CN107866757B - 可重构紧固件多心轴工具和方法 - Google Patents

Abstract

可重构紧固件多心轴工具系统包括多个心轴组件，每个心轴组件包括支撑环和支撑臂套筒，该支撑臂套筒接收在支撑环内并在支撑环的中心纵向轴线上可旋转。至少一个支撑臂连接到支撑环。至少一个支撑臂相对于中心纵向轴线旋转。心轴固定到支撑臂并相对于中心纵向轴线可移置。心轴具有用以暂时保持和扭转紧固件的转接器。反应板连接到心轴并具有几何形状。至少一个模板板材具有多个开口，每个开口具有匹配反应板的几何形状的几何形状。开口之一接收反应板从而阻止心轴的轴向旋转。

Description

可重构紧固件多心轴工具和方法

技术领域

本公开涉及用于汽车传动系部件诸如变速箱中的紧固件安装和转矩应用的心轴工具。

背景技术

本节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，可能或可能并不构成现有技术。

通常使用紧固件联接汽车传动系部件，诸如变速器和差速器箱。期望同时并使用共用转矩安装所有的紧固件使得紧固件应用横跨在壳体部分之间设置的衬垫的表面区域的均匀负载。当相同设计的多个变速器或差速器以重复序列装配时，每个组件的螺栓模式是相同的。因此，多个转矩应用工具可以合并到共用组件或固定装置中使得用于给定壳体设计的所有的紧固件可以同时被安装或扭转。这种固定装置具有用于转矩应用工具的预定间隔和取向。典型地，由于固定装置的约束，转矩应用工具不能沿多于单个方向在固定装置中移动。重新目的化用于安装具有不同螺栓模式的不同壳体设计的紧固件的固定装置是高度劳动密集的并因此费用昂贵。

因此，当当前转矩应用工具达到他们的期望目的时，需要一种安装和扭转紧固件的新的改进系统和方法，这种系统和方法可以容易地适用于两种或多种各自具有不同螺栓模式的壳体设计。

发明内容

根据几个方面，可重构紧固件多心轴工具系统包括多个心轴组件，每个心轴组件包括：在中心纵向轴线上可旋转的支撑臂套筒；连接到支撑环的至少一个支撑臂，该至少一个支撑臂相对于中心纵向轴线旋转；连接到至少一个支撑臂并相对于中心纵向轴线可旋转的心轴，该心轴具有用以保持和扭转紧固件的转接器。反应板连接到心轴并具有几何形状。至少一个模板板材具有多个开口，每个开口具有匹配反应板的几何形状的几何形状。开口之一接收多个心轴组件之一的反应板，从而阻止心轴轴向旋转。

在本公开的附加方面，多个心轴组件各自包括支撑环，支撑臂套筒接收支撑环并相对于支撑环旋转。

在本公开的另一方面，该至少一个支撑臂包括直接连接到支撑环的第一支撑臂和旋转地连接到第一支撑臂的第二支撑臂，心轴直接连接到第二支撑臂并通过独立于第一支撑臂的第二支撑臂的旋转相对于中心纵向轴线移置。

在本公开的另一方面，第一支撑臂和第二支撑臂大致垂直于中心纵向轴线延伸。

在本公开的另一方面，销延伸通过第一支撑臂的孔以将旋转地连接第二支撑臂，并将第二支撑臂连接到第一支撑臂。

在本公开的另一方面，销限定独立于中心纵向轴线的第二支撑臂的旋转轴线。

在本公开的另一方面，基座构件连接到支撑环并连接和支撑支撑构件上的心轴组件。且轴连接到支撑环并在基座构件的中心纵向轴线上同轴地延伸。

在本公开的另一方面，支撑臂套筒沿第一方向“A”偏置，当沿与方向“A”相反的方向“B”移动时支撑臂套筒允许从支撑臂套筒延伸的键接收在创建在支撑环中的键槽中，从而暂时将支撑臂套筒固定到支撑基座构件。

在本公开的另一方面，该至少一个模板板材包括大致平坦的主体。

在本公开的另一方面，心轴可移动到多个不同衬垫的不同孔位置和多个不同外壳紧固件位置。

在本公开的另一方面，至少一个模板板材包括多个模板板材，每个模板板材具有成形为模拟多个不同外壳紧固件位置的不同孔位置之一的外周边。

在本公开的另一方面，该至少一个模板板材的多个开口中的每一个与创建在外壳紧固件部分之一中的孔中心对准。

在本公开的另一方面，支撑臂套筒相对于支撑环手动地可旋转并且手动地轴向可移置。

在本公开的另一方面，支撑臂套筒常态下被偏置远离暂时锁定位置。

根据几个方面，可重构紧固件多心轴工具系统包括多个心轴组件。每个心轴组件包括：支撑环；在支撑环中可移动并在支撑环的中心纵向轴线上可旋转的支撑臂套筒；连接到支撑环并相对于中心纵向轴线旋转的至少一个支撑臂。心轴固定到至少一个支撑臂并相对于中心纵向轴线可移置。心轴具有操作用以暂时保持和扭转紧固件的转接器。反应板连接到心轴并具有几何形状。至少一个模板板材具有多个开口，每个开口具有匹配反应板的几何形状的几何形状。开口之一接收反应板从而在紧固件拧紧期间阻止心轴的轴向旋转。

在本公开的另一方面，其他心轴组件的反应板单独设置在其余开口中使得所有的心轴组件同时可操作。

在本公开的另一方面，该至少一个支撑臂包括第一支撑臂和旋转地连接到第一支撑臂的第二支撑臂。

在本公开的另一方面，每个心轴组件进一步包括连接到支撑环并连接到支撑构件的基座构件，其中心轴组件、至少一个模板板材和支撑构件限定固定装置。

在本公开的另一方面，键从接收在键槽(其创建在支撑环中)中的支撑臂套筒延伸，从而将支撑臂套筒暂时固定到支撑基座构件。

根据几个方面，用于操作可重构紧固件多心轴工具系统的方法包括构造心轴组件，构造心轴组件包括：将支撑臂套筒滑动地设置在支撑环中使得支撑臂套筒在支撑环的中心纵向轴线上可旋转；将第一和第二支撑臂连接到支撑环以相对于中心纵向轴线可旋转；将心轴固定到第二支撑臂使得心轴相对于中心纵向轴线可移置并相对于第二支撑臂的旋转轴线可旋转；为心轴提供操作用以暂时保持和扭转紧固件的转接器；以及将具有几何形状的反应板连接到安装板；邻近心轴组件安装模板板材，该模板板材具有多个开口，每个开口具有匹配反应板的几何形状的几何形状；靠近多个开口之一设置心轴；以及将反应板插入开口之一以便当紧固件通过心轴的旋转被安装时阻止心轴的轴向旋转。

从本文所提供的描述中可以得知其它区域的应用。应当理解的是，本说明书以及特定实例仅仅用于说明目的，而不试图限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅仅出于说明的目，并不试图以任何方式来限制本公开的范围。

图1是自动变速器的左前立体组件视图，可以使用本公开的可重构紧固件多心轴工具紧固该自动变速器；

图2是图1的变速箱部分的端部正视图；

图3是具有多个心轴组件的本公开的可重构紧固件多心轴工具系统的简图；

图4是图3的心轴组件之一的正视立体图；以及

图5是适用于本公开的可重构紧固件多心轴工具系统的模板板材的俯视图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，并不试图限制公开内容、应用或用途。

参照图1，示例性汽车变速器10包括使用多个螺纹紧固件16连接到驱动组件部分14的第一外壳部分12。类似地，第二外壳部分18可以使用多个紧固件20连接在驱动组件部分14的相对端处。第一和第二外壳部分12、18和驱动组件部分14通常由金属诸如铝或钢铸造。衬垫(在此视图中不可见)设置在第一外壳部分12和驱动组件部分14之间，且衬垫22设置在驱动组件部分和第二外壳部分18之间。为了横跨衬垫应用均匀负载压力，期望同时以及采用共用转矩安装紧固件中的每一个。

参照图2以及再次参照图1，典型的外壳部分或壳体24包括限定螺栓模式28的多个孔26a、26b、26c、26d、26e、26f、26g、26h、26j、26k、26l、26m、26n、26p、26q、26r。在多个壳体设计中，可以围绕壳体的周边30设置约18至20个孔。另外，还可以设置限定螺栓模式34的内部设置的孔32。

参照图3以及再次参照图1至2，本公开的可重构紧固件多心轴工具系统允许紧固用于多个不同壳体设计的基本无限数量的不同螺栓形式。仅作为实例，工具系统36适用于由第一变速器螺栓模式38、第二变速器螺栓模式40、第三变速器螺栓模式42以及第四变速器螺栓模式44代表的四个不同螺栓模式。工具系统36包括多个心轴组件，包括各自安装到第一支撑构件48的心轴组件46a、46b、46c、46d、46e、46f，各自安装到第二支撑构件52的心轴构件50a、50b、50c、50d、50e，各自安装到第三支撑构件56的心轴组件54a、54b、54c、54d、54e，以及各自安装到第四支撑构件60的心轴组件58a、58b、58c、58d。

继续参照图3，支撑构件48、52、56、60可提供不同数量的心轴组件。在本实例中，第一支撑构件48提供六个心轴组件46，第四支撑构件60包括四个心轴组件58。心轴组件中的每一个可被对齐以驱动紧固件进入第一变速器螺栓模式38、第二变速器螺栓模式40、第三变速器螺栓模式42以及第四变速器螺栓模式44中的任一个或所有四个。例如，安装在第一支撑构件48上的预定位置的心轴组件46c可以被调节以将紧固件驱动和扭转加载进入第一变速器螺栓模式38的孔62、第二变速器螺栓模式40的孔64、第三变速器螺栓模式42的孔66以及第四变速器螺栓模式44的孔68中的每一个。工具系统36进一步提供至少一个模板板材以及根据几个方面多个模板板材61、63、65，该多个模板板材单独地适于基于他们的独特螺栓模式允许紧固件安装进入不同变速器螺栓模式中的每一个。

参照图4以及再次参照图1至3，心轴组件46a向本公开的每个其他心轴组件提供共用特征，因此，心轴组件46a的以下讨论同样地应用于本文所讨论的其他心轴组件。心轴组件46a包括基座构件70，该基座构件连接并支撑第一支撑构件48上的心轴组件46a。支撑环72连接到基座构件70并移动地接收支撑臂套筒74。支撑臂套筒74通过设置在支撑臂套筒74和支撑环72之间的偏置构件75(以虚线示出)沿第一方向“A”偏置。支撑臂套筒74可以沿与方向“A”相反的向下方向“B”手动或自动地移置，从而将从支撑臂套筒74延伸的键76设置成接收在创建在支撑环72中的键槽78中，从而暂时固定支撑臂套筒74。根据进一步的方面，多个键槽78可以设置在支撑环72中以提供对准和固定支撑臂套筒74的更大机会。

轴80同轴地设置在基座构件70和支撑环72的中心纵向轴线82上，并限定用于第一支撑臂84的连接构件。第一支撑臂84大致垂直于中心纵向轴线82延伸。第一支撑臂84可采用固定到第一支撑构件48的基座构件70围绕中心纵向轴线82旋转。第二支撑臂86大致平行于第一支撑臂84且垂直于中心纵向轴线82延伸。第二支撑臂86通过延伸通过第一支撑臂84的孔90的销88移动地连接到第一支撑臂84。销88限定独立于第二支撑臂86围绕中心纵向轴线82的旋转的第二支撑臂86的旋转轴线92。其他连接构件还可用于替代销88诸如铆钉、紧固件等。具有提供轴向旋转驱动力的DC电动机的心轴94被固定到第二支撑臂86并因此连同第二支撑臂86也相对于旋转轴线92和中心纵向轴线82可旋转并可移置。

心轴轴杆96沿方向“C”可缩回并且在紧固件的安装期间沿方向“D”相对于心轴94的自由端98延伸。紧固件接合工具或转接器100设置在心轴轴杆96的端部以夹住紧固件诸如参照图1描述的紧固件16。心轴94和心轴轴杆96均相对于心轴纵向轴线102同轴对齐，该心轴纵向轴线102平行于中心纵向轴线82定位。在心轴94的操作期间，由心轴轴杆96上的心轴94产生的轴向转矩受到靠近心轴94的自由端98固定并参照图5更详细地描述的反应板104的反作用。根据几个方面，反应板104是矩形形状，但可以是阻止心轴94的轴向旋转的任何几何形状。

心轴组件46a通过旋转第一支撑臂84和第二支撑臂86之一或二者而操作，直至心轴纵向轴线102与孔之一诸如第四变速器螺栓模式44的孔64同轴对准。因此，中心纵向轴线82和心轴纵向轴线102之间的距离“E”是可变的以适应变速器部件中的孔的位置。当心轴纵向轴线102与孔之一已经同轴地对准时，支撑臂套筒74使用键76被暂时锁定到支撑环72以固定心轴纵向轴线102的位置。其余的心轴组件例如参照图3描述的心轴组件与期望孔位置类似地对准。然后所有的心轴组件可以被赋能并同时操作。第一支撑臂84相对于中心纵向轴线82可旋转大致360度。第二支撑臂86相对于心轴纵向轴线102可旋转约340至350度，该心轴纵向轴线102通过心轴94和第一支撑臂84之间的接触而受限制。

参照图5并再次参照图1至4，为了适应使紧固件驱动进入多个不同螺栓模式，工具系统36提供用于第一变速器螺栓模式38、第二变速器螺栓模式40、第三变速器螺栓模式42以及第四变速器螺栓模式44中的每一个的不同心轴反应板。例如，如图5所示，第一模板板材106适于支撑紧固件安装进入外壳部分108的第四变速器螺栓模式44的孔中。第一模板板材106提供大致平坦的主体110，该主体具有成形为模拟第四变速器螺栓模式44和外壳部分108的多个孔的位置的外周边112。包括第一开口114和第二开口116的多个矩形开口与第四变速器螺栓模式44和外壳部分108的孔的单独孔的中心轴线单独地中心对准。例如，第一开口114与第四变速器螺栓模式44的孔64的中心轴线中心对准。模板中心列支撑构件118设置有第一模板板材106，其将第一模板板材106安装到固定装置，该固定装置由第四变速器螺栓模式44和外壳部分108之上的本文的部件的组件限定。

继续参照图5并再次参照图4，创建在第一模板板材106中的开口中的每一个为矩形形状，且大小设计为接收心轴组件反应板之一诸如心轴组件46a的反应板104。当支撑臂套筒74使用键76被暂时锁定到支撑环72以固定心轴纵向轴线102的位置时，反应板104被接收在第一开口114中。其他心轴组件的其余反应板类似地设置在其他开口的相应一个中，诸如第一模板板材106的第二开口116。

根据几个方面，除了第一模板板材106，多个模板板材被单独创建，每个模板板材匹配其他变速器螺栓模式和其相应外壳部分(诸如第一变速器螺栓模式38、第二变速器螺栓模式40或第三变速器螺栓模式42)之一的几何形状。每个模板板材的每个开口的几何形状匹配心轴组件的反应板中的每一个的几何形状，使得当接收在模板板材的开口中当转矩被应用到紧固件时反应板104阻止相关心轴的轴向旋转。

根据本公开的几个方面，可重构紧固件多心轴工具系统36包括多个心轴组件46、50、54、58，每个心轴组件包括支撑环72和接收在支撑环72中并在支撑环72的中心纵向轴线上可旋转的支撑臂套筒74。至少一个支撑臂84连接到支撑臂套筒74。至少一个支撑臂84、86相对于中心纵向轴线82旋转。心轴94被固定到支撑臂(84或86)并相对于中心纵向轴线82可移置。心轴94具有用以暂时保持和扭转紧固件16的转接器100。反应板104连接到心轴94并具有几何形状。至少一个模板板材106、61、63、65具有多个开口114、116，每个开口具有匹配反应板104的几何形状的几何形状。开口114之一接收反应板104从而阻止心轴94的轴向旋转。

继续参照图4，还可以提供单个支撑臂诸如第一支撑臂84来替代第一支撑臂84和第二支撑臂86二者。然而，两个支撑臂的使用使每个心轴组件的能力最大化以用于最大数目的安装装置和不同螺栓模式。根据几个方面，心轴组件46、50、54、58，至少一个模板板材106、61、63、65以及支撑构件48、52、56、60共同限定固定装置。

本公开的可重构紧固件多心轴工具系统36提供了几个优点。这些包括第一和第二支撑臂84、86的使用，这允许心轴沿任何水平方向移动以使不同螺栓模式的数目最大化，且相同心轴组件可以用于安装紧固件。通过弹性加载支撑臂套筒74以及提供键76和键槽78，心轴组件可以移动到不同紧固件安装位置并在每个位置处暂时锁定就位。第一和第二支撑臂84、86之间的销88连接允许支撑臂84、86彼此独立旋转，从而进一步增加心轴94的位置范围。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明要旨的变型都预期在本发明的范围内。这些变型并不被认为是脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可重构紧固件多心轴工具系统，其包括：

多个心轴组件，每个心轴组件包括：

支撑环；

支撑臂套筒，其被接收在所述支撑环中并且相对于所述支撑环在中心纵向轴线上可旋转；

至少一个支撑臂，其连接到所述支撑环，所述至少一个支撑臂相对于所述中心纵向轴线旋转；

心轴，其连接到所述至少一个支撑臂并相对于所述中心纵向轴线可移动，所述心轴具有操作用以保持和扭转紧固件的转接器；以及

连接到所述心轴并具有几何形状的反应板；和

具有多个开口的至少一个模板板材，每个模板板材具有匹配所述反应板的所述几何形状的几何形状，所述开口之一接收所述多个心轴组件之一的所述反应板，从而防止所述心轴轴向旋转。

2.根据权利要求1所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述支撑臂套筒相对于所述支撑环手动可旋转且手动地轴向可移置。

3.根据权利要求2所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述至少一个支撑臂包括直接连接到所述支撑环的第一支撑臂和连接到所述第一支撑臂的第二支撑臂，所述心轴直接连接到所述第二支撑臂并通过独立于所述第一支撑臂的所述第二支撑臂的旋转相对于所述中心纵向轴线移置。

4.根据权利要求3所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述第一支撑臂和所述第二支撑臂垂直于所述中心纵向轴线延伸。

5.根据权利要求3所述的可重构紧固件多心轴工具系统，进一步包括延伸通过所述第一支撑臂的孔以将所述第二支撑臂连接到所述第一支撑臂的销。

6.根据权利要求5所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述销限定独立于所述中心纵向轴线的所述第二支撑臂的旋转轴线。

7.根据权利要求2所述的可重构紧固件多心轴工具系统，进一步包括：

基座构件，其连接到所述支撑环并且连接和支撑支撑构件上的所述心轴组件；和

轴，其连接到所述支撑环并在所述基座构件的所述中心纵向轴线上同轴地延伸。

8.根据权利要求2所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述支撑臂套筒沿第一方向“A”偏置，当沿与所述方向“A”相反的方向“B”移动时所述支撑臂套筒允许从所述支撑臂套筒延伸的键接收在创建在所述支撑环中的键槽中，从而将所述支撑臂套筒暂时固定到支撑基座构件。

9.根据权利要求1所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述至少一个模板板材包括平坦的主体。

10.根据权利要求1所述的可重构紧固件多心轴工具系统，其中所述心轴可移动到多个不同外壳紧固件位置的不同孔位置，其中所述至少一个模板板材是多个模板板材，每个模板板材具有成形为模拟所述多个外壳紧固件位置的所述不同孔位置之一的外周边，其中所述至少一个模板板材的所述多个开口中的每一个与创建在外壳紧固件位置中的孔中心对准，且其中所述支撑臂套筒常态下偏置远离暂时锁定位置。

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