本發(fā)明涉及用于將兩種或以上材料鉚接的沖頭工具或沖模工具。更詳細而言，本發(fā)明涉及用于將緊固件鉚接到電端環(huán)或電環(huán)端子的舌片的自夾持工具。

現(xiàn)有技術(shù)

美國專利號7,374,382中描述的可旋轉(zhuǎn)鉚接螺母的類型獲廣泛使用于各種應用。一種應用是附于電端環(huán)的舌片。該舌片具有用于容納螺栓的孔的端子的扁平延伸，端部將附于螺栓。使用可旋轉(zhuǎn)螺母以完成與螺栓的附接帶來限制可拆部件數(shù)量的優(yōu)點，因為螺栓仍然附于到電纜端部。

電端環(huán)或電環(huán)端子通常由相對地柔軟的材料(諸如鋁或銅)制成。在許多情況下，舌片中的孔的直徑較舌片的寬度相對地大；因此，在該孔周圍的舌片材料的寬度是非常小的。在這些條件下，諸如可旋轉(zhuǎn)鉚接螺母的置換式緊固件在安裝過程中傾向產(chǎn)生材料凸出和在孔周圍的舌片尺寸增大。這樣的變形可在安裝后導致螺母的旋轉(zhuǎn)和性能特性變差，因為該不必要的尺寸變化減小舌片材料保持裝置與螺母的鉚接部件的重疊。

因此，理想的是提供一種安裝工具，該安裝工具防止在安裝緊固件(諸如可旋轉(zhuǎn)螺母)期間出現(xiàn)的舌片尺寸改變。也理想的是提供一種安裝工具，該安裝工具具有用于將螺母準確地在接收孔置于中心的裝置且防止舌片的過度受壓。更理想的是提供一種裝置，該裝置用于從安裝工具排出舌片而不會當舌片卡住的時候損壞部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在沖壓沖擊區(qū)下方的自致動工具左右夾持電端環(huán)的舌片，以在沖壓操作期間保持其尺寸的穩(wěn)定。工具沖模是自致動的且包括裝配到對應的錐形插孔的錐形開口套圈。當壓力機的安裝力迫使套圈進入容器時，套圈的夾爪以對應力量向舌片兩側(cè)移動。

在預定前進點，套圈底部向外頂靠止擋，將夾爪的位置限定到須將舌片保持在其安裝前的松弛形狀和大小的位置。在該點，壓力機繼續(xù)安裝壓嵌緊固件(press-fit fastener)。彈簧加載的階梯銷將使用的螺母定心并其后將完成的組件排出。另一個彈簧在安裝完成后將套圈送回原來位置。

更具體而言，本申請人已發(fā)明用于工業(yè)壓力機的工具，該工具具有自夾持沖模的功能，該功能在壓力機的安裝沖程期間緊固件被壓入電纜端工件的同時，保持電纜端工件。該工具包括沖模，該沖模具有錐形容器，該容器具有向下漸縮的側(cè)面，在該容器內(nèi)夾持套圈可在最上釋放位置和最下夾持位置之間垂直移動。該最下位置由該容器的底端壁來限定。該套圈具有在向下方向漸縮的錐形邊，并包括用于從側(cè)面夾持該工件的可移動夾爪。該夾爪具有夾持側(cè)和用于支撐工件對抗壓力機向下的力的基部部分。

第一彈簧位于工具容器中，用于將套圈向上偏置到釋放位置。垂直地往復移動的圓柱形排出銷位于沖模中的軸孔內(nèi)，且被脫模彈簧朝向上方偏置。該銷具有環(huán)形級，該環(huán)形級圍繞減小直徑的該銷的頂端部分的基部。該級和頂部分保持緊固件(諸如螺母)與工件對齊。工具沖模的釋放位置是套圈和銷在其最上位置，工具沖模被套圈和脫模彈簧偏置到該釋放位置。位于沖模頂端的軸環(huán)藉由在釋放位置與軸環(huán)的外壁上的級的接合來限制套圈的向上移動，從而將套圈拘束在工具插孔內(nèi)。套圈具有至少兩個夾爪，優(yōu)選地具有四個夾爪，該夾爪具有支撐工件對抗壓力機壓頭的向下的力的基部。

排出銷在夾爪之間向上延伸且同時具有支撐工件和排出工件的功能。該銷的外徑約等于工件中的孔，該工件具有最小間隙以確保螺母與該孔對齊。該套圈、工具、沖模、彈簧和銷經(jīng)構(gòu)造及配置成使得由壓力機沖頭施加到緊固件和工件的向下的力導致套圈因套圈的夾持位置而將工件合攏。緊固件被夾持時，套圈的夾爪防止當緊固件被壓入至附于工件時出現(xiàn)的膨脹。當壓力機沖頭的向下的力被撤回時，銷在套圈的夾爪之間向上移動且將工件從套圈向上排出。

本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的許多優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的實施例的工具是簡單且自致動的裝置，因其彈簧致動機構(gòu)并不依靠除了壓力機的安裝力以外的任何外部動力。其他優(yōu)點和差異將根據(jù)前述說明和本發(fā)明的下列附圖和描述而得出。本發(fā)明的優(yōu)選實施例將為本領域技術(shù)人員提供本發(fā)明的全面理解。

附圖說明

·圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的工具的立體部分剖視圖；

·圖2是圖1所示工具的右側(cè)正視圖截面圖；

·圖3A是安裝在圖1的工具上的電纜端環(huán)的頂視圖；

·圖3B是沿著圖3A的3B-3B線取得的截面圖；

·圖4至圖8是截面圖，該截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例將緊固件鉚接到端環(huán)的舌片的順序步驟；以及

·圖9和圖10是上殼體插孔中的套圈運動路徑的局部示意圖(未按比例示出)。

具體實施方式

圖1至圖10示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的工具。由于圖1至圖8的更詳細示圖的比例，套圈、桿和上殼體插孔之間的小間隙不可看出。因此，提供了不按比例畫出的圖9和圖10的局部示意圖以示出所述間隙。

所述工具一般包括壓力機沖頭工具13和自夾持沖模11。該壓力機的外部支撐結(jié)構(gòu)未示出，而且就本領域技術(shù)人員全面理解本發(fā)明而言該外部支撐結(jié)構(gòu)并非必要。壓力機沖頭工具13和自夾持沖模11經(jīng)構(gòu)造和配置成用以分別連接常規(guī)沖壓設備的沖頭和砧。

圖1和圖2示出安裝在自夾持沖模11中的電端環(huán)9。在螺母17已鉚接到舌片15之后，電端環(huán)9包括端部配件或端部箍10、舌片15和螺紋螺母17。所述元件的位置也對應圖8，其中端環(huán)9是完全裝配的以及已可從沖模11移除。舌片15一般是矩形的，且如端部箍10般具有與中心軸線平行地延伸的縱向尺寸。如上所述，舌片15的厚度在沿著鄰接孔的舌片15的縱向延伸邊是最小的。

壓力機沖頭工具13一般包括實心圓柱體8，以及在一端的筒形插孔12，實心圓柱體8具有中央縱向軸線。插孔12的直徑優(yōu)選地接近螺母17或其他緊固件的外徑，螺母17或其他緊固件將被壓接到舌片15。如下文進一步描述，插孔12在安裝工序期間保持螺母15與舌片15中的孔對齊。

沖模11包括筒形殼體21，筒形殼體21具有中心軸孔7，筒形銷7在中心軸孔7中往復移動?？?從殼體上端部21a延伸到接近該殼體的下端部21b的一點，但不完全延伸穿過殼體21?？?具有如下所述的若干不同直徑。使用時，殼體21的中心軸線與壓力機沖頭工具13的中心軸線對齊。

銷23具有中央部分23b、增大直徑的下部分23c和減小直徑的上部分23a，如在圖2可最佳看到，上部分23a具有與螺母17的內(nèi)徑相同的直徑。銷23的中央部分23b的直徑大致等于舌片15中的孔的內(nèi)徑加上適當間隙。

沖模11包括錐形開口套圈組件，該套圈組件由四個套圈段18(下文中統(tǒng)稱為“套圈18”)組成，套圈18在上殼體插孔16內(nèi)往復移動，插孔16從該殼體的上端部21a延伸。所述個配合的套圈段繞桿23的中央部分23b的上端部對稱配置。套圈18的每一段具有四個上夾爪，所述上夾爪具有基部部分20和齒19，如在圖1和圖3可最佳看到，基部部分20和齒19夾緊舌片15的縱向延伸邊。

參考圖9，所述套圈段的內(nèi)側(cè)壁32呈弓形且與桿23的中央部分23b的外徑互補。參考圖10，該套圈的外側(cè)壁一般在軸向上部分30a和軸向下部分30b呈筒形，軸向上部分30a和軸向下部分30b優(yōu)選地具有相同直徑。相比之下，該外側(cè)壁的中央部分30b在向下方向向內(nèi)漸縮。在優(yōu)選實施例中，中央部分30b中的該外側(cè)壁的直徑從下部分30c至上部分30a逐漸增加，從而在中央部分30b與上部分30a之間的界面形成肩部30d。肩部30d充當止擋以防止所述套圈從上殼體插孔16被排出。

上殼體插孔16的內(nèi)壁31具有大致與所述套圈的外側(cè)壁30互補的形狀。參考圖10，所述內(nèi)壁的下部分31b具有大致具有不變直徑的圓筒形形狀。所述內(nèi)壁的上部分31a在向上方向向外漸縮。換言之，插孔16的內(nèi)徑從所述下/上部分之間的界面至殼體上端部21a的上端逐漸增加。

第一壓縮彈簧27位于在中心孔7的底部的第一擴大室7a中。彈簧27抵靠銷23的底端部且將銷23向上偏置。第二彈簧25包圍銷23的中央部分23b且位于中心孔7中的第二擴大槽7b中，中心孔7與上殼體插孔16共同延伸但比上殼體插孔16具有較小的直徑。第二彈簧25的上端部與套圈18的底部接觸且將套圈18向上偏置。軸環(huán)29包圍所述殼體的上部分，且具有稍微大于套圈18的上部分30a的縮小直徑。軸環(huán)29將套圈18拘束在殼體21內(nèi)，并且當上殼體插孔16的底壁26限制所述套圈的向下移動的時候，軸環(huán)29限制所述套圈的向上移動。沖模殼體21也包括限制銷23的移動范圍的適當止擋。

從圖1和圖2以及以上描述，對本領域技術(shù)人員顯而易見的是銷23和套圈18的移動是分開的，而且施加到套圈18頂部的向下的力將導致夾爪19閉合直至所述套圈觸及上殼體插孔16的底壁26。

圖3A至圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的鉚接方法的優(yōu)選實施例，使用上文所述的工具將緊固件鉚接到端環(huán)9的舌片15的順序步驟。選擇了正視截面圖，該正視截面圖更清楚地示出所述套圈的夾爪在舌片15上的操作。舌片15的位置也在圖3A的相關平面圖中示出。因為與圖1和圖2相關的所述工具的各種元件已完全在上文描述和列舉，所以為了全面理解本發(fā)明的操作而在重復列舉圖3至圖7的所有部件是不需要的，除了部分部件的位置有變化之外，圖3B至圖7是完全相同的。部件的編號對應圖1和圖2所示的編號。實際上，雖然無須以此方式示出，所有尺寸和彈簧比率經(jīng)選擇使得以下操作順序如以下描述發(fā)生。

現(xiàn)在參考圖3A和圖3B，舌片15中的孔已經(jīng)放置在銷23的上部分23a上面。舌片15位于齒19之間的所述夾爪的基部部分20上。接著，螺母17放置在銷23的上部分23a上面且位于上部分23a與中央部分23b之間的所述肩部上。如與此同時，所述孔緊貼地包圍中央部分23b的最端部。這些機械配置確保在安裝工序期間螺母17與舌片15中的所述孔的對齊。

參考圖4，當所述壓力機(未示出)使壓力機壓頭工具13向下推進到與螺母17接觸的時候，鉚接工序繼續(xù)，螺母17進入且接觸插孔12的底部。隨著壓力機沖程繼續(xù)前進，壓力機壓頭工具13驅(qū)動所述螺母和銷向下抵抗下脫模彈簧27的向上偏置力，如圖5所示。

圖5中，壓力機壓頭工具13現(xiàn)在已迫使螺母17與舌片15接觸，因為排出銷23也已經(jīng)向下移動。螺母17和舌片15上的力量現(xiàn)在開始將套圈18向下移動，這導致兩個彈簧動作。首先，這允許所述螺母和所述舌片維持在對抗底彈簧27的反作用力的可動且對齊的接觸。其次，上彈簧25促使舌片15在夾爪19之間與套圈18的頂部恒常接觸，因為套圈18藉由對抗螺母17和舌片15的壓力機壓頭工具13的力量向下移動。

參考圖6，藉由錐形套圈18抵靠上殼體插孔16的楔作用，所述壓力機壓頭工具的向下移動持續(xù)，直到舌片15已經(jīng)以最短夾持距離被完全捕獲在所述套圈的夾爪為止，如圖6的箭頭所示。在安裝順序的這一點，在上彈簧25完全被壓縮的情況下，套圈18已經(jīng)觸及底部且抵靠插孔端壁26。殼體21中的插孔16深度經(jīng)設計成使得套圈18將在最小夾持夾爪距離觸及底部，該最小夾持夾爪距離等于舌片15的適當自由寬度。

在圖7，舌片15維持被夾持的狀態(tài)以防止凸出。螺母17上的沖壓力持續(xù)到最大額以實現(xiàn)與環(huán)形舌片15的鉚接。?？吭谒霾蹇椎牡妆?6的套圈18的“強制停止”(hard stop)確保對抗螺母17的最終所需安裝力完全實現(xiàn)，因為這獨立于套圈18的夾持動作。所述壓力機的向下安裝沖程可持續(xù)直到最大點，其中壓力機壓頭工具13如此處所見接觸套圈18。如這樣設計，壓力機壓頭工具13的端部中的插孔12的深度可限定螺母17插入舌片15的最大插入距離。

在圖8，在所述螺母完全鉚接到舌片15的情況下，壓力機壓頭工具13已被撤回且從所述螺母分離。排出銷23現(xiàn)在將所述端環(huán)組件從套圈的夾爪19向上排出。套圈18和排出銷23分別藉由彈簧25和27的力量向上移動。所述套圈的向上行程受肩部31d與軸環(huán)29之間的抵靠所限制。在這一點，完成的端環(huán)組件已被排出，且已可從排出銷23移除使得下個安裝循環(huán)可以開始。

在這實施例，上述工具提供若干順序的功能。所述工具夾持舌片15的側(cè)邊以防止鉚接期間的凸出。所述工具也將所述緊固件(諸如鉚接螺母)與舌片15中的孔同心地對齊，并且在沖壓后將完成的組件排出。這些功能藉由工藝裝備來實現(xiàn)，該工藝裝備提供快速組裝而產(chǎn)生較小不合格部件，因此使得其操作非常有效率且具成本效益。

前文所述應視為僅是本發(fā)明的原理和可能實施例的說明。再者，因為本領域技術(shù)人員可容易想到許多修改和變化，所以不希望將本發(fā)明限于所示和所述的具體構(gòu)造和操作。相應地，可采用適合的修改和等同物，所有該修改和等同物落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍應僅由下文的權(quán)利要求及其法律等同物來確定。