CN104275673A - 紧固件安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧固件安装工具，其包括圆柱形组件、手柄/套筒组件和工具头部。该手柄/套筒组件包括具有孔的手柄和设置在孔内的套筒。套筒的内壁包括具有第一内径的第一部分和具有第二内径的第二部分。套筒包括具有第一外径的第一部分和具有第二外径的第二部分的外壁，套筒外壁的第一部分的第一外径大于套筒外壁的第二部分的第二外径。在套筒外壁的第二部分和手柄内壁的第二部分之间形成一空间，这能够使得套筒在工具操作期间弯曲。

Description

紧固件安装工具

相关申请的交叉引用

本申请与共同拥有的、未审决的美国临时专利申请No.61/844,120有关并要求该美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请于2013年7月9日提交，名称为“紧固件安装工具(FASTENERINSTALLATION TOOL)”，其全部内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及安装工具，更具体地说，涉及紧固件安装工具，包括但不限于气动液压紧固件安装工具。

背景技术

利用诸如气动液压紧固件安装工具的紧固件安装工具用来安装紧固件以将多个工件相互固定。紧固件可以是常见的牵引型紧固件，其包括可以通过安装在工具上的夹爪组件接合的、可分离的销尾部。常常希望延长工具的寿命，避免液压流体从工具中泄漏，并且降低工具的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供这样一种紧固件安装工具，即：具有延长的寿命，不容易发生液压流体从其中泄漏，操作期间循环得更快，而且具有可完整替换的套筒而不必更换整个手柄。

在一种实施方式中，紧固件安装工具包括含有壳体的圆柱形组件,该壳体具有上端和与上端相对的下端；含有安装在圆柱形组件的上端的手柄/套筒组件，该手柄具有第一端、与第一端相对的第二端、在第一端和第二端之间延伸的孔以及由孔限定的内壁，该内壁包括具有第一内径的第一部分、具有第二内径的第二部分和位于第一部分和第二部分中间的肩部，第一部分的第一内径大于第二部分的第二内径，该手柄/套筒组件还包括套筒，该套筒具有第一端、与套筒的第一端相对的第二端、包括具有第一外径的第一部分和第二外径的第二部分的外壁以及在套筒的外壁的第一部分和第二部分中间形成的环形阶梯部，套筒的第一部分从套筒的第一端延伸至环形阶梯部，而套筒的第二部分从环形阶梯部延伸至套筒的第二端，套筒外壁的第一部分的第一外径大于套筒外壁的第二部分的第二外径，其中，套筒被定位在手柄的孔内，从而使得套筒的环形阶梯部接合手柄的内壁的肩部，而且套筒外壁的第一部分与手柄内壁的第一部分并置，而套筒外壁的第二部分与手柄内壁的第二部分并置。在一种实施方式中，工具头部安装在手柄的第一端上。

在一种实施方式中，在套筒外壁的第二部分和手柄内壁的第二部分之间形成一个从手柄内壁的肩部和套筒外壁的环形阶梯部下方开始延伸至套筒的第二端的空间。在一种实施方式中，该空间适于接纳一定体积的液压流体。在一种实施方式中，环形阶梯部与外壁成一定角度地成形。在一种实施方式中，环形阶梯部相对于外壁倾斜地成一定角度。在一种实施方式中，紧固件安装工具包括装配在套筒的外壁上的O形环，手柄的第一部分的内壁包括其尺寸和形状被设计成可容纳O形环的环形凹槽。在一种实施方式中，O形环在紧邻套筒的第一端位置处装配套筒的外壁上。在一种实施方式中，套筒适于在操作紧固件安装工具的过程中在手柄的孔内横向弯曲。在一种实施方式中，套筒适于在相对于手柄的孔的圆周沿任何方向横向弯曲。在一种实施方式中，圆柱形组件包括具有活塞头和从活塞头延伸的活塞杆的活塞，其中，活塞杆被可滑动地安装在套筒内。在一种实施方式中，套筒包括具有其内径在套筒的第一部分和第二部分上一直保持不变的内壁。在一种实施方式中，工具头部包括牵引活塞和具有夹头和砧座的头部组件。

本发明的紧固件安装工具相比于现有技术中的紧固件安装工具更具有优势，这是因为在套筒和手柄的孔之间的间隙配合允许在套筒的外壁和孔的内壁之间引入一定体积的液压流体(例如，油)，这提供了用于吸收多余的油驱替的缓冲。而且，在工具的向下行程(即，返回)压力周期期间，在套筒和孔之间的液压流体的存在确保了套筒的内壁和外壁之间的流体静力平衡，从而避免了套筒的径向膨胀，而且还确保了在密封容纳部件之间的界面处具有较小的挤出间隙。因此，避免了液压流体从手柄泄漏，工具在操作期间由于较小的运转摩擦而更快速地循环，而且套筒、活塞和活塞密封件的寿命延长。此外，套筒可以整体地替换而不必更换手柄。

附图说明

图1是紧固件安装工具的一个实施例的正视图；

图2是沿着剖面线A-A截取并按箭头方向观看的图1所示紧固件安装工具的侧剖视图；

图3是图2所示紧固件安装工具所采用的手柄/套筒组件的放大图；以及

图4是图2所示紧固件安装工具所采用的手柄/套筒组件的另一张放大图。

具体实施方式

参看图1，在一种实施方式中，紧固件安装工具10包括圆柱形组件12、固定在圆柱形组件12一端上的手柄/套筒组件14和安装在手柄/套筒组件14一端上的液压驱动的工具头部16。在多种实施方式中，紧固件安装工具10可以与由美铝紧固系统公司生产的型号为246、256、244、245或255的气动液压紧固件安装工具的结构和功能类似。为简明起见，将不会讨论图中示出的紧固件安装工具10的每个部件和特征。

参看图2，在一种实施方式中，圆柱形组件12包括具有上端20和与上端20相对的下端22的壳体18，手柄/套筒组件14被安装到圆柱形组件12的上端20上。在一种实施方式中，圆柱形组件12包括内部24，其尺寸和形状被设计成容纳可移动地设置在其中的气动活塞26，这在下面将会进一步详细地描述。在一种实施方式中，圆柱形组件12包括与内部24流体连接的细长腔室28，该腔室的尺寸和形状被设计成可滑动地接纳节流阀30。节流阀30包括第一端32和第二端34，且弹簧36与节流阀30的第二端34接合。在一种实施方式中，节流阀30可以在向下拉出位置和向上返回位置之间移动，这将在下文进行描述。在一种实施方式中，排气孔38在壳体18的下端22内形成。

参看图2到4，在一种实施方式中，手柄/套筒组件14包括具有第一端42和与第一端42相对的第二端44的细长手柄40和从手柄40的第一端42延伸到第二端44的中央定位孔46。具体参看图4，在一种实施方式中，孔46基本为圆柱形，并形成了具有内径为D1的第一部分50和具有内径为D2的第二部分52的内壁48。在一种实施方式中，内径D1大于内径D2。在一种实施方式中，在第一部分50和第二部分52中间形成环形肩部54。在一种实施方式中，环形肩部54相对于内壁48成一定角度地延伸。在一种实施方式中，环形肩部54相对于内壁48倾斜地成一定角度。在一种实施方式中，在手柄40内紧邻其第一端42且在肩部54上方的位置处形成环形凹槽56。环形凹槽56的尺寸和形状被设计成接纳静止的O形环或者垫圈58。

继续参看图2到4，在一种实施方式中，手柄/套筒组件14包括具有第一端62和与第一端62相对的第二端64的管状套筒60。具体参看图4，在一种实施方式中，套筒60包括具有外径为D3的第一部分68和外径为D4的第二部分70的外壁66。在一种实施方式中，外径D3大于外径D4。在一种实施方式中，在第一部分68和第二部分70中间形成环形阶梯部72。在一种实施方式中，阶梯部72与外壁66成一定角度地成形。在一种实施方式中，阶梯部72相对于外壁66倾斜地成一定角度。在一种实施方式中，套筒60包括内径为D5的内壁74。在一种实施方式中，内径D5在套筒60的第一部分68到第二部分70上一直保持不变。在一种实施方式中，内径D5在套筒60的整个长度上都是不变的。

套筒60设置在手柄40的孔46内，从而使得套筒60的阶梯部72支靠在手柄40的肩部54上且套筒60的第一部分68位于孔46的第一部分50内，而套筒60的第二部分70位于孔46的第二部分52内。在一种实施方式中，O形环58在紧邻套筒的第一端62位置处装配在套筒60的外壁66上，而且O形环将套筒60限制在邻近手柄40的第一端42的孔46内。在一种实施方式中，O形环58在套筒60的第一端62下方大约一英寸位置处装配在套筒60的外壁66上。在一种实施方式中，在手柄40的孔46的内壁48的第二部分52和套筒60的外壁66之间存在从手柄40的肩部54和套筒60的阶梯部72的下方开始延伸至套筒60的第二端64的间隙配合(即，空间)。在一种实施方式中，该间隙配合大约是0.005英寸。

参看图2和3，工具10包括具有第一端78和第二端80的节流臂76，而且第一端78被安装到节流阀30的第一端32上。触发器(即，节流杆)82安装在手柄40上并通过缆线组件84连接到节流臂76的第二端80上。

仍然参看图2和3，活塞26包括活塞头86和从活塞头延伸并具有第一端90和第二端92的活塞杆88。活塞杆88的第一端90可滑动地插入套筒60的第二端64内，而活塞杆88的第二端92被安装到活塞头86上。在一种实施方式中，活塞组件94设置在活塞杆88的第一端90上。在一种实施方式中，活塞杆88接合位于圆柱形组件12和手柄/套筒组件14之间的密封压盖组件96。

参看图2，在一种实施方式中，工具头部16包括具有内部100的壳体98。牵引活塞102和固定于其上的头部组件104容纳在内部100内。在一种实施方式中，牵引活塞102和头部组件104可以在位于前方的初始位置和位于后方的接合位置之间移动，这将在下面进行更为详细地描述。在一种实施方式中，头部组件104包括适于接合和安装紧固件的夹头和砧座(图中并未标示出)。

在一种实施方式中，圆柱形组件12的壳体18、手柄/套筒组件14的手柄40和工具头部16的壳体98中的每一个都由铝制成，而套筒60由钢制成。在其他实施方式中，每一个前述部件都由在紧固件安装工具领域内已知的其他恰当的材料制成。

在一种实施方式中，当按下触发器82时，节流阀30移动至向下的位置，且增压空气被引导至活塞头86的底部，使得活塞头向上移动。活塞头86之上的空气被排出，并且被引导穿过节流阀30的中央并从圆柱形组件12的壳体18的排气孔38排出。当活塞杆88向上移动时，迫使增压液压流体柱向上进入工具头部16，这将牵引活塞102移动至位于后方的接合位置。反过来，头部组件104与牵引活塞102一起移至位于后方的接合位置，从而开始紧固件安装。

当完成紧固件安装时，释放触发器82，空气压力借助弹簧36使得节流阀30返回其向上的位置。再将增压空气引导至活塞头86的顶部，使得活塞头86和活塞杆88一起向下移动。通过排气孔38排出活塞头86下面的空气。当这发生时，液压反向，且牵引活塞102和头部组件104返回到它们的位于前方的初始位置。

如前所述，套筒60的外壁66和手柄40的孔46的内壁48的第二部分52之间存在间隙配合(即，空间)，而在套筒60的外壁66和孔46的内壁48的第一部分50之间存在通过O形环58促成的紧密的过盈配合。因此，套筒60适于在操作工具10的过程中在手柄40的孔46内横向弯曲。在一种实施方式中，套筒60能够沿着图3所示的方向F弯曲，但是可以理解的是，套筒60能够相对于孔46的圆周沿任何方向横向弯曲。前述间隙配合允许活塞组件94在孔46内进行限度大得多的对准。此外，确保了套筒60和孔46之间的紧密的同心配合，而不需要为了实现此目的依赖极度严格的公差。

此外，手柄40的孔46和套筒60之间的间隙配合也允许在套筒60的外壁66和孔46的内壁48之间引入一定体积的液压流体(例如，油)，这提供了用于吸收多余的油驱替的缓冲。而且，在工具10的向下行程(即，返回)压力周期期间，在套筒60和孔46之间的液压流体的存在确保了套筒60的内壁66和外壁74之间的流体静力平衡，从而避免了套筒60的径向膨胀，而且还确保了在密封容纳部件之间的界面处具有较小的挤出间隙。因此，避免了液压流体从手柄40泄漏，工具10在操作期间由于较小的运转摩擦而更快速地循环，而且套筒60、活塞26和活塞密封件的寿命延长。此外，套筒60可以整体地替换而不必更换手柄40。

应当理解的是，在此所描述的实施例仅仅是示例性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以做出多种变型和修改。所有的这些变型和修改是旨在包括在所附的权利要求书所限定的范围内。

Claims (13)

1.一种紧固件安装工具，包括：

包括壳体的圆柱形组件,所述壳体具有上端和与所述上端相对的下端；以及

包括安装在所述圆柱形组件的所述上端的手柄的手柄/套筒组件，所述手柄具有第一端、与所述第一端相对的第二端、在所述第一端和所述第二端之间延伸的孔以及由所述孔限定的内壁，所述内壁包括具有第一内径的第一部分、具有第二内径的第二部分和位于所述第一部分和所述第二部分中间的肩部，所述第一部分的所述第一内径大于所述第二部分的所述第二内径，

所述手柄/套筒组件还包括套筒，该套筒具有第一端、与所述套筒的所述第一端相对的第二端、包括具有第一外径的第一部分和具有第二外径的第二部分的外壁以及在所述套筒的所述外壁的所述第一部分和所述第二部分中间形成的环形阶梯部，所述套筒的所述第一部分从所述套筒的所述第一端延伸至所述环形阶梯部，而所述套筒的所述第二部分从所述环形阶梯部延伸至所述套筒的所述第二端，所述套筒的所述外壁的所述第一部分的所述第一外径大于所述套筒的所述外壁的所述第二部分的所述第二外径，其中，所述套筒被定位在所述手柄的所述孔内，从而使得所述套筒的所述环形阶梯部接合所述手柄的所述内壁的所述肩部，而且所述套筒的所述外壁的所述第一部分与所述手柄的所述内壁的所述第一部分并置，而所述套筒的所述外壁的所述第二部分与所述手柄的所述内壁的所述第二部分并置。

2.根据权利要求1所述的紧固件安装工具，其特征在于，在所述套筒的所述外壁的所述第二部分和所述手柄的所述内壁的所述第二部分之间形成一个从所述手柄的所述内壁的所述肩部和所述套筒的所述外壁的所述环形阶梯部下方开始延伸至所述套筒的所述第二端的空间。

3.根据权利要求2所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述空间适于接纳一定体积的液压流体。

4.根据权利要求2所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述环形阶梯部与所述外壁成一定角度地成形。

5.根据权利要求2所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述环形阶梯部相对于所述外壁倾斜地成一定角度。

6.根据权利要求2所述的紧固件安装工具，还包括装配在所述套筒的所述外壁上的O形环，其中，所述手柄的所述第一部分的所述内壁包括其尺寸和形状被设计成可容纳所述O形环的环形凹槽。

7.根据权利要求6所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述O形环在紧邻所述套筒的第一端的位置处装配在所述套筒的所述外壁上。

8.根据权利要求1所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述套筒适于在操作所述紧固件安装工具的过程中在所述手柄的所述孔内横向弯曲。

9.根据权利要求8所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述套筒适于相对于所述手柄的所述孔的圆周沿任何方向横向弯曲。

10.根据权利要求1所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述圆柱形组件包括具有活塞头和从所述活塞头延伸的活塞杆的活塞，其中，所述活塞杆被可滑动地安装在所述套筒内。

11.根据权利要求1所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述管状套筒包括其内径在所述套筒的所述第一部分和所述第二部分上一直保持不变的内壁。

12.根据权利要求1所述的紧固件安装工具，还包括安装在所述手柄的所述第一端上的工具头部。

13.根据权利要求12所述的紧固件安装工具，其特征在于，所述工具头部包括牵引活塞和具有夹头和砧座的头部组件。