CN110167715B - 用于对准结构构件中的孔的对准工具 - Google Patents

Abstract

公开了一种对准工具(1)，该对准工具(1)用于将延伸穿过第一结构构件(14)的孔(13)和延伸穿过第二结构构件(15)的孔(19)对准。对准工具(1)包括具有圆柱形或类似圆柱形的构造的两个轴部分(2，3)。第二轴部分(3)与第一轴部分(2)相邻布置。第二表面的一部分形成第一表面的一部分的延续部分。第一衬套(8)沿第一轴部分(2)布置并基本上覆盖所述第一表面，并且第二衬套(9)沿第二轴部分(3)布置并基本上覆盖所述第二表面。允许所述第一轴部分(2)和所述第一衬套(8)之间以及所述第二轴部分(3)和所述第二衬套(9)之间进行相互旋转移动。

Description

用于对准结构构件中的孔的对准工具

技术领域

本发明涉及一种用于将延伸穿过第一结构构件的孔和延伸穿过第二结构构件的孔对准的工具。这些结构构件可以例如采取凸缘的形式以借助插入孔中的螺栓连结在一起。

背景技术

一些结构构件的组装要求结构构件相对于彼此适当地对准。例如，在结构构件采取需要借助螺栓连结在一起的凸缘的形式或包括这种凸缘的情况下，布置成用于接收螺栓并延伸穿过凸缘的贯穿孔必须相对于彼此对准，以便允许螺栓插入形成在相应凸缘中的成对的孔中。

先前已经使用了各种方法和工具以确保结构构件的正确对准。US 5,799,408公开了一种这样的工具，其具有第一轴和第二轴，第二轴的直径小于第一轴的直径。第二轴从第一轴的端部延伸，使得第二轴的周边部分与第一轴的外周表面的一部分共同延伸。第一轴可布置在第一结构构件的孔中并可在其中旋转。第二轴可布置在第二结构构件的孔中。在第一轴和第二轴旋转时，第二轴的共同延伸的周边部分旋转成与第二结构构件接合，从而使第二结构构件的孔与第一结构构件的孔对准。

当如上所述旋转US 5,799,408的工具时，轴部抵靠形成在结构构件中的孔的内表面滑动，从而产生磨削作用，这种磨削作用可能潜在地损坏孔的内表面和施加于这些表面的可能的涂层或表面处理。在结构构件大的情况下，这尤其是一个问题，因为在这种情况下，工具和孔的内表面之间产生的摩擦力相对较大。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种对准工具，该校准工具用于将延伸穿过第一结构构件的孔和延伸穿过第二结构构件的孔对准，这使得与现有技术的对准工具相比，能够减少孔的内表面上的磨损。

本发明的实施方式的另一个目的是提供一种对准工具，该对准工具用于将延伸穿过第一结构构件的孔和延伸穿过第二结构构件的孔对准，这使得与现有技术的对准工具相比，能够减少损坏孔的内表面的风险。

本发明提供一种对准工具，该对准工具用于将延伸穿过第一结构构件的孔和延伸穿过第二结构构件的孔对准，所述对准工具包括：

-第一轴部分，其具有圆柱形或类似圆柱形的构造，从而限定第一圆柱轴线、第一直径和第一表面；

-第二轴部分，其具有圆柱形或类似圆柱形的构造，从而限定第二圆柱轴线、第二直径和第二表面，所述第二轴部分沿着由所述第一圆柱轴线限定的方向与所述第一轴部分相邻布置，所述第二圆柱轴线平行于所述第一圆柱轴线延伸，所述第二直径小于所述第一直径，并且所述第二表面的一部分形成所述第一表面的一部分的延续部分；

-第一衬套，其沿所述第一轴部分布置并基本上覆盖所述第一表面；以及

-第二衬套，其沿所述第二轴部分布置并基本上覆盖所述第二表面，

其中，允许所述第一轴部分和所述第一衬套之间以及所述第二轴部分和所述第二衬套之间进行相互旋转移动。

因此，本发明的对准工具用于对准延伸穿过两个相应结构构件的孔。结构构件可以有利地是或形成待借助螺栓或其他合适的紧固件连结在一起的元件的一部分，所述紧固件延伸穿过对准的孔。例如，结构构件可以是或包括凸缘，例如用于风轮机塔架的塔架凸缘。

对准工具包括第一轴部分和第二轴部分，每个轴部分均具有圆柱形或类似圆柱形的构造。在本上下文中，术语“圆柱形”应该被解释为是指这样的形状，其中该形状表面上的所有点布置成到线性延伸轴线的距离相同，线性延伸轴线可以被称为圆柱轴线。因此，圆柱限定垂直于圆柱轴线的圆形横截面，并且该圆形横截面沿圆柱轴线是不变的。

在本上下文中，术语“类似圆柱形”应该被解释为表示与圆柱形相似的形状，在某种意义上它定义垂直于线性延伸轴线的不变或几乎不变的横截面，但是该横截面不一定是圆形的。

因此，第一轴部分限定第一圆柱轴线，并且第二轴部分限定第二圆柱轴线。此外，第一轴部分限定第一直径和第一表面，并且第二轴部分限定第二直径和第二表面。第一/第二直径是第一/第二轴部分的不变横截面的典型尺寸。第一/第二表面是由相应轴部分的圆柱形或类似圆柱形的形状限定的外表面。

第二轴部分沿着由第一圆柱轴线限定的方向与第一轴部分相邻布置。因此，第二轴部分从第一轴部分的端部表面延伸。

第二圆柱轴线平行于第一圆柱轴线延伸。因此，第一圆柱轴线和第二圆柱轴线不同轴。相反，第二圆柱轴线在垂直于第一圆柱轴线的方向上相对于第一圆柱轴线移位。因此，第二轴部分相对于第一轴部分偏心地定位。

第二直径小于第一直径，并且第二表面的一部分形成第一表面的一部分的延续部分。因此，第二轴部分容纳在第一直径内，即，沿着垂直于第一圆柱轴线的方向，第二表面的任何部分都不延伸超过第一表面。在第二表面形成第一表面的延续部分的区域中，提供了从第一轴部分到第二轴部分的平滑过渡。然而，在第一表面和第二表面的其他区域中，存在第一表面和第二表面之间的突然的和不连续的过渡。因此，当第一轴部分布置在第一结构构件的孔中并且第二轴部分布置在第二结构构件的孔中时，如果孔的内表面搁置在轴部分的由第二表面形成第一表面的延续部分的区域上，在对准工具绕第一圆柱轴线360°旋转时，则孔将对准。然而，当孔的内表面搁置在轴部分的其他区域上时，孔将不会对准。

对准工具还包括第一衬套和第二衬套。第一衬套沿第一轴部分布置并且基本上覆盖第一表面。第二衬套沿第二轴部分布置并且基本上覆盖第二表面。因此，当对准工具布置成使得第一轴部分定位在第一结构构件的孔中并且第二轴部分定位在第二结构构件的孔中时，第一衬套布置在第一轴部分和第一结构构件的孔的内表面之间，并且第二衬套布置在第二轴部分和第二结构构件的孔的内表面之间。因此，衬套形成对准工具和孔之间的界面，并且轴部分的第一表面和第二表面将不布置成与孔的内表面直接接触。

衬套在轴部分上安装成使得允许第一轴部分和第一衬套之间以及第二轴部分和第二衬套之间进行相互旋转移动。由此，对准工具可以在孔中旋转，其中第一衬套和第二衬套在第一表面和第二表面上滚动。相应衬套与孔的内表面之间的摩擦应该构造成使得该摩擦大于轴部分与相应的衬套之间的摩擦。因此，最小化了对孔的表面的磨削作用，并且可以避免或显著减少对表面的损坏。

本发明的对准工具可以以下列方式操作。当需要将分别延伸穿过第一结构构件和第二结构构件的孔对准时，将对准工具安装在这些孔中，其中第一轴部分布置在延伸穿过第一结构构件的孔中并且第二轴部分布置在延伸穿过第二结构构件的孔中。

然后，绕第一圆柱轴线旋转对准工具，直到第二表面形成第一表面的延续部分的区域抵接各个孔的内表面。由此，第一轴部分和第二轴部分相对于孔进行旋转移动。然而，因为允许轴部分和相应的衬套之间进行相互旋转移动，所以第一表面和第二表面将沿着衬套滑动，但衬套将相对于孔保持基本静止。因此，对准工具和孔的内表面之间不发生磨削或磨耗，从而减小了孔的内表面上的磨损，最小化了损坏表面的风险。

当对准工具旋转360°时，孔已经对准。

在结构构件采取环形凸缘的形式(每个环形凸缘均具有穿过其延伸的多个孔)的情况下，可以通过将对准工具插入沿凸缘的周边分布的其他孔中直到凸缘中的所有孔都对准并逐步将螺栓插入对准的孔中来重复上述过程。另选地，可以将多个对准工具同时插入沿凸缘周边分布的孔中。一旦对准凸缘，就可以将螺栓插入没有布置对准工具的孔中。随后，可以从孔移除对准工具，并且可以将螺栓插入剩余的孔中。

应当注意，因为第一衬套和第二衬套是单独的构件，所以也可以允许衬套相对于彼此旋转。

在根据本发明的对准工具的一个实施方式中，对准工具构造成使得第一衬套的外直径基本上对应于延伸穿过第一结构构件的孔的尺寸，并且使得所述第一直径基本上对应于第一衬套的内直径。

由此实现：对准工具紧密地配合在第一结构构件的孔内。由此，对准工具的径向位置相对于第二结构部件基本上固定，并且可以以有效的方式进行孔的对准。

第一衬套和/或第二衬套可以具有圆柱形形状。根据该实施方式，衬套的面向孔的内表面的表面具有圆形形状，从而更进一步降低了损坏孔的表面的风险。

第一衬套的直径可以大于第二衬套的直径。根据该实施方式，衬套的直径适合于轴部分的直径，从而减少了轴部分和衬套之间的任何摆动。

对准工具还可以包括工具接合部分，该工具接合部分布置成接合工具以使对准工具绕第一圆柱轴线旋转。根据该实施方式，使用布置成与工具接合部分接合的旋转工具进行上述对准工具的旋转。旋转工具可以是手动驱动的工具，例如扳手、扭矩扳手，螺丝刀等。另选地，旋转工具可以由马达、液压系统等驱动。

工具接合部分可以是或者形成对准工具的头部的一部分。头部可以例如呈标准螺栓头的形式。

第二轴部分可以在布置成与第二表面的形成第一表面的一部分的延伸部分的部分相对的区域中沿着由第二圆柱轴线限定的方向具有逐渐变细的形状。这种逐渐变细的形状允许对准工具更容易地插入孔中。

第一衬套和/或第二衬套可以包括分别面向第一结构构件或第二结构构件的第一轴承部分，第一轴承部分由适用于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。

根据该实施方式，第一衬套和/或第二衬套的与孔的内表面接触的部分由具有低摩擦的材料制成，因此这些材料适合于轴颈轴承。此外，在衬套和孔之间形成轴承。这更进一步降低了磨损和/或损坏孔的内表面的风险。

另选地或另外地，对准工具还可以包括至少一个轴承，其中所述至少一个轴承布置在第一轴部分和第一衬套之间和/或第二轴部分和第二衬套之间。

根据该实施方式，轴承形成在轴部分中的至少一个和相应的衬套之间。由此减小了上述旋转移动期间引入轴部分和衬套之间的摩擦。由此，可以减小为了进行所述旋转而施加到对准工具的所需扭矩，并且可以减少轴部分和衬套上的磨损。

轴承可以选自轴颈轴承、滚珠轴承或滚柱轴承。另选地，可以应用任何其他合适类型的轴承。

作为另选，第一衬套和/或第二衬套可以包括分别面向第一轴部分或第二轴部分的第二轴承部分，第二轴承部分由适用于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。

根据该实施方式，第一衬套/第二衬套的与第一轴部分/第二轴部分接触的部分由具有低摩擦的材料制成，因此这些材料适合于轴颈轴承。此外，轴承形成在轴部分中的至少一个和相应的衬套之间，从而获得上述优点。

另选地或另外地，第一轴部分和/或第二轴部分可以包括分别面向第一衬套或第二衬套的第三轴承部分，第三轴承部分由适用于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。这与上述实施方式相似。然而，在这种情况下，轴承部分形成在轴部分中的至少一个上而不是形成在衬套中的至少一个上。不排除轴承部分可以布置在轴部分上以及相应的衬套上。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的对准工具的分解图；

图2是图1的对准工具的侧视图；

图3示出了图1和图2的对准工具到孔中的插入；

图4示出了图1和图2的对准工具的旋转；以及

图5示出了根据本发明的一个实施方式的对准工具的操作。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施方式的对准工具1的分解图。对准工具1包括第一轴部分2和从第一轴部分2的端部延伸的第二轴部分3。第一轴部分2和第二轴部分3都具有圆柱形状，第一轴部分2限定第一圆柱轴线4和第一表面，第二轴部分3限定第二圆柱轴线5和第二表面。第二表面的一部分形成第一表面的一部分的延续部分，从而在该区域中在第一轴部分2和第二轴部分3之间提供平滑过渡。

第二轴部分3的直径小于第一轴部分2的直径，并且第二圆柱轴线5平行于第一圆柱轴线4延伸，并相对于第一圆柱轴线4移位。因此，第二轴部分3相对于第一轴部分2偏心布置。

设置有六个工具接合表面7的螺栓头6与第一轴部分2相邻布置，与第二轴部分3相对。可以将诸如扳手之类的适当工具布置成与工具接合表面7接触，从而允许扭矩从工具传递至对准工具1，以使对准工具1绕第一圆柱轴线4旋转。这将在下面参考图3和图4进一步详细描述。

具有圆柱形状的第一衬套8的尺寸和形状设计成沿第一轴部分2布置，使得第一表面基本上被第一衬套8覆盖。第一衬套8被允许相对于第一轴部分2旋转。

具有圆柱形状的第二衬套9的尺寸和形状设计成沿第二轴部分3布置，使得第二表面基本上被第二衬套9覆盖。第二衬套9被允许相对于第二轴部分3旋转。

如上所述，因为允许衬套8、9相对于轴部分2、3旋转，所以轴部分2、3可以相对于布置有轴部分2、3的孔旋转，同时形成对准工具1和孔的内表面之间的接触界面的衬套8、9相对于孔保持基本静止。因此，显著降低了孔的内表面上的磨损和损坏的风险。

对准工具1还包括：垫圈10，该垫圈10将布置在螺栓头6和第一衬套8之间；端板11，该端板11被布置成抵接第二衬套9；以及螺钉12，该螺钉12布置成保持组装好的对准工具1。

图2是处于组装好的状态的图1的对准工具1的侧视图。可以看出，第一衬套8沿第一轴部分(不可见)布置，并且第二衬套9沿第二轴部分(不可见)布置。

图3示出了图1和图2的对准工具1到孔13中的插入。孔13是形成在结构构件中的多个孔中的一个孔，所述结构构件呈第一凸缘14的形式，该第一凸缘14将连结至呈第二凸缘15的形式的另一个结构构件。第二凸缘15也设置有多个孔。插图是对准工具1的立体图。

对准工具1沿箭头16所指示的方向插入孔13中。随后，旋转工具17可安装在对准工具1的螺栓头6上，并与工具接合表面7接合，以便使对准工具1绕第一圆柱轴线(如图1中所示)旋转，从而以上述方式使孔13与形成在第二凸缘15中的相应孔对准。

图4示出了图1和图2的对准工具1借助于旋转工具17的旋转。可以看出，对准工具1已经插入孔13中，并且旋转工具17已经安装在对准工具1的螺栓头(不可见)上。然后启动旋转工具17，从而引起对准工具1的旋转(如由箭头18所示)。由此，孔13以上述方式与形成在第二凸缘15中的相应孔对准。

图5示出了根据本发明的一个实施方式的对准工具1的操作。图5a示出了初始情况，其中形成在第一结构构件中的第一孔13与形成在第二结构构件中的第二孔19未对准。根据本发明的一个实施方式的对准工具1插入孔13、19中，使得第一轴部分和第一衬套布置在第一孔13中，并且第二轴部分和第二衬套是布置在第二孔19中。

在图5b中，对准工具1已经绕第一轴构件的圆柱轴线旋转。这使得第二孔19以上述方式向着与第一孔13对准而移动。然而，孔13、19尚未完全对准。

在图5c中，对准工具1已经绕第一圆柱轴线进一步旋转。这使得第二孔19移动到与第一孔13对准的位置。

因为对准工具1设置有第一衬套和第二衬套，所以可以进行图5中所示的孔13、19的对准，而没有损坏或过度磨损孔13、19的内表面的风险，因为衬套基本上防止了对准工具1与孔13、19的内表面之间的摩擦和磨削。

Claims (11)

1.一种对准工具（1），该对准工具（1）用于将延伸穿过第一结构构件（14）的孔（13）和延伸穿过第二结构构件（15）的孔（19）对准，所述对准工具（1）包括：

-第一轴部分（2），其具有圆柱形或类似圆柱形的构造，从而限定第一圆柱轴线（4）、第一直径和第一表面；

-第二轴部分（3），其具有圆柱形或类似圆柱形的构造，从而限定第二圆柱轴线（5）、第二直径和第二表面，所述第二轴部分（3）沿着由所述第一圆柱轴线（4）限定的方向与所述第一轴部分（2）相邻布置，所述第二圆柱轴线（5）平行于所述第一圆柱轴线（4）延伸，所述第二直径小于所述第一直径，并且所述第二表面的一部分形成所述第一表面的一部分的延续部分；

-第一衬套（8），其沿所述第一轴部分（2）布置并基本上覆盖所述第一表面；

-第二衬套（9），其沿所述第二轴部分（3）布置并基本上覆盖所述第二表面；

-端板（11），该端板（11）被布置成抵接所述第二衬套（9）；以及

-螺钉（12），该螺钉（12）布置成保持组装好的所述对准工具（1），

其中，所述第一轴部分（2）和所述第一衬套（8）之间以及所述第二轴部分（3）和所述第二衬套（9）之间允许进行相互旋转移动。

2.根据权利要求1所述的对准工具（1），其中，所述第一衬套（8）和/或所述第二衬套（9）具有圆柱形状。

3.根据权利要求2所述的对准工具（1），其中，所述第一衬套（8）的直径大于所述第二衬套（9）的直径。

4.根据前述权利要求中任一项所述的对准工具（1），该对准工具（1）还包括工具接合部分（7），所述工具接合部分（7）被布置成接合工具（17），以使所述对准工具（1）绕所述第一圆柱轴线（4）旋转。

5.根据权利要求4所述的对准工具（1），其中，所述工具接合部分（7）是或形成所述对准工具（1）的头部（6）的一部分。

6.根据权利要求1所述的对准工具（1），其中，所述第二轴部分（3）在布置成与所述第二表面的形成所述第一表面的一部分的延伸部分的所述部分相对的区域中沿着由所述第二圆柱轴线（5）限定的方向具有逐渐变细的形状。

7.根据权利要求1所述的对准工具（1），其中，所述第一衬套（8）和/或所述第二衬套（9）分别包括面向所述第一结构构件（14）或所述第二结构构件（15）的第一轴承部分，所述第一轴承部分由适于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。

8.根据权利要求1所述的对准工具（1），该对准工具（1）还包括至少一个轴承，其中所述至少一个轴承布置在所述第一轴部分（2）和所述第一衬套（8）之间和/或所述第二轴部分（3）和所述第二衬套（9）之间。

9.根据权利要求8所述的对准工具（1），其中，所述轴承选自轴颈轴承、滚珠轴承或滚柱轴承。

10.根据权利要求1所述的对准工具（1），其中，所述第一衬套（8）和/或所述第二衬套（9）分别包括面向所述第一轴部分（2）或所述第二轴部分（3）的第二轴承部分，所述第二轴承部分由适于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。

11.根据权利要求1所述的对准工具（1），其中，所述第一轴部分（2）和/或所述第二轴部分（3）分别包括面向所述第一衬套（8）或所述第二衬套（9）的第三轴承部分，所述第三轴承部分由适于轴颈轴承的铜-铅合金、塑料、巴氏合金或青铜合金构成。

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