CN102753311A - 用于上紧螺纹紧固件的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于上紧螺纹紧固件(102)的装置(101)，紧固件具有：一带有轴向钻孔(112)的螺柄(110)，一位于钻孔中且与螺柄连接的销规(120)，以及一可旋转地支撑于销规上的显示部件(122)，显示部件被布置成可在紧固件不受应力时可自由旋转，但当紧固件受预定拉伸负荷时无法旋转；该装置包括：一可旋转地支撑于装置中的接收部件(134)，用于接收连接至螺柄的头(111)或接收可与螺柄啮合的螺母；一可旋转地支撑于装置中的啮合部件(140)，并被配置为在使用时相对于显示部件以旋转地固定；其中，装置包括一个用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备(170)。

Description

用于上紧螺纹紧固件的装置

技术领域

本发明涉及一用于上紧螺纹紧固件的装置。更具体地讲，本发明涉及一用于上紧螺纹紧固件的装置相关，该装置包括指示该紧固件受其限制的负荷(通常是拉伸负荷)的工具。

背景技术

该装置已经被设计主要用来与该类紧固件一起使用，其具有带轴向钻孔的螺柄；销规位于钻孔中且与螺柄连接，该销规的一部分越出紧固件的端面向外凸出；显示部件可旋转地支撑于销规凸出部分，该显示部件被布置成，当紧固件不受应力时可自由旋转，但当紧固件受预定拉伸负荷，通过与紧固件的一部分接触而无法旋转。紧固件要么具有与螺柄相邻于显示部件的一端相连接的一头(如技术上称为的“螺丝”)，要么选择地具有一螺母，可按螺纹方式与螺柄邻近于显示部件的一端相啮合(在技术上称为“螺柱与螺母组合”)。

销规和显示部件通常被设置为在显示部件和紧固件的端面之间预留初始间隙，以便该间隙在紧固件受预定拉伸负荷时闭合(由于紧固件在承受上述负荷时伸长)，并且端面轴承充分抵触指示器部件以防止其旋转，例如通过用户的手。

当用电动工具上紧这样一紧固件时，用户必须在上紧紧固件的期间频繁定期地检查显示部件，以确保不会将紧固件上得过紧。不得不定期手动检查显示部件具有缺点，即上紧每个紧固件所用的时间增加。此外，在上紧紧固件期间，没有东西可以用来指示用户是否紧固件已经上得过紧。

发明内容

因此，本发明的目的是为了解决这些问题。

根据该发明的第一方面，我们提供了上紧这种螺纹紧固件的装置，其中包括：

一带有轴向钻孔的螺柄；

一在钻孔中且与螺柄连接的销规，该销规的一部分或凸出于、或齐平于、或凹陷于紧固件的端面；以及

一显示部件，可旋转地支撑于销规的凸出部分、或齐平部分、或凹陷部分，该显示部件被布置成，当紧固件不受应力时可自由旋转，但当紧固件受预定拉伸负荷时无法旋转，

其中，紧固件具有与螺柄相连接的一头，或可选择地，与螺柄相螺纹啮合的一螺母；

该装置包括：

一接收部件，可旋转地支撑于该装置中，用于接收连接至紧固件的头或用于接收可与螺柄啮合的螺母；

一产生接收部件旋转的设备；

一啮合部件，可旋转地支撑于该装置中，并且被配置成，在使用中相对于显示部件旋转地固定；

其中，该装置包括一用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备。

本发明的其他特征陈述在附上的权利要求2至46中。

附图说明

现将仅以与附图相关的示例介绍该发明，其中：

图1是本发明的第一实施例的横截面侧视图；

图2是本发明的第二实施例的横截面侧视图。

具体实施方式

对于图1，本图为用于上紧负荷指示紧固件102的装置101的第一实施例。装置101可用于将多个部件紧固(如扁平部件105和106)在一起，这些部件通过紧固件102(在技术上公知为“螺丝”)面对面固定在一起。紧固件102的头111与扁平部件105的暴露面相邻。头111通过垫圈作用于扁平部件105上。

通常，紧固件102属于该种类型：其有至少一部分空心螺柄110；销规120在螺柄110中；以及显示部件122可旋转地支撑于销规120上。当紧固件102不受应力时，显示部件122可旋转，当紧固件102受预定拉伸负荷时，基本上不可旋转。具体来讲，紧固件102有个螺柄110和头111，带有从头111向螺柄110的端部113延伸的一轴向钻孔112。紧固件102包括一个朝向下部115的销规120，其位于轴向钻孔112中且通过轴向钻孔112内的螺纹下部121连接至螺柄110。销规120的上部123的部分124向外凸出高于头111的端面114。凸出部分124可旋转地支撑一显示部件122。显示部件122被布置成，当紧固件102不受应力时可自由旋转，但受预定拉伸负荷限制时(即，一旦其被上紧到所需的负荷)，显示部件122通过与端面114接触受制而无法旋转，由于紧固件102在承受张力负荷时伸长。因此，显示部件122将向用户显示紧固件102是否被完全上紧。

装置101具有可旋转地支撑驱动轴131的外壳130。驱动轴131可通过液压操作缸部分132旋转，这将通过操纵杆棘轮传动装置133对驱动轴131产生旋转。液压机液体在压力下从液压泵(未显示)通过导管160向装置101传递。

与驱动轴131下自由端部138相连接的是一个用于接收紧固件102的头111的接收部件134。接收部件134(在该技术领域中通常上称为“插座”)的形状可调整，以便与头111的形状相对应。一旦接收到头111，头就会和接收部件134彼此旋转上紧。本领域技术人员能够领会的是，头111可能有许多形状，而且一个形状合适的接收部件134必须被选择用来与特定的紧固件102一起使用。这样，由图1可知，接收部件134以可拆卸方式连接至驱动轴131的驱动元件136，以实现不同形状接收部件的互换性。

装置101还包括啮合部件140，该部件可旋转地、延伸地和回缩地支撑于啮合轴142的下端部148，以接收显示部件122。啮合轴142与驱动轴131中的轴向孔137同心同轴，并且可通过其延伸。啮合部件140通过下端部148上的向下偏置压缩弹簧143从接收部件134中的凹槽135通过轴向孔137向轴承146中的凹槽145延伸和回缩。

啮合部件140有一个形状可调整的凹槽141，以便与显示部件122的形状相对应。一旦在凹槽141中接收到显示部件122，显示部件122和啮合部件140就会彼此旋转上紧。本领域的技术人员能够领会的是，显示部件122可能有许多形状，而且一个形状合适的的啮合部件140必须被选择用来与特定的紧固件102一起使用。这样，显示部件140以可拆卸方式连接到啮合轴142，以实现不同形状啮合部件的互换性。

啮合轴142的上端部149通过离合器150连接至驱动轴131的上端部139。离合器150优选为一个电磁离合器，它还连接至编码器170的编码器轴171。这样，驱动轴131和啮合轴142将在上紧紧固件102时一起旋转。

装置101配备有感测啮合部分140旋转的预定阻力的设备，感测形式为角度或旋转编码器170。编码器170可能通过几种已知的方法运行，包括带有指针的或带滚珠轴承结构的或带光传输原理的扭矩限制器。编码器170与外壳130的上部连接，而且配置为感测和测量驱动轴131和啮合轴142之间的相对旋转。该相对旋转在离合器150的轴承结构152克服啮合工具140旋转的预定阻力时发生。角度编码器170也配置为通过线路175向控制器发送信号以控制驱动轴131的旋转，一旦达到啮合轴142相对于驱动轴131的预定角度扭力，驱动轴131即可因此停止旋转。此角度扭力可在啮合轴142和驱动轴131之间的相对旋转的实质停止是时被测量。

装置101的运行方式如下。为了要开始紧固件102的上紧，装置101被放置为在接收部件134中接收头111。在图1中可以看出，接收部件134只有一部分与头111啮合，并可看出啮合部件140接收带有相对较小的弹簧143压缩力的显示部件122(与稍后讨论的第二个实施例相比)。装置101可感测此啮合，并可通过限位开关或接近开关发出声音或点亮LED。发出声音或发光可向用户指示出装置101与紧固件102正确地啮合，而且可以开始执行上紧操作。

随后，经由从棘轮传动装置133通过导管160传来的液压驱动而引起驱动轴131旋转，其通过离合器150产生啮合轴142的旋转。驱动轴131的旋转可使紧固件102旋转并因此被上紧。啮合轴142的旋转带动啮合部件140和显示部件122旋转。

一旦紧固件102充分上紧，显示部件122即通过与端面114的摩擦啮合停止旋转，这将在根本上阻止显示部件122以及接收部件140与紧固件102的相对旋转。然而，驱动轴131仍继续相对于啮合轴142旋转。这将引起啮合轴142的角度扭力，进而让角度编码器170通过离合器150感测角度扭力。一旦达到预定角度扭力，离合器150就会滑动，因此将啮合轴142与驱动轴131分离。编码器170通过开关172沿线路175向控制器发送一个信号以减慢，或停止，或先减慢再停止驱动轴131的旋转。在此情况下，紧固件102已被上紧至正确的预定拉伸负荷，不需要用户在上紧紧固件102期间频繁地检查指示器部件122，以确保紧固件102不被拧得过紧。实际上，装置101提供了自动上紧操作，以对在上紧操作期间啮合轴142和驱动轴131之间的相对旋转的实质停止的测量做出响应。

在使用中，棘轮传动装置133在实际达到预定拉伸负荷时减慢或停止或先减慢后停止。接收部件134和啮合部件140可分别支撑于独立轴：驱动轴131和啮合轴142。感测设备，可能是角度编码器170，以驱动轴131和啮合轴142中的扭转角和扭转力度中的其中一种形式来感测预定阻力。该感测设备可进一步以驱动轴131和啮合轴142之间相对运动中止的形式感测预定阻力。

尽管棘轮传动装置133是液压驱动，其也可以气动、电动或手动方式来驱动。啮合部件140支撑于啮合轴142的下端部分148，这样可以穿过接收部件134中的孔137。另在装置101中，啮合部件140和接收部件134可围绕公共轴旋转，二者彼此独立，而且方向相同。啮合部分140通过离合器150相对于接收部件134可旋转地固定，离合器150配置为在达到基本拉伸负荷时达到基本预定阻力时滑动。

如图2所示，此图显示用于上紧负荷指示紧固件102的装置201的第二实施例。装置201的组成部分基本上与图1的装置101相同，它们都有相同的附图标记，但比前者增加了100。控制器(未显示)允许用户可在本发明装置的至少第一实施例101和第二实施例201之间选择。

装置201可用于将多个部件上紧在一起，如扁平部件205和206，使用紧固件202可将其面对面拧在一起，在公知技术中称之为“螺柱与螺母的组合”。紧固件202的第一螺母211与扁平部件205的暴露面相邻。紧固件202的第二螺母216与扁平部件206的暴露面相邻。螺母211和216通过垫圈作用于扁平部件205和206上。

通常，紧固件202属于该种类型：其有至少一部分空心螺栓210；销规220在螺柱210中；以及显示部件222可旋转地支撑于销规220上，显示部件222在紧固件202不受应力时可旋转，在紧固件受到预定拉伸负荷时基本上不可旋转。

具体来说，螺柱210具有从螺柱210的端面217向螺柱210的端部218延伸的轴向钻孔212螺柱螺柱。销规220(朝向下部215)位于轴向钻孔212中，且通过轴向钻孔212内部的螺纹下部221与螺柱210连接。销规220上部223的一部分224向外突出超过端面217。突出部分224可旋转地支持显示部件222。显示部件222如此布局以便于它可在螺柱210不受应力时自由旋转。当螺柱210受到预定拉伸负荷时(即，一旦将螺母211上紧至所需负荷)，显示部件222因与端面217接触而无法旋转，螺柱由于螺柱210在拉伸负荷下伸长。因此，显示部件222可指示用户紧固件202是否已被完全上紧。

啮合轴242的上端部249通过离合器280连接至外壳230的上部。离合器280优选为一种可与编码器282连接的电磁离合器。这样，驱动轴231就不会与啮合轴242连接。因此在上紧紧固件202的过程中，啮合轴242不再随驱动轴231一起旋转。

编码器282可能通过几种已知的方式运行，包括带有指针的，或带有滚珠轴承结构的，或带有光传输原理的扭矩限制器。编码器282与外壳230的上部连接，而且配置为感测和测量驱动轴231和啮合轴242之间的相对旋转。此相对旋转在离合器280的轴承结构克服啮合部件240旋转的预定阻力时发生。角度编码器282也配置为通过线路275向控制器发送信号以控制驱动轴231的旋转，一旦达到啮合轴242相对于驱动轴231的预定义角度扭力，驱动轴131即可因此停止旋转。由于，此角度扭力可在啮合轴242和驱动轴231之间的相对旋转的实质停止时被测量。装置201的运行方式如下。为了要开始紧固件202的上紧，装置201被放置为在接收部件234中接收第二螺母211。在此情况下，啮合部件240接收显示部件222，此时弹簧243的压缩力相对比装置101的第一实施例中的更大。

这样将导致驱动轴231以类似于装置101导致螺母211旋转的方式旋转，并因此上紧和伸长螺柱210。啮合轴242、啮合部件240和显示部件222相对静止。

一旦螺母211将螺柱210充分上紧，显示部件222则通过与端面217的摩擦啮合与螺柱210相抵。因此，离合器280将在啮合驱动轴231和啮合轴242处滑动。然后啮合部件240开始与啮合轴242一起旋转，旋转状况由角度和/或旋转编码器282感测。编码器282通过开关284沿线路275向控制器发送信号以减慢，或停止，或先减慢再停止驱动轴231的旋转。在此情况下，紧固件202已被上紧至正确的预定拉伸负荷，不需要用户在上紧紧固件202期间频繁地检查显示部件222来确保紧固件202不被拧得过紧。实际上，201装置提供了自动上紧操作，以对在上紧操作期间啮合轴242和驱动轴231之间的相对旋转的实质停止的测量做出响应。

与图1的装置101相比，装置201具有感测设备，角度编码器282，用于感测在基本达到预定拉伸负荷时啮合部件240旋转产生的预定阻力。由于紧固件202是螺柱和螺母组合，啮合部件240被进一步配置为在使用时相对于紧固件202旋转地解除固定。感测设备可以以在驱动轴231和啮合轴242之间的相对运动开始的方式感测预定阻力。啮合部件240和接收部件234可围绕公共轴旋转，二者彼此独立且方向相同，直至基本上达到预定的拉伸负荷。啮合部件240通过离合器280相对于接收部件234旋转地解除固定，离合器280配置为在基本上到达预定拉伸负荷时滑动并啮合驱动轴231和啮合轴242。

应该注意，装置201可用于上紧紧固件101。同样，装置202可用于上紧紧固件201。

在本发明(图中未显示)装置的第三实施例中，该装置可能包括电机、电流检测工具和旋转角度检测工具。用于检测流入电机的电流的电流检测工具(如，电表)和用于检测啮合轴对于驱动轴的相对旋转角度的旋转角度检测工具(如旋转编码器)可在本申请的第三系统中使用。啮合轴的上端通过电磁离合器和齿轮箱连接至电机和旋转编码器，进入这些组成部分的电源通过电源线提供。

驱动轴通过液压旋转。同时，或稍后，啮合轴和啮合部件将通过电机以较低速度旋转(方向与驱动轴相同或相反)。驱动轴的旋转可使紧固件旋转并因此被上紧。通过电机带动的啮合轴的旋转将带动啮合部件和显示部件旋转。

在将紧固件充分上紧后，显示部件即被保持以通过与紧固件的摩擦啮合而无法旋转，这将在基本上限制显示部件相对于紧固件旋转。这将在基本上限制啮合轴旋转，导致电机获取增强的功率。电机中增强的功率引发扭转负荷，使电磁离合器滑动，从而使开关翻转。电磁离合器被校准以便一旦它经受预定扭转负荷后立即滑动，预定的扭转负荷与紧固件中所需的扭转负荷相对应。滑动被旋转编码器感测到，该编码器通过控制器向棘轮传动装置和电机发送一个信号以减慢，或停止，或先减慢再停止驱动轴和啮合轴的旋转。在此情况下，紧固件已被上紧至正确的预定拉伸负荷，不需要用户在上紧紧固件期间频繁地检查指示部件来确保紧固件不被拧得过紧。事实上，此系统提供了自动上紧操作，以对在上紧操作期间啮合轴和驱动轴之间的相对旋转的实质停止的测量做出响应。

本发明中使用的机械离合器有一对相对的离合器盘和偏置工具(如，压缩弹簧)，离合器盘的其中一个盘压向另一个。当作用于啮合轴上的角度扭力或扭转负荷小于预定阻力时，离合器盘将以机械方式啮合，而驱动轴受来自棘轮传动装置的液压驱动而继续旋转。另一方面，当作用于啮合轴上的扭力或负荷达到或超过预定阻力值时，其中一个离合器盘相对于另一个离合器盘空转，并因此关闭驱动轴的液压。应当注意的是，偏置工具(又称轴承工具)的压力最好可调整为激活离合器机构时的预定值。应当注意的是，其他类型的机械或电磁离合器机构可用于本申请的系统。

与本发明一致的装置可通过包括微型计算机的控制单元进行控制。微型计算机可以包括集成于单一芯片上的CPU、ROM、RAM和I/O。微型计算机的ROM存储着控制程序，用于自动暂停棘轮传动装置(使用101、201装置之类的装置时)以及用于自动暂停棘轮传动装置和驱动电机(使用第三系统之类的系统时)。除微型计算机以外，控制单元还包括内存。内存可以存储：紧固件的显示部件的预设阻力值范围；离合器激活的预设阻力值范围；编码器的啮合轴与驱动轴的预设相对旋转角度范围；和/或对应于电机显示部件的阻力值的预设电流范围；等等。

液压泵开关、限位或接近开关、第一和第二离合器激活检测开关，以及第一和第二旋转角度检测传感器可与微型计算机连接并向其输入信号。电源通过电源电路部分连接至微型计算机。供电电源通过电源电路部分转换为微型计算机的用电，并向微型计算机供电。

在第三实施例中，电源通过也许是一电机驱动半导体开关与电机连接，并该提供电机旋转的电流。应当注意的是，电机可能是直流电机，半导体开关可能通过微型计算机执行PWM控制，以将电源直流电转换为三相电流。半导体开关可通过电流检测单元与电源连接。电流检测单元通过半导体开关检测流入电机的电流。电流检测单元检测到的电流值被输入到微型计算机。一旦达到预定扭转负荷和电流值，旋转编码器即通过控制器向电机发送关于驱动轴和啮合轴旋转的“减慢”、“停止”或“先减慢后停止”三种信号之一。

应当注意的是，操作管理程序可在内存中设置和存储：紧固件的显示部件的阻力值的预设范围；离合器的激活阻力值的预设范围；编码器的啮合轴与驱动轴相对旋转角度的预设范围；和/或对应于电机显示部件的阻力值的电流的预设范围。根据自动上紧操作，这些指标值可能需要通过控制外部输入装置(如个人计算机)进行设置和存储，外部输入装置以有线或无线方式连接至装置。。这些指标值可通过在每次上紧操作期间的系统测试和存储每个结果值来确定。然后，一个统计处理的值，例如存储的指标值的平均值或预设范围，可被设置以及存储在内存中。

提及与第三实施例相关的讨论，用于确定紧固件是否已达到和/或维持预定拉伸负荷的本发明(未显示)的测试工具/装置可能包括：在该装置中可旋转地支持并以此方式配置以便在使用时相对于显示部件旋转固定的啮合部件；产生啮合部件旋转的设备；以及用于感测针对啮合部件旋转的预定阻力的设备。

应该注意的是，测试装置可以是独立装置，其组成部分比本发明的上紧装置更少。测试装置也可以是上紧装置的一部分，彼此分离或与其集成均可。在测试装置与上紧装置集成的情况下，用户可以选择执行上紧操作还是测试操作。

可以提供使用上紧、测试和管理工具/装置对紧固件的上紧、测试和管理操作进行管理的管理装置/系统。例如，管理系统可能包括以可通信方式彼此连接的上紧、测试和管理装置(例如，个人计算机)。此外，管理系统还可以包括多个上紧、测试和管理装置。管理系统可包括用于确定是否已达到预定指标值的工具/装置(微型计算机、微处理器等)。管理系统可包括用于操作管理信息的内存管理的工具。上紧、测试和管理装置的通信工具当确定工具确定达到指标值时传输确定结果。在执行上紧操作时，管理系统可以接着传输一个信号以减慢，或停止，或先减慢再停止紧固件的旋转。在执行测试操作时，管理系统可向上紧装置传输信号，以上紧或重新上紧紧固件。管理系统的内存存储通过上紧、测试和管理装置的通信工具传输的确定结果。应该注意的是，管理系统可执行多项管理任务，包括：上紧紧固件；同时上紧多个紧固件；测试紧固件；同时测试多个紧固件；确定紧固件上紧是否正常；在一系列操作期间存储上紧和测试操作的数据；以及确定上紧和测试装置的组成部分磨损程度等等。

用于同时上紧多个紧固件的上紧装置可以包括通过反应适配器和/或反应集线器彼此啮合和/或连接的多个上紧装置，每个装置都有驱动轴。反应适配器包括第一个强制传输元件，在与上紧装置啮合时可围绕驱动轴旋转；而且反应适配器包括第二个强制传输元件，在与第一个元件啮合时，至少可沿第一个元件的远侧的一部份延伸和收缩。在与第二个上紧装置啮合时，第二个元件可围绕第二个上紧装置的驱动轴旋转。应当注意的是，第一个和第二个元件都可分别沿各自的上紧装置驱动轴的垂直方向延伸。反应适配器允许同时使用两个上紧装置，因而反应集线器允许同时使用三个或多个上紧装置来上紧三个或多个紧固件。

应该注意的是，当前应用的装置可与许多不同类型的具有可旋转显示部件的负荷指示紧固件一起使用，以指示何时紧固件达到预定拉伸负荷。美国专利第4,525,114号(相当于EP 0049537)和美国专利第5,222,849号(相当于EP 0626043)中公布了这些紧固件的几个示例(此处仅供参考)，而且这些示例包括螺丝、螺柱、螺栓、螺柱和螺母组合及螺栓和螺母组合。易于与可旋转的显示部件一起使用的紧固件的其他几何形状和配置已众所周知，而且可能包括：具有两个或多个不同尺寸和几何形状的钻孔，且包括凹陷部分的紧固件；以螺纹、粘合剂、冲压件和其他方式固定在螺柄中的销规；固定在螺柄的上、中、下部分中的销规；以及相对于紧固件的端面凸出、凹陷和与之齐平的显示部件，该显示部件包括帽、盘、杯、工具啮合装置、底座、发光孔和其他可旋转结构。

通常，此类紧固件可能有：螺柄；用于在上紧紧固件期间测量螺柄伸长率的测量工具；以及连接到螺柄的头，或者以螺纹方式与螺柄啮合的螺母。更具体地讲，此类紧固件可能有：至少一个部分空心的螺柄；一个在螺柄中的销规；以及在销规上可旋转支撑的显示部件，该显示部件在紧固件不受应力时可旋转，在紧固件/螺柄受限于预定拉伸负荷/伸长率时实际不可旋转。此外，此类紧固件可能有：一个轴向钻孔，从螺柄的端面部分或完全延伸到该螺柄的另一端面；实质上定位在该钻孔中的销规，与螺柄连接，并相对于一个端面凸出、齐平或凹陷；显示部件，当紧固件不受应力时仅与销规接触，当紧固件/螺柄受限于预定拉伸负荷/伸长率时与销规和紧固件或装置的一部分接触。

另应当注意的是，根据用户选择的紧固件组合特性，必须选择适当形状的啮合部件。啮合部件可接收显示部件，有或没有螺柄或在螺柄内部。例如，用户可选择：沉头螺丝；凹陷部的孔；与凹陷底部齐平的销规，该销规具有平头螺丝刀啮合。在此情况下，啮合部件不是杯状结构，但属于平头螺丝刀。

应该注意的是，本申请的系统可由任意适用的材料(如铝、钢、其他金属、金属合金和/或其他合金(含非金属物质)制造。

应注意的是，本申请的系统可以包括紧固件、上紧装置、测试装置和管理装置。

通常，上紧装置可以有：用于接收连接至螺柄的头或用于接收可与螺柄啮合的螺母的工具；产生接收装置旋转的工具；将该装置与部分测量工具啮合的工具；以及用于感测何时螺柄达到预定拉伸负荷/伸长率的工具。更具体地讲，此类上紧装置可能有：在该装置中可旋转支撑的接收部件，用于接收紧固件的一部分；产生接收部件旋转的设备；啮合部件，在该装置中可旋转支撑，以此方式配置以便在使用时相对于显示部件旋转固定。；以及感测设备，用于感测啮合部件旋转的预定阻力。产生接收部件旋转的设备在实际达到预定拉伸负荷/伸长时的实际预定阻力时“减慢”、“停止”或“先减慢再停止”。产生接收部件旋转的设备可以是气动、电动、液动或手动设备之一。

接收和啮合部件可支撑在独立轴上，感测设备可感测角度扭力、扭转负荷，或轴上相对运动的开始、中止或开始和中止时的预定阻力/拉伸负荷/伸长率。接收和啮合部分可围绕公共轴旋转，可相互独立或相互依赖，方向可以相同或相反。当接收部件和啮合部件彼此独立旋转时，该装置中可提供产生啮合部件旋转的设备(如电机)。啮合部件通过离合器相对于接收部件旋转固定或解除固定，其中离合器配置为在实际到达预定阻力时的实际预定拉伸负荷时滑动。啮合部件可支撑在轴的一端，穿过接收部件中的孔隙。

管理紧固件的装置可能包括：紧固件的上紧工具、紧固件的测试工具以及管理上紧和测试工具的装置和/或紧固件的管理装置。用于上紧、测试和管理的工具可能包括彼此通信的工具。上紧工具还可能包括感测预定指标值的工具。此外，用于管理的工具还可能包括确定是否达到预定指标值的工具以及用于内存存储操作管理信息的工具。

用图例解释使用本申请的上紧装置自动上紧紧固件的方法包括以下步骤。紧固件根据上紧部件提供。上紧装置根据紧固件提供。紧固件的显示部件与上紧装置的啮合部件啮合。接着，紧固件随上紧装置旋转。感测设备感测在实际达到预定拉伸负荷/伸长率时啮合部件旋转的预定阻力。上紧装置可“减慢”、“停止”或“先减慢后停止”紧固件旋转。

用图例解释使用本申请测试装置自动测试紧固件的方法包括以下步骤。紧固件的显示部件与测试装置的啮合部件啮合。接着，产生啮合部件旋转的设备被激活。感测设备感测在实际达到预定拉伸负荷/延伸率时啮合部件旋转的预定阻力。测试装置可“减慢”、“停止”或“先减慢后停止”啮合部件的试图旋转。

在此说明书和权利要求中使用时，术语“包含”和“包括”及相关变量意味着其中包含指定的特征、步骤和整数。这些术语不解释为排除出现其他特征、步骤或组成部分。

在前面的描述或以下权利要求或附图中公开的特征，无论以特定形式或以执行所公开功能的工具形式表达，还是表示为获得所公开结果的方法或流程，均可以独立形式或以这些特征的任何组合形式加以恰当利用，以便达到以多种形式实现该发明的目的。

Claims (46)

1.一种用于上紧螺纹紧固件的装置，紧固件具有：

一带有轴向钻孔的螺柄；

一位于钻孔中且与螺柄连接的销规，该销规的一部分或凸出于、或凹陷于或齐平于紧固件的端面；以及

一可旋转地支撑于销规的凸出部分、齐平部分或凹陷部分的显示部件，该显示部件被布置成可在紧固件不受应力时可自由旋转，但当紧固件受预定拉伸负荷时无法旋转，

其中，紧固件具有与螺柄连接的头，或者，可选择地具有与螺柄螺纹啮合的螺母；

该装置包括：

一可旋转地支撑于装置中的接收部件，用于接收连接至螺柄的头或接收可与螺柄啮合的螺母；

一产生接收部件旋转的设备；

一可旋转地支撑于装置中的啮合部件，并被配置为在使用时相对于显示部件以旋转地固定；

其中，装置包括一个用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，接收部件支撑于一轴上，啮合部件支撑于一轴上，接收部件的轴和啮合部件的轴同轴，并且感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测接收部件的轴和啮合部件的轴之间的相对运动的开始、或相对运动的中止，或相对运动的开始和中止两者都感测。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，啮合部件支撑于一轴上，并且用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测所述轴中的角度扭力。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，啮合部件支撑于一轴上，并且用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测所述轴中的扭转负荷。

5.根据任何先前的权利要求所述的装置，包括一个离合器，被配置为在啮合部件达到预定旋转阻力时滑动。

6.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件和接收部件可围绕公共轴相互独立或相互依赖地旋转。

7.根据任何先前的权利要求所述的装置，包括一产生啮合部件旋转的附加设备，并因此啮合部件和接收部件可彼此独立围绕公共轴旋转。

8.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件和接收部件可同向或反向旋转。

9.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件通过离合器相对于接收部件旋转地固定，所述离合器被配置为在啮合部件达到预定旋转阻力时滑动。

10.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件接收不带有螺柄，或带有螺柄，或在螺柄内部的显示部件。

11.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件位于接收部件中。

12.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，啮合部件支撑于在轴的一端，该轴穿过接收部件中的孔。

13.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，产生接收部件旋转的设备是气动驱动，或液压驱动，或电力驱动，或手动驱动。

14.根据任何先前的权利要求所述的装置，其中，产生接收部件旋转的设备在啮合部件达到预定旋转阻力时减慢，或停止，或先减慢再停止。

15.一种用于测试螺纹紧固件的装置，紧固件具有：

一带轴向钻孔的螺柄；

一位于钻孔中且与螺柄连接的销规，该销规的一部分或凸出于，或凹陷于，或齐平于紧固件的端面；

一可旋转地支撑于销规的凸出部分、齐平部分或凹陷部分的显示部件，该显示部件被布置成在紧固件不受应力时自由旋转，但紧固件受预定拉伸负荷时无法旋转；

该装置包括：

一可旋转地支撑于装置中的啮合部件，被配置为在使用时相对于显示部件旋转地固定；

一产生啮合部件旋转的设备；以及

其中，装置包括一个用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，啮合部件支撑于一轴上，并且用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测所述轴与紧固件的一部分之间相对运动的开始的不足。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，啮合部件支撑于一轴上，并且用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测所述轴中的角度扭力。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，啮合部件支撑于一轴上，并且用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备感测所述轴中的扭转负荷。

19.根据权利要求15、16、17或18所述的装置，包括一离合器，被配置为在啮合部件达到预定旋转阻力时滑动。

20.根据权利要求15、16、17、18或19所述的装置，其中，啮合部件通过离合器相对于接收部件旋转地固定，所述离合器配置为在啮合部件达到预定旋转阻力时滑动。

21.根据权利要求15、16、17、18、19或20所述的装置，其中，啮合部件接收不带有螺柄，或带有螺柄，或在螺柄内部的显示部件。

22.根据权利要求15、16、17、18、19、20或21所述的装置，其中，产生啮合部件旋转的设备在啮合部件达到预定旋转阻力时减慢，或停止，或先减慢再停止。

23.一种用于上紧螺纹紧固件的装置，紧固件具有：

一螺柄；

用于在上紧紧固件期间测量螺柄伸长的工具；

其中，紧固件具有一与螺柄连接的头，或者，可选择地具有与螺柄螺纹啮合的螺母；

该装置包括：

用于接收与螺柄连接的头或者用于接收可与螺柄啮合的螺母的工具；

用于产生接收部件旋转的工具；

用于将该装置与测量工具的一部分啮合的工具；以及

用于感测何时螺柄达到预定伸长的工具。

24.根据权利要求23所述的装置，其中，螺柄的测量工具包括位于螺柄轴向钻孔中且与螺柄相连的销规，该销规的一部分或凸出于、或凹陷于，或齐平于螺柄的端面，以及一可旋转地支撑于销规的凸出部分、齐平部分或凹陷部分的显示部件，该显示部件被布置成当螺柄不受应力时自由旋转，但当螺柄达到预定伸长时无法旋转。

25.根据权利要求23和24所述的装置，其中，啮合工具可旋转地支撑于该装置中，并且被配置为在使用时相对于测量工具的一部分旋转地固定。

26.根据权利要求23、24和25所述的装置，其中，接收工具支撑于一轴上，啮合工具支撑于一轴上，接收工具的轴和啮合工具的轴同轴，并且用于感测螺柄何时达到预定伸长时的感测工具感测接收工具的轴和啮合工具的轴之间的相对运动的开始，或相对运动的中止，或相对运动的开始和中止两者都感测。

27.根据权利要求23、24、25和26所述的装置，其中，啮合工具支撑于一轴，并且感测螺柄达到预定伸长时的感测工具感测所述轴中的角度扭力。

28.根据权利要求23、24、25、26和27所述的装置，其中，啮合工具支撑于一轴，并且感测螺柄何时达到预定伸长的感测工具感测所述轴中的扭转负荷。

29.根据权利要求23、24、25、26、27和28所述的装置，包括用于离合的工具，该工具被配置为在螺柄达到预定伸长时滑动。

30.根据权利要求23、24、25、26、27、28和29所述的装置，其中，啮合工具和接收工具可围绕公共轴相互独立或相互依赖地旋转。

31.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29和30所述的装置，包括用于产生啮合工具旋转的工具，这样，啮合工具和接收工具可围绕公共轴彼此独立旋转。

32.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30和31所述的装置，其中，啮合工具和接收工具可同向或反相旋转。

33.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31和32所述的装置，其中，啮合工具通过用于离合的工具相对于接收工具旋转地固定，所述离合工具被配置为在啮合工具达到预定旋转阻力时滑动。

34.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31、32和33所述的装置，其中啮合工具接收不带有螺柄，或带有螺柄，或在螺柄内部的测量工具的一部分。

35.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33和34所述的装置，其中，啮合工具位于接收工具中。

36.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35和36所述的装置，其中，啮合工具支撑于轴的一端，该轴穿过接收工具中的孔。

37.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35和36所述的装置，其中接收工具的旋转方式是气动驱动，或液压驱动，或电力驱动，或手动驱动。

38.根据权利要求23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36和37所述的装置，其中，用于产生接收工具旋转的设备在螺柄达到预定伸长时减慢，或停止，或先减慢再停止。

39.一种用于管理螺纹紧固件的装置，紧固件具有：

一带轴向钻孔的螺柄；

一位于钻孔中且与螺柄连接的销规，该销规的一部分或凸出于、或凹陷于，或齐平于紧固件的端面；

一可旋转地支撑于销规的凸出部分、齐平部分或凹陷部分的显示部件，该显示部件被布置成当紧固件不受应力时自由旋转，但紧固件受预定拉伸负荷时通过与紧固件的一部分接触无法旋转，

其中，紧固件具有一与螺柄连接的头，或者，可选择地具有一与螺柄螺纹啮合的螺母；

用于上紧紧固件的工具；以及

用于管理上紧工具的工具。

40.根据权利要求39所述的装置，其中，上紧工具包括：

一旋转地支撑于上紧工具中的接收部件，用于接收与螺柄连接的头或用于接收可与螺柄啮合的螺母；

用于产生接收部件旋转的设备；

一可旋转地支撑于上紧工具中的啮合部件，并且被配置为在使用时相对于显示部件旋转地固定；

一用于感测预定指标值的设备；以及

用于与装置通信的工具。

41.根据权利要求39和40所述的装置，其中，管理工具包括：

用于与上紧工具通信的工具；

用于确定是否达到预定指标值的工具；以及

用于操作管理信息的内存存储的工具。

42.根据权利要求39、40和41所述的装置，包括用于测试紧固件的工具，其中包括：

一可旋转地支撑于装置中的啮合部件，被配置为在使用时相对于显示部件旋转地固定；

一用于产生啮合部件旋转的设备；以及

一用于感测啮合部件旋转的预定阻力的设备；以及

用于与装置通信的工具。

43.有关上文所述螺纹紧固件的上紧装置的实际信息，请参考和/或参见随附的图纸。

44.有关上文所述螺纹紧固件的测试装置的实际信息，请参考和/或参见随附的图纸。

45.有关上文所述螺纹紧固件的管理装置的实际信息，请参考和/或参见随附的图纸。

46.有关此处所述的任何新功能或新的功能组合，请参考和/或参见随附的图纸。

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