CN105392598A - 用于施加临时紧固件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧固件安装工具(15)，所述工具包括：-套筒，所述套筒包括具有多边形底部的筒形壳体(18)，-滚柱保持架(19)，其容纳在所述筒形壳体内，所述保持架包括：-具有基本上圆形底部的筒形支撑件(33)，其能够在筒形壳体内枢转，-设置在支撑件的周边上的滚柱(34)，每个滚柱能够相对于所述支撑件旋转，-压缩弹簧(36)，其在主轴线的方向上向滚柱施加径向力，工具还包括保持元件(37)，其将保持架的滚柱朝向套筒的筒形壳体的边缘(27)迫压。

Description

用于施加临时紧固件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于安装紧固件的装置，特别是用于卡夹类型的临时紧固件。

背景技术

在航空工业中，在执行板材或类似元件的最终组装之前，通常的做法是利用插入通孔中的临时紧固件进行板材的临时组装。

例如文献GB2126146或EP0336808中描述的，这些临时紧固件通常包括：

-本体，其具有能够与待组装结构前表面接触的支承面，

-至少一个卡夹，其用于穿过钻孔，其具有能够抵靠待组装的结构的后表面施加的钩状突出部，

-能够相对于本体移动的机构，其包括与本体同轴放置的螺纹杆，其中，螺纹杆的一端由卡夹延伸并且控制螺母用螺纹拧紧到螺纹杆的另一端上。

这些紧固件通常使用如电动螺丝刀之类的配备有安装装置的电动装置装配到金属板材，所述安装装置包括：

-第一圆柱形套筒，其一旦插入就将紧固件的本体锁定就位，

-容置在第一套筒内的第二筒形套筒，其防止紧固件本体的旋转，

-容置在第二套筒内的第三筒形套筒，所述第三套筒由电动装置旋转，其中所述第三套筒的一端使得控制螺母在紧固件上旋转。

在文献EP0466609中描述了这种安装装置。

当控制螺母旋转时，所述螺母使得紧固件的螺纹杆移动，以使得钩状突出部和本体的支承表面分别施加到叠放的金属板材的后表面和前表面。

安装装置的第二套筒和第三套筒分别与用于旋转和用于旋转地固定的装置、本体和紧固件的螺母装配。当本体或者螺母具有多边形横截面时，用于旋转和用于旋转地固定的这些装置可以通过互补形状的凹部形成。

另一方面，当本体或者螺母具有圆形横截面时，应使用楔紧驱动系统，如滚柱保持架。这种滚柱保持架在文献EP0466609中描述。

滚柱保持架通常安装为在具有多边形横截面的壳体中自由旋转，在安装装置操作期间，所述滚柱保持架的表面与滚柱配合。

然而，根据滚柱相对于表面的角度位置，在安装临时紧固件时可能出现一些问题。未对准可能导致过大的摩擦力，这妨碍紧固件的安装和/或导致对控制螺母的损坏。

如果手动地安装紧固件，则操作者能够通过准确地操纵安装装置而克服这些问题。然而，在自动模式下，安装机器人目前不具备这种技能。

因此，有必要避免在临时紧固件插入装置中时，滚柱保持架在安装装置中的未对准。

发明内容

本发明致力于通过使得安装装置配备有用于最佳地定位滚柱保持架的装置而解决这个问题。

更具体地，本发明涉及一种紧固件安装工具，所述工具包括：沿着主轴线设置的套筒，所述套筒包含具有多边形底部、沿着主轴线延伸的筒形内部壳体；滚柱保持架，其容置在所述筒形壳体中，所述保持架包括：沿着主轴线布置的具有基本上圆形底部的筒形支架，所述支架的外侧表面基本上与具有多边形底部的筒形壳体的侧面相切；滚柱，其围绕支架的周边布置，每个滚柱相对于所述支架沿着平行于主轴线的轴线旋转地移动；压缩弹簧，其在主轴线的方向上向滚柱施加径向力；保持架构造为使得每个滚柱容置在套筒的筒形壳体的一个边缘中；保持架的支架能够沿着主轴线在所述筒形壳体内枢转。安装工具还包括保持构件，其连接到保持架的滚柱并且连接到套筒，所述保持构件倾向于使得保持架的滚柱面向套筒的筒形壳体的边缘。

优选地，保持构件是扭力弹簧。

因此，即使滚柱保持架在紧固件被安装的同时在所述滚柱保持架的壳体内旋转，保持构件也能够在安装结束时将保持架带至其最佳位置。

在本发明的上下文中，术语“工具”指的是完全安装的装置以及所述装置的一部分，诸如控制螺母的套筒扳手。

优选地，工具用于安装临时紧固件，所述临时紧固件包括：设置有前表面的纵向本体；从所述前表面露出的至少一个卡夹；与所述本体同轴并且能够沿着所述轴线平移移动的螺纹杆，所述杆的一端由卡夹延伸；安装在杆的另一端上的控制螺母。

这种安装工具还能够适合于安装具有筒形外部形状的紧固螺母以及合并这种螺母的任何紧固件。

根据本发明的一个实施例，螺母具有圆形横截面并且所述工具构造为使得所述螺母能够插入滚柱保持架中，由此，螺母的外侧表面接触滚柱。在这个实施例中，工具是例如驱动螺母的套筒扳手。

优选地，完全安装的装置或工具的另一元件包括用于防止纵向本体的旋转的装置。

根据本发明的另一实施例，纵向本体的一个端部具有圆形横截面并且所述工具构造为使得所述端部能够插入滚柱保持架中，由此，螺母的外侧表面接触滚柱。在这个实施例中，工具是例如电动螺丝刀的前部或者前端突出部。

优选地，完全安装的装置或者工具的另一元件包括使得螺母旋转的装置。

附图说明

当阅读下面的说明和查阅附图时，将更好地理解本发明。说明和附图仅供参考，并不详尽地说明本发明。

-图1：根据本发明的一个实施例的紧固件安装装置的轴向横截面图；

-图2：根据本发明的一个实施例的安装装置的一部分的分解图；

-图3A和图3B：图1的装置的局部横截面图；

-图4：根据本发明的另一实施例的紧固件安装装置的局部轴向横截面图。

具体实施方式

图1示出了用于安装卡夹紧固件50的装置10的横截面示意图。

紧固件50包括放置在轴线11上的基本上筒形的本体51。本体51具有能够接触诸如钻孔金属板材的待组装元件的一个表面的前支承表面52。

紧固件50还包括两个延伸的半卡夹53，每个半卡夹具有钩状突出部54，所述钩状突出部54能够经由在金属板材中钻的排成直线的孔而抵靠金属板材的另一表面施加。

紧固件50还包括放置在轴线11上的螺纹杆55，所述螺纹杆55能够相对于本体51移动。杆的一端附接到两个半卡夹53。控制螺母57拧紧到所述杆的螺纹上。

而且，压缩弹簧58在轴线11上围绕螺纹杆55放置、放置在螺母57和本体51的一个端部59之间、放置成与支承表面52相反。

安装装置10包括放置在轴线11上的第一筒形套筒12。第一套筒12限定出第一内腔，第二套筒13沿着轴线11设置在所述第一内腔中。

第一套筒12防止紧固件50的本体朝向支承表面52的移动，所述第一套筒12形成抵靠本体51的端部59的轴向止动件。

第二套筒13被定位以使得所述第二套筒与端部59相互作用以使得本体51停止围绕轴线11旋转。端部59具有例如靠近轴向开口20的六边形部段并且第二套筒13具有内壁14，所述内壁14具有与所述部段相同的形状。

第二套筒13限定出第二内腔，本体51的端部59插入所述第二内腔中，而本体的其他部分经由轴向开孔20延伸到装置10外侧。

安装装置10还包括容置在第二内腔中的套管15。套管15能够在轴线11上在所述第二内腔内侧旋转和移动。

套管15在轴线11上形成在套管的两端处都开口的第三内腔17。内腔17的一部分形成沿着轴线11延伸的壳体18，所述壳体18的侧壁是具有多边形底部的筒形。壳体18是例如具有十二边的侧面，即，形成正十二边形的横截面。

壳体18容纳滚柱保持架19，在下文中描述所述滚柱保持架的操作。

腔17的一个端部21容置驱动轴22，所述驱动轴22用于连接到电动螺丝刀的输出轴。套管15能够相对于轴22在轴线11上移动，所述套管15被防止相对于第一套筒12移动。容置在腔17的端部21中并且抵靠轴22支撑的压缩弹簧23倾向于将套管15朝向开口20推动。

因此，轴22能够利用销24使得套管15围绕轴线11旋转。

图2示出了与图1的套管15相似的套管15的分解图。附图标记与图1相同。

套管15或套筒扳手包括沿主轴线11设置的套筒16，所述套筒产生内腔。所述内腔的一部分形成沿着轴线11延伸的具有多边形底部的筒形的壳体18。如图1所示那样，多边形底部是例如正十二边形。

在图2中，还存在套筒16的横向穿孔25，其用于容纳所述销24。

筒形壳体18容纳滚柱保持架19。所述保持架由沿着轴线11设置并且通过间隔件连接的环状件30和弹性环31形成。环状件30、弹性环31和间隔件32形成具有基本上圆形的底部的筒形支撑件33。支撑件33构造为使得间隔件32基本上相切于壳体18的侧面26。

保持架19还包括在间隔件32之间围绕支撑件33的周边设置的滚柱34。每个滚柱34能够沿着平行于主轴线11的轴线35相对于支撑件33旋转。在图2的示例中，滚柱34沿着六条轴线35分布，所述六条轴线围绕轴线11以正六边形设置。

而且，保持架19包括围绕间隔件和滚柱设置的压缩弹簧36。弹簧36在轴线11的方向上向滚柱34施加径向力。

当紧固件50插入装置10中以安装所述紧固件时(见图1)，具有圆形横截面的控制螺母57装配到套管的滚柱保持架19中。弹簧36使得滚柱34能够径向压靠螺母57的侧面。当套筒16由轴22旋转时，壳体18的侧面26或者表面与滚柱34配合，所述滚柱34本身与螺母57的侧面配合。螺母由滚柱34在边缘26与所述螺母之间的啮合而旋转。

图3A和图3B示出了紧固件50插入其中的套筒扳手15的横截面图。横截面图穿过滚柱保持架19和螺母57。

图3A是在拧紧/拧松螺栓前的套筒扳手15的构造，其使得能够正确地安装紧固件。在小图中示出了滚柱34的详细视图。

在图3A的构造中，滚柱34中的每个面向界定壳体18的两个侧面26的边缘27。更具体地，滚柱的每个旋转轴线35定位在穿过主轴线11且穿过边缘27的平面内。

由于壳体18包括十二个表面26和十二个边缘27，每两个边缘中的一个边缘面向滚柱34。在每个滚柱34和面向其的边缘27之间存在间隙40。保持架19的这个构造使得套筒扳手15能够在拧紧螺栓期间向螺母57施加最佳的力。

图3B是在拧紧/拧松螺栓之前另一构造的套筒扳手15，所述构造对于正确地安装紧固件50是不利的。在这个构造中，滚柱34相对于边缘27移动。滚柱34中的每个接触壳体18的单个表面26而没有间隙。

在现有技术的装置中，滚柱保持架沿着具有多边形横截面的壳体的主轴线自由旋转。因此，当插入控制螺母时，保持架会处于图3B的构造中。

这种构造导致在安装紧固件50期间过大的力。如果装置10向套筒扳手施加不足够的力，螺母的旋转将是有缺陷的。如果由装置10施加过大的力，螺母57可能由滚柱34的摩擦力而损坏。

因此，本发明包括这样的装置，其在将任何临时紧固件插入滚柱保持架之前使得滚柱移动到图3A的位置。

在图2的示例中，这个装置为扭力弹簧37的形式。弹簧37具有围绕轴线11缠绕的金属丝的形状。弹簧37的第一端38连接到保持架19的滚柱34。弹簧37的第二端39连接到套筒16。端部39例如容置在构建到套筒的内表面中的径向凹槽(未示出)中。

弹簧37倾向于使得保持架19的滚柱34移动到如图3A所示的构造，即所述滚柱面向边缘27。

当拧紧/拧松扭矩施加到扳手15时，弹簧由于保持架19的惯性而变形，由此使得螺母57旋转。当拧紧/拧松止动件时，弹簧37使得保持架19枢转以将所述保持架19恢复到如图3A所示的所述保持架19的初始位置。

因此，在将紧固件50插入图1的装置10之前，保持架19在扳手中的位置必须最佳以安装所述紧固件。

图4描绘本发明的一个变型实施例的详细视图。更具体地，图4描绘与图1描绘的紧固件50相似的紧固件50’的详细视图，所述紧固件50’插入与图1的装置10相似的装置10’中。与图1共同的元件的附图标记在下文保持相同。

紧固件50'和图1的紧固件50的不同之处在于控制螺母57'的形状，所述控制螺母与螺母57类似。更具体地，螺母57'具有六边形而不是圆形横截面。

在图4中，螺母57'容置在与套管15相似的套管15’中。更具体地，套管15'包括壳体18'，所述壳体18’的形状与螺母57’的形状互补。因此，壳体18’具有筒形形状，其具有六边形底部。当套管15'旋转时，壳体18'的表面直接与螺母57'配合从而使得螺母57’也旋转。

紧固件50'和紧固件50的另一个不同之处在于本体51的一个端部59'的形状。图4的示例中，与图1的端部59的六边形不同，端部59'具有圆形横截面。

如图1的示例，装置10'的第二套筒13'与端部59'配合，从而防止本体51沿着轴线11旋转。在轴向开口附近，第二套筒13'具有内部壳体14’，如图1和图2的壳体18。这个壳体14'容纳滚柱保持架19，其与上文基于图1和图2描述的保持架相同。

装置10'和紧固件50'的其他部分与图1所描绘的所述部分相同。

当螺母57'旋转时，以与上述相同的方式，本体51的端部59'通过保持架19的滚柱抵靠内部壳体14’的侧部啮合而被防止旋转。螺母57'可以沿着螺纹杆55移动，以安装紧固件50’。

出于与上述相同的原因，紧固件50’的最佳安装要求图4的保持架19在插入本体51的端部59’之前处于图3A所描绘的构造，其随后代替螺母57。因此，图4中的保持架19包括与上文所描述的弹簧相同的弹簧37，所述弹簧确保在紧固件50’已经安装之后恢复到其最佳位置。

还可以想到包括圆形螺母57和本体51上的圆形端部59’的紧固件。在这种情况下，能够结合图1和图4的示例，以使得所述螺母57和所述端部59’分别与如上所述的滚柱保持架19配合，每个保持架在安装之后借助于扭力弹簧而恢复到所述保持架的初始位置。

尽管本发明的保持构件已经在示例中描述为由扭力弹簧形成，应理解，这个示例是非限制性的。使得保持架的滚柱能够恢复为面向套筒的筒形壳体的边缘的任何等同装置包括在本发明中。

Claims (7)

1.-一种用于安装紧固件(50、50’)的工具(10、15、10’、13’)，所述工具包括：

-沿着主轴线(11)设置的套筒(16、13’)，所述套筒包含沿着所述主轴线延伸、具有多边形底部的筒形内部壳体(18、14’)，

-滚柱保持架(19)，所述滚柱保持架容纳在所述筒形壳体内，所述保持架包括：

-沿着所述主轴线设置的具有基本上圆形底部的筒形支撑件(33)，所述支撑件的外侧面(32)基本上与具有多边形底部的筒形壳体的侧面(26)相切，

-设置在所述支撑件的周边上的滚柱，每个滚柱能够相对于所述支撑件围绕平行于所述主轴线的轴线(35)旋转，

-压缩弹簧，所述压缩弹簧在主轴线的方向上向所述滚柱施加径向力，

所述保持架被构造为使得每个滚柱容置在所述套筒的所述筒形壳体的边缘(27)中，

所述保持架的所述支撑件能够沿着所述主轴线在所述筒形壳体内枢转，

所述工具的特征在于，所述工具包括连接到所述保持架的滚柱并且连接到所述套筒的保持构件(37)，所述保持构件倾向于使得所述保持架的所述滚柱面向所述套筒的筒形壳体的边缘。

2.-如权利要求1所述的紧固件安装工具，其中，所述保持构件是扭力弹簧(37)，所述弹簧的一端(38)连接到滚柱保持架，所述弹簧的另一端(39)连接到所述套筒。

3.-如权利要求1或2所述的工具(10、15)，所述工具用于安装临时紧固件(50)，所述临时紧固件包括：

-具有前表面(52)的纵向本体(51)，

-从所述前表面露出的至少一个卡夹(53)，

-螺纹杆(55)，所述螺纹杆与所述本体同轴并且能够沿着所述轴线移动，所述杆的一端由所述卡夹延伸，

-控制螺母(57)，其安装在所述杆的另一端上，所述螺母具有圆形外部横截面，

所述工具构造为使得所述螺母能够插入所述滚柱保持架中，由此，所述螺母的外侧面接触所述滚柱。

4.-如权利要求3所述的工具(10)，所述工具使得所述套筒(16)插入沿主轴线设置的外壳(13)内，所述外壳包括防止在所述螺母围绕所述主轴线旋转时所述临时紧固件的纵向本体旋转的装置(14)。

5.-如权利要求4所述的工具，所述工具使得所述套筒连接到围绕主轴线旋转的装置(22、24)。

6.-如权利要求1或2所述的工具(10’、13’)，所述工具用于安装临时紧固件(50)，所述临时紧固件包括：

-设置有前表面的纵向本体(51)，所述本体具有横截面为圆形的端部(59')，

-从所述前表面露出的至少一个卡夹，

-螺纹杆(55)，所述螺纹杆与所述本体同轴并且能够沿着所述轴线移动，所述杆的一端由所述卡夹延伸，

-控制螺母(57)，所述控制螺母安装在所述杆的另一端上，

所述工具构造为使得所述纵向本体(59’)的所述端部能够插入所述滚柱保持架中，由此，所述端部的外侧面接触所述滚柱。

7.-如权利要求6所述的工具，还包括插入套筒(13')中并且沿所述主轴线设置的套管(15')，所述套管包括使得所述临时紧固件的所述螺母(57’)围绕所述主轴线旋转的装置(18’)。