带有供结构构件的分开部分用的内支撑物的紧固件构造 发明的简要背景
本发明涉及一种紧固系统，其中包括一个用来在凸缘或平板上的通常未被充分支撑的部位处，通过施加夹紧力，把例如带有分开的凸缘或平板的C形槽钢之类结构构件固定在一起的紧固件。
本发明一般涉及多件式紧固件，其中包括在1950年11月21日颁发给L.Huck的美国专利No.2 531 048、1975年10月28日颁发给J.Ruhl的美国专利No.3 915 053以及1986年4月8日颁发给R.Dixon的美国专利No.4 580 435中所描述的类型的冷挤压式紧固件或锁紧螺栓。以上一切均可看成是相对于本发明的先有技术。
在某些重工业用途中，例如在建筑物或桥梁的构造中，结构构架和支撑构件，其中包括梁在内，是通过把C形槽钢之类的构件连接在一起而形成地。一个C形槽钢可以被看成包括一对分开的凸缘(翼缘)，这些凸缘与一个中间连接平板整体地形成，并从中间连接平板横向地平行延伸。经常是，通过在槽钢构件的贴近端或截面处把角撑板焊接于邻接的分开的凸缘，来把两个这样的C形槽钢构件连接在一起。这样做可以形成一个角，一个中间结点或者只不过是为了增加结构梁的总长度。在很多情况下，可能希望把多件式紧固件用于这种连接。然而，在这种用途中，对分开的凸缘之间的结构结点的一般可达性可能受到限制，妨碍安装工具的使用或需要颇为复杂的安装程序。此外，连接往往在这样的区域内进行，其中在分开的凸缘之间有有限的支撑物。这通常能阻止穿过C形槽钢的分开的凸缘并在C形槽钢的分开的凸缘之间延伸的紧固件组件的使用，在那里紧固件的安装可能需要在分开的凸缘之间的一个部位施加一个轴向力，该力能彼此相对地对凸缘施加推力。与此同时，最终的夹紧载荷势必受到限制，借此结点(连接)的总强度也将受到限制。此外，这样一种结点构造将倾向于在C形槽钢与连接角撑板之间产生有害的滑移。要不然，可能的话，可以对每个分开的凸缘和配套的角撑板使用单独的紧固件，安装时间和费用可能增加，但是在分开的凸缘之间仍然不带直接支撑物。
在本发明中提供了一种独特的紧固件构造，借此，例如C形槽钢之类的构件可以通过使用角撑板和紧固件而固定在一起，该紧固件带有适合于放在分开的凸缘之间并在安装期间被改制的支撑构件，以便对C形槽钢构件的分开的凸缘提供结构支撑，借此，角撑板和分开的凸缘能以所希望的高夹紧载荷被固定在一起。为了阻止在连接结点处构件之间的滑移，高夹紧载荷是希望的。于是在本发明的一种形式中，紧固件靠一个具有基本上支柱形结构的构件在分开的凸缘之间设置直接支撑物。
在某些结构用途中，使用一个主干C形槽钢构件，该主干C形槽钢构件在其纵向延伸的敞开侧通过在分开的凸缘上的折弯而部分地封闭，并固定于一个连接构件，后者完全敞开而在凸缘的端部没有被部分地封闭。
用C形槽钢结构时可能希望以各种间隔在凸缘之间简单地设置支撑物，以便抵抗可能倾向于使凸缘弯曲的载荷力。本发明提供一种独特的紧固件式构造，该构造可以被用作撑柱以便在所选定的区域中设置这样的支撑物。这能促使C形槽钢构件在这样的场所的使用，在那里否则可能不得不使用箱型梁或者具有更昂贵和/或更复杂的撑柱结构的C形槽钢。
于是，本发明的一个目的在于，提供一种独特的紧固件构造(结构)，用以在分开的凸缘或部分通常未被支撑的部位处，通过使用由该紧固件对C形槽钢的分开的凸缘所施加的轴向力，进行与例如在C形槽钢中的带有分开的凸缘或部分的结构工件的连接。
本发明的另一个目的在于，提供一种独特的紧固件构造，用以在通常未被支撑的部位处，进行对结构构件的间隔分开的部分的结构连接。
本发明的又一个目的在于，提供一种多件式紧固件，用以在通常未被支撑的部位处，在结构构件的间隔分开的部分处进行结构连接，该紧固件带有在安装期间被改制的具有支柱形结构的支撑构件，以便在分开的部分之间设置直接支撑物。
本发明的另一个目的在于，提供一种多件冷挤压式紧固件，用以在结构构件的间隔分开的部分之间进行这样一种结构连接。
本发明的另一个目的在于，提供一种两件式紧固件，用以在结构构件的间隔分开的部分之间进行这样一种结构连接。
本发明的另一个目的在于，提供一种利用螺线或螺旋花键式构造的两件式紧固件，用以在结构构件的间隔分开的部分之间进行这样一种结构连接。
总的目的在于，提供一种独特的多件式紧固件，用以制成一个对结构构件的连接结点，该紧固件具有在该构件的间隔分开部分之间自动地设置直接的、支柱形支撑物的构造，该分开的部分在连接结点部位处通常相对未被支撑。
另一个目的在于，拥有一种用作撑柱的紧固件类器件，用以在C形槽钢构件的间隔分开的凸缘之间设置支撑物。
从下面结合附图的描述和权利要求书中，本发明的其他目的、特征和优点将变成显而易见的，这些附图中：附图图面的说明
图1是一个结构角组件的透视图，画出了通过分开的凸缘连接在一起的一对C形槽钢构件，该连接在针对凸缘之间的载荷设置通常有限的支撑物的部位处，并利用本发明的紧固件，该紧固件被画成处于已完全安装的状态，并且是冷挤压式的；
图2是一个立面视图，某些零件被画成图1的结点的基本上沿图1中箭头2-2的方向截取的剖面，但是是在安装完成之前，并且画出了一对本发明的紧固件，一个紧固件被画成是在最终安装之前而另一个紧固件是在最终安装之后；
图3是一个与图2类似的立面局部剖视图，画出了使用冷挤压式紧固件的两件形式来连接一对C形槽钢构件；
图4是一个与图3类似的立面局部剖视图，画出了使用利用螺线或螺旋花键配置的两件式紧固件来连接一对C形槽钢构件；以及
图5是一个与图2类似的立面局部剖视图，画出了一种用来连接一对C形槽钢构件的三件式紧固件的修改形式。发明的实施例的描述
现在看附图中的图1和图2，一对结构C形槽钢10和10a被画成处于装配关系以便形成一个角结点(角接)。C形槽钢10和10a包括中间平板12和12a，每个中间平板带有一对分开的凸缘(翼缘)14、16和14a、16a，这些凸缘与中间平板12和12a中的相应的一个成整体并从其对峙的两端平行地延伸。C形槽钢10是部分地封闭的主干结构槽钢构件，其中凸缘14和16的外自由端15和17分别被部分地彼此对着地曲线地向内折弯。C形槽钢10a是敞开的槽钢结构连接构件，其中凸缘14a和16a的外自由端是平面的，即未被向内折弯。在所有其他方面，C形槽钢10和10a在横截面内基本上相同。应该指出，本发明对于把一个C形槽钢构件连接于一个具有基本上相同的构造的构件或者连接于不同形状的其他结构而言，是同样适用的。
一对平坦的角撑板(结点板)18、19被利用来借助于紧固件20、20a把C形槽钢10和10a连接在一起。紧固件20和20a是相同的，只是在图2中紧固件20被画成处于其安装前的状态，而紧固件20a被画成处于其已安装的状态。从图1可以看出，角撑板18呈直角三角形的形状，底边部放在主干槽钢凸缘14上。角撑板19具有基本上相同的三角形构造，其底边部也类似地放在主干槽钢凸缘16上。这样一来，两个紧固件20装在角撑板18、19的在主C形槽钢构件10的凸缘14、16上的底边部处，而第3紧固件20a装在三角形角撑板18、19的在C形槽钢连接构件10a的凸缘14a、16a上的顶角附近。
现在看图2，分开的凸缘14、16和14a、16a分别设有对齐的开孔或孔22、24和22a、24a。出于将要述及的目的，凸缘14、14a上的孔22、22a具有比对面的在凸缘16、16a上的对齐的孔24、24a更大的直径。
紧固件20、20a具有一种冷挤压式结构，并且包括销子26、26a和束套28、28a。销子26、26a包括细长的销杆30、30a，销杆的在一端处以加大的销头32、32a来终结。销杆30、30a在另一端处设有销尾部54、54a，其中包括一组环形拉力槽34、34a。一组环形锁定槽36、36a布置成靠近销尾部54、54a，并且靠减径环形断裂颈槽38、38a与销尾部分开。断裂颈槽38、38a界定销杆30、30a的最薄弱部分，并且适合于在最终安装时在束套28、28a被冷挤压进入锁定槽36、36a之后断裂。在这方面，束套28、28a具有带有基本上环形截面的圆筒形构造，并且包括一个带有管形筒部40、40a的凸缘39、39a，该管形筒部适合于被冷挤压进入锁定槽36、36a。
角撑板18带有一组孔42、42a，这些孔有与大直径凸缘孔22、22a基本上相同的直径并且适合于被布置成与这些大直径凸缘孔同轴对齐。同样，角撑板19带有一组孔44、44a，这些孔有与小直径凸缘孔24、24a基本上相同的直径并且适合于被布置成与这些小直径凸缘孔同轴对齐。
一个细长的圆筒形支撑套管46、46a，在安装之前有基本上均匀的内径和外径，并且适合于以小间隙配合套在销杆30、30a上。在安装准备的同时，基本上均匀的外径允许套管46、46a以小间隙穿过大直径角撑板孔42、42a和相应的凸缘孔22、22a。因此套管46、46a的安装前的内径一般等于小直径角撑板孔44、44a和相应的凸缘孔24、24a。于是，如图2中所示，当安装前的紧固件20的销子26和支撑套管46在安装准备中被预装配于C形槽钢10、10a和角撑板18、19时，安装之前的支撑套管46将与分开的凸缘16的内表面相接合，把这些紧固件构件保持就位。可以看到，套管46、46a并不提供与角撑板18或19中任何一个的轴向接合或干涉，所以有助于在安装准备中对这些构件的处置(操纵)。
为了方便操作者和为了有助于对紧固件20的处置，支撑套管46的引导端可以被轻微地束缚进入一个或多个锁定槽36，以便把销子26和套管46保持在一起，用以在安装循环之前与C形槽钢10、10a和角撑板18、19装配。要不然套管46可以设有与锁定槽36的轻微的过盈配合。这样一来，销子26和套管46的预装配组合可以作为一个单个的单元来处置并很容易装进一个角撑板18和C形槽钢10、10a的分开的凸缘14、14a。
销杆30、30a带有一个与销头32、32a相连接的加大的、基本上均匀直径的光滑台肩部48、48a。台肩部48、48a有与角撑板孔42、42a和相应的凸缘孔22、22a的直径基本上相同的直径，借此该台肩部能以小间隙配合穿过它们。一个圆锥形颈部49、49a把台肩部48、48a连接于有小直径的细长的、光滑的杆部52、52a。锁定槽36、36a可以通过轧制销杆30、30a的邻接断裂颈槽38、38a的部分而形成。由于支撑套管46有近似于锁定槽36顶峰的直径，从而有近似于光滑杆部52的直径，所以处于其安装前的状态的套管46将被圆锥部分49阻止向销头32进一步移动。在这方面，拉力槽34的顶峰也近似为套管46的内径。套管46的长度L1基本上等于分开的槽钢凸缘14、14a和16、16a内表面之间的距离D1。
紧固件20、20a可以用一般以在技术上公知的方式来构成的，用于冷挤压式紧固件的安装的常规工具来安装，因此为简单起见而省略其细节。请见例如1984年9月18日颁发给Ruhl等人的关于“最佳的紧固件结构系统和方法”的美国专利No.4 472 096中部分地示出的安装拉力工具。该安装工具有一个带有一组适合于夹住拉力槽34、34a的夹爪的夹头，和一个适合于接合束套28、28a的冷挤压砧座。当一个相对轴向拉力施加于夹头与冷挤压砧座之间时，一个相对轴向拉力施加于销子26、26a与束套28、28a之间。此力把销子26、26a相对于支撑套管46、46a拉动，后者，正如所指出的那样，被它与凸缘16、16a的内表面的接合阻止而不能移动。以图2中的紧固件20、20a为例来说明这一点。随着相对轴向力加大，圆锥部分49a被拉进套管46a的迎面端，引起套管径向向外变形而形成一个具有基本上漏斗式或喇叭口形状的扩大的头部50a。加大直径台肩部48、48a的轴向长度L2至少基本上等于角撑板18和分开的槽钢凸缘14、14a的复合厚度t、ta。于是，正如对图2中的紧固件20a可以看到的那样，加大直径部48a基本上不被移动进入支撑套管46a的扩大的端部或头部50a。要不然，正如在图3的实施例中将会看到的那样，台肩部，例如48、48a，可以更长一点，并部分地移动进入头部50a。随着相对轴向力继续加大，角撑板18和分开的槽钢凸缘14a被推挤在一起并靠紧扩大的套管头部50a，同时角撑板19和凸缘16a被推挤在一起靠紧支撑套管46a的另一端。相对轴向载荷现在受到套管46a抵抗，致使角撑板18和分开的槽钢凸缘14a与对面的角撑板19和分开的槽钢凸缘16a被牢固地夹紧在一起。扩大的头部50a能形成所指出的漏斗形状，支撑套管46、46a的总长度L1基本上没有改变，从而提供对槽钢凸缘14、16和14a、16a之间的距离D1的可靠的匹配。
随着相对轴向力继续加大，冷挤压砧座中的一个冷挤压腔轴向移动，径向地挤压束套28a的管形筒部40a，以便冷挤压该管形筒部径向地进入锁定槽36a而以预先选定的预载荷把该组件牢固地夹紧在一起(见图2)。在相对轴向力进一步加大时，销杆30a在断裂颈槽38a处被拉断，去掉包括拉力槽34a在内的销尾部54a。安装工具现在可以被进一步操作以便与拉断的销尾部54a一起从所冷挤压的束套28a退出。
紧固件20可以按与针对紧固件20a所述的同样的方式来安装，产生如图1所示的C形槽钢10、10a之间的结点的完成了的安装。
可以看出，在紧固件20a的最终安装之后，角撑板18和分开的凸缘14a在一侧而角撑板19和分开的凸缘16a在另一侧被以所希望的量值通过支撑套管46a而紧密地夹紧在一起。在这方面，漏斗形状的扩大的头部50a的敞开端处于与槽钢凸缘14a的内表面的直接而完全的接合。与此同时，套管46a的另一端处于与槽钢凸缘16a的内表面的直接而完全的接合。于是，套管46a基本上界定一个支柱形构造并因此能承受把凸缘14a、16a向内推压的高夹紧载荷。与此同时，施加于销子26、26a与束套28、28a之间以固定紧固件20、20a的相对轴向力将被主要用来直接确定最终夹紧载荷。于是夹紧载荷能以现实的精度被选定成具有较高的量值，致使结构构件之间的滑移被阻止。所产生的支撑套管46a的支柱形状有助于安装力的直接施加和该最终高夹紧载荷的实现。应该指出，角撑板18和19被销头32a与套管头部部50a之间和套管46a的另一个支承端32a与束套凸缘39a之间的直接夹紧力夹紧于各自的凸缘14a、16a，借此来阻止滑移。还通过销杆30a的部分，在角撑板18、19和分开的槽钢凸缘14a、16a的相应的孔内并与这些孔的内表面相碰的合理地紧密的配合来阻止滑移。当然，紧固件20、角撑板18与分开的凸缘14以及角撑板19与分开的凸缘16在其安装之后情况也是一样。此外，角撑板18、19的表面可以被粗糙化，以便提供与槽钢凸缘14、14a和16、16a，还有与销头32、32a和束套28、28a的凸缘39、39a的接合面的摩擦接合。
在安装准备中，为了有助于角撑板19、束套28和安装工具在销子26上的就位，预装配的销子26和套管46能靠一小段在销头32上的可以揭掉的胶粘剂系留带57临时保持就位而防止轴向窜动。此外，可以采用一个带有通常可回弹地敞开的夹爪结构的安装工具，借此销子26的拉力槽34能以最小的阻力插入夹爪中。这种弹性的通常敞开的夹爪结构的例子可以从1982年9月7日颁发给Smith的美国专利No.4 347728和1986年7月8日颁发给Mondello等人的美国专利No.4 598 572中看到。这样一来，一个单个操作者就能安装紧固件20，办法是先把预装配的销子26和套管46在一端处放入工件，然后从另一端放上其他部件并通过最终安装来固定紧固件20。
紧固件的部件和工件可以用不同的材料来制成。在本发明的一种形式中，销子26、26a可以用例如1035碳素钢的材料来制成；支撑套管46、46a和束套28、28a可以用例如1010低碳钢的材料来制成而套管46、46a经拉拔和退火；C形槽钢10、10a和角撑板18、19可以用例如1038碳素钢的材料来制成。
在这方面，在典型的结构结点中分开的凸缘14、16和14a、16a可以相距大约21.6cm(8.5in)的距离L1，凸缘材料壁厚约为0.95cm(3/8in)。角撑板18、19可以约为1.27cm(1/2in)厚。支撑套管46、46a通常可以有大约4.45cm(1-3/4in)外径和大约2.54cm(1in)内径，从而提供大约0.95cm(3/8in)的壁厚。与此同时，光滑杆部52、52a，锁定槽36、36a和销尾部54、54a将为大约2.54cm(1in)的最大直径，而台肩部48、48a可以有大约4.45 cm(1-3/4in)的直径。圆锥颈部49可以由大约40°的“a”角从台肩部48、48a连接到光滑杆部52、52a。
应该指出，支撑套管46在其整个长度上有均匀的构造从而可以从任何一端套在销子26上，于是有助于装配和处置。
紧固件的一种修改的两件形式示于图3。在图3的实施例的描述中，部件的标号从100开始，并且与图1的实施例中的同样部件类似的部件带有加上100的相同或类似的标号。除非下面另外说明，图3的实施例的部件可以认为基本上符合前面针对图1和图2的实施例的类似标号的部件给出的描述，为了简要起见，这种描述可能不再重复。
在图3的实施例中，角撑板118、119被利用来借助于预装配的两件式紧固件120、120a把C形槽钢110、110a连接在一起。紧固件120和120a是相同的，只是紧固件120被画成处于其安装前的状态，而紧固件120a被画成处于其已安装的状态。
图3的两件式结构消除了对单独的束套，例如图1和图2的实施例的束套28的需要，并且因此而进一步简化并有助于对作为单个的预装配单元的紧固件120、120a的处置。这里支撑套管146、146a设有减径延伸部143、143a.。一个肩部145、145a由减径延伸部143、143a与主套管部147、147a之间的连接部来界定。减径部143、143a有与凸缘孔124、124a和角撑板孔144、144a的直径基本上相等的直径，借此以小间隙配合被接纳于其中。于是，当紧固件120、120a的销子126、126a和支撑套管146、146a在安装准备中被预装配于C形槽钢110、110a和角撑板118、119时，减径部143、143a将以间隙关系穿过凸缘孔124、124a和相应的角撑板孔144、144a而伸出。因此肩部145、145a则将在安装之前处于与分开的凸缘116、116a的内表面相接合。可以看到，套管146、146a并不提供与角撑板118或119中任何一个的轴向接合或干涉，所以有助于在安装准备中对这些构件的处置。
紧固件120、120a具有冷挤压式构造，并且在这方面与图1和图2的紧固件20、20a有些类似，只是支撑套管146、146a具有不同的构造并以将要述及的方式与支撑套管46、46a有些不同地发挥作用。此外拉力槽134、134a的顶峰直径稍小于锁定槽136、136a和光滑杆部152、152a的直径。
为了更加有助于对安装前的紧固件120的处置，支撑套管146的引导端可以被轻微地束缚进入一个或多个锁定槽136，以便把销子126和套管146保持在一起，或者要不然套管146可以设有与锁定槽136的轻微的过盈配合。这样一来，销子126和套管146的预装配组合可以很容易装进一个角撑板118和C形槽钢110、110a的分开的凸缘114、114a和116、116a。
在此一实施例中，套管146的主要部分147的长度L1，在其安装前的状态，基本上等于分开的凸缘114、114a和116、116a的内表面之间的距离D1。
紧固件120、120a可以靠一个仅部分地画出的安装工具160来安装，该安装工具利用双作用工具的原理，但是一般经修改以便以所述的方式发挥作用。双作用工具的例子示于1964年1月7日颁发给VanHecke的关于“凸鼻组件”的美国专利No.3 116 848，1974年2月19日颁发给Chirco等人的关于“双作用工具构造”的美国专利No.3 792645，以及1978年10月10日颁发给Corbett的关于“供盲铆钉之类用的双作用紧固件安装工具”的美国专利No.4 118 969。工具160的结构不构成本发明的一部分，因而为了简化起见而省略其细节。
现在看图3，所采用的安装工具160带有一个有托脚的外砧座162，该外砧座被构成通常超过可动的内部冷挤压砧座166的外端164。当安装工具160放在紧固件120上时，销子126的拉力槽134将被工具160的夹爪(未画出)夹住，这时有托脚的外砧座162处于与角撑板119相接合。当操作时，安装工具160将在销子126、126a的头部132、132a与套管146、146a的肩部145、145a之间施加一个相对轴向力。随着相对轴向安装力加大，销子126a的圆锥部分149a被拉进套管146a的迎面端，引起套管径向向外变形而形成一个具有基本上漏斗式形状的扩大的头部150a。当发生此情况时，角撑板118和凸缘114a被推挤在一起并靠紧扩大的套管头部150a。相对轴向载荷还被套管肩部145a对凸缘116a内表面的接合，以及外砧座162对角撑板119的接合所抵抗。像在图1和图2的实施例的情况下一样，扩大的头部150a的敞开端处于与槽钢凸缘114a的内表面的直接接合。这样一来，套管146a在头部150a的接合端与套管肩部145a之间基本上界定一个支柱形构造，以便抵抗较高的安装载荷，而所得到的高载荷把分开的凸缘114a、116a夹紧在一起。
在相对轴向力进一步加大时，达到一个预先选定的量值，在该量值下，保持可动的内部冷挤压砧座166的力或压力被释放或克服，允许它相对于外砧座162轴向移动，借此它的冷挤压腔(模锻腔)将径向地挤压套管146、146a的减径部143、143a。当发生此情况时，冷挤压砧座166冷挤压减径部143a径向地向内进入锁定槽136a，而把套管146a和销子126a牢固地夹紧在一起。
从图3可以看到，光滑杆部152、152a的轴向长度这样选定，即光滑杆部152、152a的一个邻接于锁定槽136、136a的端部段131、131a，在扩大的头部150a已经形成之后，将穿过角撑板119的外端表面而伸出。于是，随着相对轴向安装力加大，冷挤压砧座166将越过锁定槽136a轴向移动到部分地径向挤压光滑端部段131、131a。然而，当发生此情况时，不存在锁定槽，在冷挤压砧座166的冷挤压腔与光滑端部段131、131a之间的可供材料利用的体积减小。这造成在此部位出现减径部143、143a的多余的材料体积。套管部143、143a的多余的材料则将被轴向向前和径向向外变形，与此同时可能发生某种立柱翘曲，借此将与角撑板119的外端表面相接合地形成一个扩大的隆起头部168a。这样一来，所紧固的结点将被牢固地固定在一起。在相对轴向力进一步加大时，销杆130a在断裂颈槽138a处被拉断，去掉包括拉力槽134a在内的销尾部154a。安装工具现在可以被进一步操作以便与拉断的销尾部一起从套管部143a的所冷挤压的段退出。紧固件120可以按与针对紧固件120a所述的同样的方式来安装，产生C形槽钢110、110a之间的结点的完成了的安装。在图3中可以看到，直台肩部148、148a的长度L2稍大于角撑板118和凸缘114、114a的复合厚度t、ta。这允许套管头部部150a的末端在其最终形成期间径向向内运动成有些轴向取直的形状，以便提供与凸缘114、114a的相碰内表面的更直接的轴向接合线。
在紧固件120、120a的最终安装之后，角撑板118和槽钢凸缘114、114a在一侧而角撑板119和分开的槽钢凸缘116、116a在另一侧，被以所希望的量值通过支撑套管146、146a而直接地、紧密地夹紧在一起，致使构件之间的滑移被阻止。
通过使用系留带(例如图2的带57)和使用前面所述的带有弹性的、通常敞开的夹爪结构的安装工具还可以进一步有助于紧固件120的安装。据信销子126、126a和套管146、146a可以用与在图1和图2的实施例中所指出者类似的材料来制成。
紧固件的一种修改的、两件螺纹形式示于图4。在图4的实施例的描述中，部件的标号从200开始，并且与图1、图2和图3的实施例中的同样部件类似的部件带有相同或类似的标号但是加上200的号系列。除非下面另外说明，图4的实施例的部件可以认为基本上符合前面针对图1、图2和图3的实施例的类似标号的部件给出的描述，为了简要起见，这种描述可能不再重复。将会看到，图4的两件式结构，像图3的一样，也消除了对单独的束套，例如束套28的需求，并且因此而进一步简化和有助于处置。
在图4的实施例中，角撑板218、219被利用来借助于采用连接螺纹形式的紧固件220、220a把C形槽钢210、210a连接在一起。紧固件220和220a是相同的，只是紧固件220被画成处于其安装前的状态，而紧固件220a被画成处于其已安装的状态。紧固件220、220a在采用螺纹式构造的同时，在工作上类似于如在1989年7月11日颁发给Sadri等人的美国专利No.4 846 611中一般地介绍和描述的带有连接螺纹特征的拉力式紧固件。
像图1～3的实施例一样，在凸缘214、214a上的相等直径的孔222、222a和在角撑板218上的孔242、242a有一个比在凸缘216、216a上的对面的对齐的孔224、224a和在角撑板219上相等的对应孔244、244a的直径更大的直径。
现在看图4，螺纹紧固件220、220a包括销子226、226a和支撑套管246、246a。销子226、226a带有加大的销头232、232a和销杆230、230a。销杆230、230a带有一个从销头232、232a延伸到圆锥部分249、249a的均匀的加大直径部248、248a。此外，销杆230、230a带有一个从圆锥部分249、249a延伸到螺纹花键部236、236a的均匀的减径的光滑杆部252、252a。螺纹花键部236、236a经由环形断裂颈槽238、238a连接于销尾部254、254a。销尾部254、254a具有相对于销杆230、230a的其余部分减小了的直径并且包括一组拉力槽234、234a。断裂颈槽238、238a具有进一步减小的直径和横截面积，并被设计成在安装循环结束时在相对轴向载荷与转矩载荷的预定组合下断裂。
支撑套管246、246a设有减径延伸部243、243a。一个肩部245、245a由减径延伸部243、243a与主套管部247、247a之间的连接部来界定。减径部243、243a有与凸缘孔224、224a和角撑板孔244、244a的直径基本上相等的直径。于是，当紧固件220、220a的销子226、226a和支撑套管246、246a在安装准备中被预装配于C形槽钢210、210a和角撑板218、219时，减径部243、243a将以小配合间隙穿过较小直径凸缘孔224、224a和相应的角撑板孔244、244a而伸出。因此肩部245、245a则将在安装之前处于与分开的凸缘216、216a的内表面相接合。可以看到，套管246、246a并不提供与角撑板218或219中任何一个的轴向接合或干涉，所以有助于在安装准备中对这些构件的处置。
观看安装前的紧固件220，支撑套管246具有内部阶梯构造，带有一个以小间隙配合接来纳销子226的包括螺纹花键部236在内的光滑杆部252的大直径主中心内孔270。支撑套管246在减径部243的外末端处以锁定部272终结，该锁定部带有减径内孔274，该减径内孔具有一个以小间隙配合来接纳减径销尾部254的直径。于是，锁定部272的内孔274将界定与螺纹花键部236的过盈量(干涉)。
然而，以上所述的间隙配合可以如前所述地修改成在安装之前以配合关系把部件保持在一起。
于是，为了更加有助于对紧固件220、220a的处置，支撑套管246、246a可以被轻微地束缚在光滑杆部252、252a上，以便把销子226、226a和套管246、246a保持在一起，或者要不然套管246、246a可以设有与杆部252、252a的轻微的过盈配合。这样一来，销子226、226a和套管246、246a的预装配组合可以很容易装进一个角撑板218和C形槽钢210、210a的分开的凸缘214、214a。
螺纹花键部236带有螺脊和沟槽，这些螺脊和沟槽以相对于与销子226、226a的轴线正交的直线成预先选定的角“b”螺旋地形成。角“b”可以部分地根据销子226、226a和套管246、246a的相对硬度来选定，较大的螺旋角通常需要较小的安装载荷，产生较小的销子系留力和较低的承载能力，而较小的螺旋角通常需要较大的安装载荷，产生较大的销子系留力和较高的承载能力。据信大约60°的螺旋角“b”能提供令人满意的安装性能和承载能力。花键部236、236a可以通过对销杆部252、252a的减径端部的搓丝模加工来形成。花键部236、236a的外径或顶峰直径将基本上等于邻接的光滑杆部252、252a的直径，并将大于销尾部254、254a的直径。花键部236、236a的小径或根直径可以稍小于锁定部272、272a的内孔274、274a的直径。
销子和套管的硬度比和锁定部272、272a的内孔274、274a与花键部236、236a的外径或顶峰直径之间的过盈量可以选择，借此在固定期间对套管材料的切割和锁定部272、272a的径向扩张被减至最小，致使套管材料流进花键槽。
据信用于螺纹式紧固件220、220a的销子226、226a和套管246、246a的合适的材料通常可以是与针对图1～3的实施例所指出的那些材料类似的。
紧固件220、220a可以通过用一个拉力工具260(部分地画出)在销子226、226a与套管246、246a之间施加相对轴向力来固定，该拉力工具可以是技术上所公知的类型，因而其细节通常被省略。
在安装期间，由于在螺纹花键部236、236a的影响下，销子226、226a与套管246、246a必定彼此相对转动，所以与套管246、246a的锁定部272、272a的外端相接合的工具砧座276被构成能相对于夹爪自由地转动，该夹爪与拉力槽234、234a相接合并在销子226、226a与套管246、246a之间施加相对轴向力，以便以下面述及的方式把紧固件220、220a拉入夹紧状态。然而，工具260的构造不构成本发明的一部分。
工具260带有一个砧座构件276，该砧座构件带有一个造形成接纳并基本上符合锁定部272的外端的外表面的接合端腔278。在操作工具260时，在销子226与套管246之间施加一个相对轴向力。该轴向力把圆锥部分249移动进入套管246的迎面端。随着此情况的发生，一个扩大的套管头部部250a开始形成一个基本上漏斗式或喇叭口形状。接着，在形成扩大的头部250a期间而当销头232a到角撑板218尚有距离时，螺纹花键部236a与锁定部272a的内孔274a的表面接合并使内孔274a的材料径向移动进入螺纹花键部236a的沟槽。在被套管246a移动的整个花键长度上，套管材料连续地受到花键排挤，所以连续地提高沟槽被套管材料所填充的程度。这在销子226a与套管246a之间产生一种互锁。由于套管246a的材料比销子226a的材料软一些，所以如上所述，套管246a的多余的材料能比较自由地移过花键槽而填充花键槽。套管将与花键槽的螺旋角反作用而沿花键槽的方向转动，受到花键排挤的套管材料将流入沟槽。
在销头232a接合角撑板218的表面之后，销子226a相对于套管246a的轴向移动将终止。在此一时刻，减径部243、243a的中间段280、280a将处于锁定部272、272a与角撑板219之间。然而，相对轴向载荷将继续加大，把套管246a进一步旋上螺纹花键部236a。这将在中间段280a上施加一个逐渐加大的立柱载荷。中间段280a则将在逐渐加大的载荷下翘曲而在邻接角撑板219的外表面处形成隆起头部268a。减径部243、243a可以在中间段280、280a处有选择地退火，以便在所希望的部位和相对轴向力量值下有助于立柱翘曲。
这样一来，所紧固的结点将被牢固地固定在一起。在相对轴向力进一步加大时，销杆230a将在断裂颈槽238a处被拉断，去掉包括拉力槽234、234a在内的销尾部254、254a。安装工具260现在可以从套管部243a取下而拉断的销尾部254被退出。紧固件220可以按与针对紧固件220a所述的同样的方式来安装，产生C形槽钢210、210a之间的结点的完成了的安装。
在紧固件220、220a的最终安装之后，角撑板218和槽钢凸缘214、214a在一侧而角撑板219和分开的槽钢凸缘216、216a在另一侧，被以所希望的量值通过支撑套管246、246a而紧密地夹紧在一起，致使构件之间的滑移被阻止。可以看到，套管246a基本上在套管头部部150a的端部与套管肩部145a之间界定一个支柱形结构。
紧固件的一种与图1和图2的紧固件相似的修改的三件形式示于图5。在图5的实施例的描述中，部件的标号从300开始，并且与图1和图2的实施例中的同样部件类似的部件带有加上200的相同或类似的标号。除非下面另外说明，图5的实施例的部件可以认为基本上符合前面针对在图1和图2的实施例的类似标号的部件给出的描述，为了简要起见，这种描述可能不再重复。
在图5的实施例中，角撑板318、319被利用来借助于采用三件式的紧固件320、320a把C形槽钢310、310a连接在一起。紧固件320和320a是相同的，只是紧固件320被画成处于其安装前的状态，而紧固件320a被画成处于其已安装的状态。
现在看图5，销子326、326a可以与销子26、26a相同，而支撑套管346、346a可以与支撑套管46、46a相同，除了在通孔370、370a两端处的引入倒角347、347a之外。倒角347、347a用于将要述及的目的。
分开的凸缘314、316和314a、316a分别设有对齐的开孔或孔322、324和322a、324a。出于将要述及的目的，凸缘314、314a上的孔322、322a具与对面的在凸缘316、316a上的对齐的孔324、324a相同的直径。此外，角撑板318带有一组孔342、342a，这些孔有与凸缘孔322、322a基本上相同的直径并且适合于被布置成与这些凸缘孔同轴对齐。同样，角撑板319带有一组孔344、344a，这些孔有与凸缘孔324、324a基本上相同的直径并且适合于被布置成与这些凸缘孔同轴对齐。于是，与图1～4的实施例不同，凸缘孔322、322a和324、324a基本上相等并且基本上有与角撑板孔342、342a和344、344a相同的直径。用此一构造，角撑板318和319可以有相同的构造，而凸缘孔322、322a、324、324a可以用同一钻床、冲床或其他成孔装置来形成。
与此同时，管形支撑套管346、346a有基本上均匀的内径和外径，并且适合于以小间隙配合套在销杆330、330a上。在未安装状态下，支撑套管346、346a具有基本上均匀的外径，借此套管346、346a能以小间隙穿过角撑板孔342、342a和相应的凸缘孔322、322a。此外，支撑套管346的另一端在安装之前相对于凸缘孔324、324a和对齐的角撑板孔344、344a处于敞开的关系。可以看到，套管346、346a并不提供与角撑板318或319中任何一个的轴向接合或干涉，所以有助于在安装准备中对这些构件的处置。
为了方便操作者和为了有助于对紧固件320的处置，套管346可以设有与锁定槽336的轻微的过盈配合或者可以被轻微地束缚在光滑销杆部352、352a上。这样一来，销子326和套管346的预装配组合可以作为一个单个的单元来处置并很容易装进一个角撑板318和C形槽钢310、310a的分开的凸缘314、314a。
除了在支撑套管346、346a上的引入倒角347、347a之外，紧固件320、320a还采用具有与图1和图2的束套28、28a不同构造的圆筒形束套328、328a。于是束套328、328a带有一个从凸缘339、339a向前延伸的管形冷挤压筒部340、340a和一个向后延伸的胀套筒部356、356a。胀套筒部356、356a在其端部处带有一个圆锥形外表面363、363a，该圆锥形外表面基本上与支撑套管346、346a的引入倒角347、347A的锥度相匹配。于是，在安装工具夹住销尾部354、354a的拉力槽334、334a而冷挤压砧座接合冷挤压筒部340、340a的端部的情况下，通过束套328、328a在销子326、326a与支撑套管346、346a之间施加一个相对轴向力。随着相对轴向力加大，圆锥部分349、349a被拉入支撑套管346、346a的迎面端而在与凸缘314a的内表面相接合的那一端处形成一个扩大的漏斗式头部350a。与此同时，胀套筒部356、356a被移动进入支撑套管346、346a的迎面端而形成第2个扩大的漏斗式头部364a，后者与凸缘316A的内表面相接合。随着相对轴向力加大，冷挤压砧座挤压冷挤压筒部340、340a，把材料冷挤压成与锁定槽336、336a锁定接合。在相对轴向力进一步加大时，销尾部354、354a在断裂颈槽338、338a处被拉断而完成安装，产生已安装的紧固件320a。再说一遍，套管346、346a的最终成形基本上成为支柱形状，以便在凸缘314、314a和316、316a之间设置一个所希望的高水平的支撑物。
虽然所讨论的本发明的最佳实施例显然已经过仔细计算以便满足上述目的，但是应该明白，本发明很容易加以修改、变动或改变而不脱离本发明的适当范围和明确意义。