母具有延伸穿過所述螺母的至少一部分的螺紋接合部，其中，所述螺紋接合部在接納所述螺栓之后且在所述螺母與所述螺栓咬粘之前在剪切作用下失效。2.根據權利要求1所述的緊固系統，還包括螺母保持器，所述螺母保持器定尺寸成允許所述螺母在所述螺母保持器內浮動。3.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述螺母還包括定位在所述螺紋接合部上方的無螺紋的螺栓對準部。4.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述螺母具有定位在所述螺紋接合部下方的螺栓遮蓋部段。5.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述螺母還包括鄰近所述螺紋接合部的導入倒角和導出倒角。6.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述螺母包括從所述螺母的一部分沿徑向向外延伸的至少一個凸耳。7.根據權利要求6所述的緊固系統，其中，存在兩個凸耳，所述兩個凸耳中的每個凸耳均具有用于接納緊固件的孔。8.根據權利要求2所述的緊固系統，其中，所述螺母保持器具有用于接納所述螺母的至少一部分的腔，所述腔定尺寸成防止所述螺母在所述螺母保持器中充分地旋轉。9.根據權利要求2所述的緊固系統，其中，所述螺母保持器具有安裝孔。10.根據權利要求1所述的緊固系統，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾·A·萊馬科斯，
申請(專利權)人：舍奈爾商業公司，
類型：發明
國別省市：美國;US