專(zhuān)利名稱(chēng)：用于緊固件放置工具的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于緊固件放置(placing)工具的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更具體地，其 涉及一種力/沖程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于例如斷裂桿(breakstem)鉚接件的斷裂桿 緊固件的放置工具。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這種緊固件包括大致柱形的可變形金屬殼， 并在其孔中容納更強(qiáng)金屬的心軸，心軸在其一端并鄰近殼的一端處包括具有 徑向擴(kuò)大頭的桿，心軸的另一端(尾端)從殼的另一端突出。這種緊固件對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并以注冊(cè)商標(biāo)AVEX、 MONOBOLT、 HEMLOK 和AVDELOK進(jìn)行廣泛的商業(yè)銷(xiāo)售。
背景技術(shù)：
眾所周知，合適的放置工具包括用于接觸上述緊固件殼另 一端的噴嘴 (nosepiece)，和用于夾持上述心軸突出尾端的心軸夾持裝置。當(dāng)緊固件插 入包括被鉚接在一起的兩個(gè)或更多個(gè)元件的工件中適合的孔中時(shí)，放置工具 提供至緊固件，使得心軸的尾端進(jìn)入夾持裝置，并且工具噴嘴接觸殼的端部。 所述工具被致動(dòng)以相對(duì)于噴嘴縮回夾持裝置，夾持裝置夾持心軸并相對(duì)于殼 向心軸施加漸增的張力，在殼上的反作用力由工具噴嘴支撐。這導(dǎo)致心軸相 對(duì)于殼逐漸移動(dòng)，使得心軸頭進(jìn)入殼并導(dǎo)致殼徑向擴(kuò)張超過(guò)工件的遠(yuǎn)端面， 并導(dǎo)致工具噴嘴使與其接觸的殼端部徑向擴(kuò)大，從而使工件的各部分緊固在 一起。漸增的張力最終導(dǎo)致心軸在沿其長(zhǎng)度的合適的預(yù)定位置處的削弱部分 (斷裂頸)斷裂。工具通過(guò)液壓氣動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力。這種工具及其操作和使 用方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知。這種工具的一個(gè)實(shí)例以注冊(cè)商標(biāo) GENESIS進(jìn)行廣泛的商業(yè)銷(xiāo)售。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)際上，所希望的是，確保這種工具正確并最理想地執(zhí)行。本發(fā)明意在 提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)此愿望的系統(tǒng)，其通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)，即，在放置緊固件 的過(guò)程中，隨著工具沖程(即，心軸夾持工具相對(duì)于噴嘴的運(yùn)動(dòng))的前進(jìn)， 可監(jiān)測(cè)由工具逐漸施加于緊固件的力的變化。
本發(fā)明通過(guò)其各方面提供一種監(jiān)測(cè)設(shè)備，如在所附權(quán)利要求1中所述。
進(jìn)一步的優(yōu)選特征如權(quán)利要求2、 6和8中所述。
本發(fā)明通過(guò)其另外的方面還提供一種緊固件放置工具，如在所附權(quán)利要 求3中所述。進(jìn)一步的優(yōu)選方面如權(quán)利要求4、 5、 6和9中所述。


本發(fā)明的具體實(shí)施例現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)例并參照附圖進(jìn)行描述，在附圖中
圖1是包括監(jiān)測(cè)設(shè)備的緊固件放置工具的外部側(cè)視圖2是監(jiān)測(cè)設(shè)備組件在裝配至工具之前通過(guò)其主體的軸向截面；
圖3是沿圖2中箭頭m方向的端視圖，某些部分以虛影顯示；
圖4是通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備組件和工具的鄰近部件的軸向截面，其以分解形式 圖示了其如何裝配在一起；
圖5是通過(guò)裝配后結(jié)構(gòu)的近軸向截面；和 圖6是力相對(duì)于沖程的圖線(xiàn)的示例性實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)例的緊固件;故置工具在Genesis model G4HD的名稱(chēng)下商業(yè)銷(xiāo)售。 其基本形式、構(gòu)造及操作和使用方法(除監(jiān)測(cè)設(shè)備以外)眾所周知。簡(jiǎn)單地 說(shuō)，參見(jiàn)圖1，工具11通過(guò)圍繞氣動(dòng)/液壓增強(qiáng)器的液壓柱的手槍式握把12 而被手持，并在壓力下通過(guò)軟管13供給空氣。手槍式握把上方為觸發(fā)器14, 觸發(fā)器14下壓則通過(guò)打開(kāi)空氣閥15 (圖4和5)向氣動(dòng)/液壓增強(qiáng)器提供壓 縮空氣而致動(dòng)工具的操作。這導(dǎo)致液壓流體在壓力下應(yīng)用于容納液壓活塞16的液壓柱，液壓柱的前端連接至由爪組件17提供的心軸夾持裝置?；钊?16和爪組件17沿軸線(xiàn)20移動(dòng)。工具包括殼接觸裝置，用于接觸將被放置的緊固件的殼，并采用在管狀 噴嘴19的前端的砧部18的形式，爪組件17在管狀噴嘴19內(nèi)同軸移動(dòng)。在 沒(méi)有監(jiān)測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)工具中，噴嘴的后部以螺紋方式直接緊固至工具主體的 前端21，并且，爪組件以螺紋方式直接緊固至液壓活塞16的前端。在此實(shí)例中，監(jiān)測(cè)設(shè)備包括安裝在工具主體21與噴嘴19之間的監(jiān)測(cè) 組件22,和安裝在液壓活塞16與爪組件17之間的大致管狀的活塞適配器 23。為了將設(shè)備安裝至工具，首先，將噴嘴19和爪組件17分別從工具主體 21和液壓活塞16上去除(通過(guò)松開(kāi)螺紋)。參見(jiàn)圖4,活塞適配器23在其 后端緊固至活塞16的前部，爪組件緊固至活塞適配器23的前端。監(jiān)測(cè)組件 22包括主體24和后蓋25 (為了例示清楚，其在圖4中未示出)。主體24 通過(guò)將其后部突出螺紋部分26擰進(jìn)工具主體的前端21中而緊固至工具主體 的前端21,在此處，當(dāng)監(jiān)測(cè)組件22圍繞其軸線(xiàn)20沿周向適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)之后， 主體24通過(guò)鎖定螺母27被緊固。爪組件17相對(duì)于噴嘴18的相對(duì)軸向位置與其在原有工具中的位置相同。參見(jiàn)圖2和3，監(jiān)測(cè)組件主體包括前部28和后部29,螺紋部分26從后 部29延伸。這兩部分28和29通過(guò)三個(gè)螺絲件31緊固在一起，并通過(guò)兩個(gè) 墊圏32 (在圖3中圍繞兩個(gè)下螺絲件)和在第三螺絲件31周?chē)臏y(cè)壓元件 傳感器33而分開(kāi)。這樣可檢測(cè)主體24的兩部分28與29之間的壓縮力，并 由此檢測(cè)工具噴嘴19與工具主體21之間的壓縮載荷。當(dāng)工具用于放置緊固 件時(shí)，此壓縮載荷來(lái)自由噴嘴組件17施加于緊固件的張力。因此，在工具 的使用中，測(cè)壓元件傳感器33檢測(cè)由工具施加于緊固件的力。來(lái)自測(cè)壓元 件傳感器33的輸出信號(hào)沿電纜34供給。傳感器組件主體24還承載以模擬感應(yīng)位置傳感器35形式的非接觸沖程 傳感器。如圖4和5所示，活塞適配器23具有外表面漸縮的部分，更具體 地采用關(guān)于軸線(xiàn)20同軸的錐36的形狀。這種延伸使得，在工具的使用中，錐表面36鄰近沖程傳感器35經(jīng)過(guò)。沖程傳感器35檢測(cè)沖程傳感器的端部 與錐表面36的鄰近部分之間的距離，該距離相對(duì)于適配器23縮回的距離而 線(xiàn)形變化。由于表面36為關(guān)于軸線(xiàn)20的錐形，適配器關(guān)于軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)位置 對(duì)此徑向距離沒(méi)有不同，從而使適配器更容易裝配在工具上。沖程傳感器 35的輸出通過(guò)電纜37傳送。傳感器主體35緊固在套筒38中，而套筒38 接合在后主體部分29中的螺紋孔39 (圖2)中，并且傳感器35的位置通過(guò) 鎖緊環(huán)41而固定。
在監(jiān)測(cè)組件22安裝至上述工具之前，沖程傳感器縮回而使其離開(kāi)適配 器23的錐縮表面36。在將上述部分安裝在一起之后，爪組件17和適配器 23在其正常的(未啟動(dòng))前向位置，沖程傳感器35進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，直至其 檢測(cè)到離錐表面36的0.5mm的間隙，然后被鎖定環(huán)41鎖定在此位置。在 工具的使用中，由于爪組件17在緊固件的放置過(guò)程中向后移動(dòng)，因此，由 傳感器3 5檢測(cè)到的間隙相對(duì)于爪組件的移動(dòng)距離而線(xiàn)形增加。
力傳感器33和沖程傳感器35的輸出通過(guò)電纜34和37供給至監(jiān)測(cè)設(shè)備 42，如圖l示意性所示。這樣說(shuō)明了來(lái)自力和沖程傳感器的輸出信號(hào)，并將 結(jié)果得到的輸入提供至例如可視顯示屏43的顯示設(shè)備。這樣，當(dāng)力和沖程 傳感器在工具11放置緊固件的操作過(guò)程中進(jìn)行操作時(shí)，提供了力和沖程值 的可視顯示，其中，采用力值對(duì)沖程值的圖線(xiàn)的形式，保持這種可視顯示， 直到工具的下一操作開(kāi)始。這種圖線(xiàn)的實(shí)例被例示在圖6中。以mm的沖程 距離沿水平軸顯示，而以kN的力沿豎直軸顯示。圖線(xiàn)形狀取決于多個(gè)因素， 例如，被工具放置的緊固件的設(shè)計(jì)、尺寸和材料，及由于諸如工具移動(dòng)部分 磨損之類(lèi)所致的在其操作過(guò)程中的任何變化。觀測(cè)圖線(xiàn)可看出，例如，緊固 件實(shí)際上是否已通過(guò)工具操作而被放置，以及如果是的話(huà)，工具執(zhí)行得如何。
監(jiān)測(cè)設(shè)備42內(nèi)的信號(hào)處理裝置需要某些形式的起動(dòng)和停止信號(hào)，從而 致動(dòng)和終止其用于每次使用工具的處理循環(huán)，從而放置另外的緊固件。為此 目的，優(yōu)選使用工具觸發(fā)器14操作。在此實(shí)例中，工具設(shè)置有觸發(fā)器操作 傳感器44(圖4和5)。觸發(fā)器操作傳感器44可調(diào)節(jié)，并設(shè)置為使其僅當(dāng)觸發(fā)器被壓下得足以起動(dòng)工具操作時(shí)才發(fā)出輸出。觸發(fā)傳感器輸出通過(guò)電纜45供給至監(jiān)測(cè)單元42,以致動(dòng)其上述操作。觸發(fā)傳感器開(kāi)關(guān)44,如同沖程 和力傳感器一樣，易于連接至標(biāo)準(zhǔn)工具和從標(biāo)準(zhǔn)工具分離。 本發(fā)明并不限于上述實(shí)例的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1、一種監(jiān)測(cè)設(shè)備，其與放置緊固件的緊固件放置工具一起使用，所述緊固件包括殼和心軸，漸增的相對(duì)力施加于所述心軸以逐漸移動(dòng)所述心軸和所述殼的相對(duì)位置，從而使所述殼變形，所述工具包括用于接觸所述殼的殼接觸裝置，用于夾持所述心軸的心軸夾持裝置，和力施加裝置，用于相對(duì)于所述殼接觸裝置向所述心軸夾持裝置施加漸增力，從而使所述心軸相對(duì)于所述殼逐漸移動(dòng)；其中，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備包括組件主體，其可連接至所述力施加裝置與所述殼接觸裝置之間的工具；力傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測(cè)由所述力施加裝置相對(duì)于所述殼支撐裝置向所述心軸夾持裝置施加的力；和非接觸沖程傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測(cè)所述心軸夾持裝置相對(duì)于所述殼接觸裝置的位置，所述沖程傳感器操作而不與所述心軸夾持裝置或隨其移動(dòng)的工具或組件的任何部分進(jìn)行物理接觸。
2、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括可連接至所述 心軸夾持裝置以隨其移動(dòng)的適配器，所述適配器包括錐面或斜面，所述錐面 或斜面移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述沖程傳感器，使得在所述沖程傳感器與所述錐面或斜面 的鄰近部分之間的距離隨所述心軸夾持裝置移動(dòng)而變化并由所述沖程傳感 器檢測(cè)。
3、 一種用于放置緊固件的緊固件放置工具，所述緊固件包括殼和心軸， 漸增的相對(duì)力施加于所述心軸，以逐漸移動(dòng)所述心軸和所述殼的相對(duì)位置， 從而使所述殼變形，所述工具包括用于接觸所述殼的殼接觸裝置，用于夾持 所述心軸的心軸夾持裝置，和力施加裝置，用于相對(duì)于所述殼接觸裝置向所 述心軸夾持裝置施加漸增力，從而使所述心軸相對(duì)于所述殼逐漸移動(dòng)；所述緊固件放置工具包括監(jiān)測(cè)設(shè)備，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備包括組件主體，其被可分離地安裝在所述力施加裝置與所述殼接觸裝置之間\的工具上；力傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測(cè)由所述力施加裝置相對(duì)于 所述殼支撐裝置向所述心軸夾持裝置施加的力；和非接觸沖程傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測(cè)所述心軸夾持裝 置相對(duì)于所述殼接觸裝置的位置，所述沖程傳感器操作而不與所述心軸夾持 裝置或隨其移動(dòng)的工具或組件的任何部分進(jìn)行物理接觸。
4、 如權(quán)利要求3所述的工具，其中，所述工具包括連接至所述心軸夾 持裝置以隨其移動(dòng)的適配器，所述適配器包括錐面或斜面，所述錐面或斜面 移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述沖程傳感器，使得在所述沖程傳感器與所述錐面或斜面的鄰近 部分之間的距離隨所述心軸夾持裝置移動(dòng)而變化并由所述沖程傳感器檢測(cè)。
5、 如權(quán)利要求4所述的工具，其中，所述適配器的錐面或斜面為錐形。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，或如權(quán)利要求3 - 5中任一權(quán)利 要求所述的緊固件放置工具，組合以力/沖程比較設(shè)備，該力/沖程比較設(shè)備 由所述力傳感器和所述沖程傳感器供給信息，并產(chǎn)生沖程隨力的變化而變化 的圖線(xiàn)。
7、 如權(quán)利要求6所述的工具，其中，工具觸發(fā)機(jī)構(gòu)設(shè)置有觸發(fā)操作傳 感器，所述觸發(fā)操作傳感器也將信息供給至所述力/沖程比較設(shè)備，從而當(dāng) 所述觸發(fā)器被操作以致動(dòng)所述力施加裝置時(shí)致動(dòng)所述比較設(shè)備。
8、 一種監(jiān)測(cè)設(shè)備，大致如前參照附圖所述。
9、 一種緊固件放置工具，大致如前參照附圖所述。
全文摘要
一種緊固件放置工具(11)，用于放置斷裂桿盲鉚接件類(lèi)型的緊固件，包括力/沖程監(jiān)測(cè)設(shè)備(22)，該監(jiān)測(cè)設(shè)備包括組件主體(24)，其被可分離地安裝在工具與砧部(18)之間的工具上；測(cè)壓元件傳感器(33)，其由組件主體承載，用于檢測(cè)由液壓活塞(16)相對(duì)于砧部向爪組件(17)施加的力；和非接觸沖程傳感器(35)，其由組件主體承載，用于檢測(cè)爪組件相對(duì)于砧部的位置。沖程傳感器(35)操作而不與爪組件或隨其移動(dòng)的工具的任何部分進(jìn)行物理接觸。在此，爪組件通過(guò)具有錐縮外表面的適配器筒(23)連接至液壓活塞。傳感器(35)與適配器筒的錐表面的鄰近部分之間的間隙距離隨著適配器(23)和爪組件的軸向位置而變化。
文檔編號(hào)B21J15/00GK101262964SQ200680033854
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者理查德·保羅·金 申請(qǐng)人:阿福德英國(guó)有限公司