CN113524100B - 杯塞插入工具 - Google Patents

Abstract

一种杯塞插入工具包括圆柱形底座和圆柱形夹头。圆柱形夹头从底座延伸并包括：至少两个纵向槽，该至少两个纵向槽将夹头分成至少两个挠性段，该至少两个挠性段适配成受力情况下径向向内挠曲；底座附近形成的环形凹槽，该环形凹槽适配成使得挠性段径向向内弯曲，此外，其中，使挠性段径向向内挠曲所需的力可基于环形凹槽的宽度和深度调节；限定周向外径和周向内径的第一段；限定大于第一段周向外径的周向外径的第二段；位于夹头远端处的尖端；以及第一段外径和尖端之间形成的倒角。

Description

杯塞插入工具

技术领域

本公开涉及一种在汽车应用中用于插入杯塞的工具。当前的杯塞压入操作后，在泄漏测试中极易出现偶发故障。这些故障通常是相关联的，并且在物理上与插入时过大的压力相关。

背景技术

一种已知工具的特点是在工具的外径和杯塞的内径之间有明显的凹凸。在这种布置中，定心完全取决于杯塞对工具的呈现以及杯塞抵靠工具时保持的真空和摩擦。可能会出现明显的下落，固定塞在重力作用下移动或下落，与工具外径的顶部接触。下压期间，这种下落会在孔的底部附近产生气刨效应(gouging effect)，增加了接头泄漏的可能性。另一种已知的工具在其外径和杯塞的内径之间使用了更紧密的公差。此工具还推压杯塞的背面，而不是前杯表面。工具外径和杯塞内径之间的过盈配合使杯塞有效地居中，但偶尔会导致杯塞变形并紧紧抓住工具。如果工具外径与杯塞内径之间的摩擦过大，则杯塞可能会留在工具上，并在工具缩回时被拉出。

因此，虽然现有的杯塞插入工具达到了其预期目的，但仍需要一种新的、改进的杯塞插入工具，以确保杯塞在插入时居中，且不会在工具缩回时将杯塞拔出。

发明内容

根据本发明的几个方面，一种杯塞插入工具，包括圆柱形底座以及圆柱形夹头，圆柱形夹头从该底座延伸出并包括多个纵向槽，多个纵向槽将夹头分成多个挠性段，该夹头包括限定周向外径和周向内径的第一段，其中当使用杯塞插入工具将杯塞压入孔中时，该第一段的周向外径适配成接合杯塞，以将杯塞可移除地固定到夹头的远端上。

根据另一方面，所述挠性段适配成在受力情况下径向向内挠曲，从而减小夹头第一段的外径。

根据另一方面，杯塞插入工具适配成插入其内径小于夹头第一段周向外径的杯塞，这样，当杯塞被放置在夹头的远端时，挠性段适配成径向向内挠曲，从而减小第一段的外径，并使得夹头的远端适合杯塞的内径。

根据另一方面，挠性段偏置到非挠曲位置，并且当杯塞置于夹头的远端时，挠性段径向向外推动以摩擦接合杯塞的内径并将杯塞固定在其上。

根据另一方面，夹头的远端适配成将杯塞与杯塞插入工具的中心轴线同轴定位。

根据另一方面，每个挠性段都均等偏置，使得放置在夹头远端的杯塞自动地与杯塞插入工具的中心轴线同轴居中。

根据另一方面，挠性段的偏置力适配成提供摩擦接合，以将杯塞固定在夹头的远端，并且在插入杯塞后，使得杯塞插入工具自由地释放杯塞。

根据另一方面，夹头的远端包括：尖端，所述尖端适配成与放置在其上的杯塞的盘状部分接合；以及在第一段的外径和尖端之间的倒角，该倒角适配成防止夹头的远端接触杯塞的环形半径。

根据另一方面，夹头包括第二段，该第二段的圆柱形外径大于第一段的圆柱形外径。

根据另一方面，夹头包括邻近底座形成的环形凹槽，该环形凹槽适配成使得挠性段径向向内挠曲。

根据另一方面，使挠性段径向向内挠曲所需的力可基于环形凹槽的宽度和深度调节。

根据另一方面，夹头的内径适配成支撑真空管，该真空管适配成接合杯塞以提供额外的力将杯塞固定到夹头的远端。

根据另一方面，杯塞插入工具由金属材料制成。

根据另一方面，杯塞插入工具由钢和铝中的一种制成。

根据另一方面，夹头包括至少两个纵向槽，该至少两个纵向槽限定了至少两个挠性段。

根据另一方面，夹头包括限定六个挠性段的六个纵向槽。

根据本发明的若干方面，一种杯塞插入工具，包括圆柱形底座以及圆柱形夹头。该圆柱形夹头从底座延伸出，并且包括：至少两个纵向槽，该至少两个纵向槽将夹头分成至少两个挠性段，该挠性段适配成在受力情况下径向向内挠曲；以及第一段，该第一段限定了周向外径和周向内径，杯塞插入工具适配成插入其内径小于夹头第一段周向外径的杯塞，以使得当杯塞放置在夹头的远端时，挠性段适配成径向向内挠曲，从而减小第一段的外径，并使得夹头的远端适合杯塞的内径，其中挠性段偏置到非挠曲位置，并径向向外推动以提供摩擦接合，以将杯塞固定在夹头的远端上，并在插入杯塞后，使得杯塞插入工具自由地释放杯塞，以及将杯塞与杯塞插入工具的中心轴线同轴地定位；定位在夹头的远端处的尖端，该尖端适配成接合放置在其上的杯塞的盘状部分；以及在第一段的外径和尖端之间形成的倒角，该倒角适配成防止夹头的远端接触放置在其上的杯塞的环形半径。

根据另一方面，夹头包括邻近底座形成的环形凹槽，该环形凹槽适配成使得挠性段径向向内挠曲，此外，使挠性段径向向内挠曲所需的力可基于环形凹槽的宽度和深度调节。

根据另一方面，杯塞插入工具还包括定位在夹头内径内的真空管，该真空管适配成接合杯塞以提供额外的力将杯塞固定到夹头的远端。

根据另一方面，杯塞插入工具由金属材料制成，并且夹头包括限定六个挠性段的六个纵向槽。

根据本发明的多个方面，一种杯塞插入工具，包括圆柱形底座以及圆柱形夹头。该圆柱形夹头从该底座延伸出并包括：将夹头分成至少两个挠性段的至少两个纵向槽，该至少两个挠性段适配成在受力情况下径向向内挠曲；形成于该底座附近的环形凹槽，该环形凹槽适配成使得挠性段径向向内弯曲，此外，使挠性段径向向内挠曲所需的力可基于环形凹槽的宽度和深度调节；限定周向外径和周向内径的第一段；限定大于第一段周向外径的周向外径的第二段；位于夹头远端处的尖端；以及第一段外径和尖端之间形成的倒角。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施例的杯塞插入工具的透视图；

图2是图1所示的杯塞插入工具的夹头尖端的透视图；

图3是图1所示的杯塞插入工具夹头的侧视图，其上固定有杯塞；

图4是使用图1所示杯塞插入工具将杯塞插入工件孔中的侧视图；

图5是图4所示的侧视图，其中杯塞已完全插入工件中；

图6是图4所示的侧视图，其中杯塞插入工具从工件孔中缩回，并将杯塞留在原位；以及

图7是包括真空管的示例性实施例的透视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且并不旨在限制本发明、应用或用途。

参考图1和图2，根据本发明的杯塞插入工具10包括圆柱形底座12和从底座12延伸出的圆柱形夹头14。夹头14包括至少两个纵向槽16，将夹头14分成至少两个挠性段18。在图1和图2所示的示例性实施例中，夹头14包括六个纵向槽16，这些纵向槽围绕夹头14等距地间隔分布，将夹头14分成六个相同的挠性段18。

挠性段18适配成在受力情况下径向向内挠曲，如箭头20所示。夹头14包括第一段22，该第一段限定了周向外径24和周向内径26。参考图3，杯塞插入工具10适配成插入杯塞28，该杯塞28具有盘状部分30，围绕盘状部分30延伸的环形半径32和从环形半径32纵向延伸的圆柱形裙部34。

杯塞28的裙部34限定内径36，内径36小于夹头14第一段22的周向外径24。当杯塞28被放置在夹头14的远端38时，挠性段18适配成径向向内挠曲，从而减小第一段22的外径24，并使得夹头14的远端38适合杯塞裙部34的内径36。挠性段18偏置到非挠曲位置，使得当挠性段18被插入到杯塞裙部34的内径36内时，如箭头40所示径向向外推动，以在杯塞裙部34的内径36和夹头14第一段22的圆柱形外径24之间提供摩擦接合，以将杯塞28固定在夹头14的远端38。

此外，挠性段18提供柔度以防止在插入期间杯塞28的裙部34压接到夹头14上，从而在插入杯塞28后，使得杯塞插入工具10自由地释放杯塞28。夹头14适配成使放置在其上的杯塞28与杯塞插入工具10的中心轴线42同轴对准。在示例性实施例中，每个挠性段18都均等偏置，从而以相等的力径向向外推动，使得放置在夹头14远端38的杯塞28自动地与杯塞插入工具10的中心轴线42同轴居中。

参考图2，夹头14包括位于夹头14远端38处的尖端44。尖端44提供了与杯塞28的盘状部分30接合的圆柱形表面，如图3所示。夹头14还包括形成在第一段22的外径24和尖端44之间的倒角46。倒角46使得有间隙以防止夹头14的远端38接触杯塞28的环形半径32。

参考图4，当杯塞插入工具10用于将杯塞28压入在工件50内形成的孔48中时，挠性段18摩擦接合杯塞28的裙部34的内径36，以将杯塞28固定到杯塞插入工具10上，并使杯塞28与杯塞插入工具10的中心轴线42同轴居中。杯塞28在杯塞插入工具10上的正确居中确保了杯塞28相对于插入杯塞28的孔48居中。这使插入期间的应力集中和杯塞28的变形最小，从而有助于确保杯塞28在插入后适当地密封孔48。

当杯塞插入工具10将杯塞28压入到位时，如箭头52所示，夹头14的尖端44推挤杯塞28的盘状部分30，以将杯塞28推入孔48中。杯塞28的裙部34限定外径54，外径大于工件50内孔48的内径56。当杯塞28被压入孔48中时，在杯塞28的裙部34的外径54和孔48的内径56之间存在过盈配合，从而在杯塞28的裙部34和孔48之间形成密封。因为夹头14的尖端44作用在杯塞28的盘状部分30上，所以杯塞28的裙部34被拉入孔48中，从而在插入期间使杯塞28的应力集中和变形最小。

参考图5，一旦杯塞28已经完全压入工件50的孔48中，挠性段18就提供柔度以防止杯塞28的裙部34压接到夹头14的第一段22上。当杯塞插入工具10缩回时，如图6中的箭头58所示，夹头14的第一段22自由地释放杯塞28。挠性段18的柔度防止杯塞28压接到夹头14上，以及防止杯塞28在缩回时被杯塞插入工具10拉出。

再次参考图1，夹头14包括第二段60和环形凹槽64，第二段60具有比第一段22的圆柱形外径24大的圆柱形外径62，环形凹槽64邻近底座12形成。夹头14的第二段60在第一段22和环形凹槽64之间纵向延伸。

夹头14的第二段60为挠性段18增加了刚度。环形凹槽64限定了使挠性段18径向向内挠曲的拐点。挠性段18的偏置力或挠性的大小对于确保挠性段18在插入之前将杯塞28固定到夹头14的远端38上是至关重要的，并且在插入后，还使得杯塞插入工具10从杯塞28上缩回。使挠性段18径向向内挠曲所需的力以及相应地使挠性段18径向向外推抵杯塞28的力的大小可基于环形凹槽64的宽度66和深度68调节。取决于应用，环形凹槽64的宽度66和深度68设计成确保挠性段18的适当挠性。

参考图7，在示例性实施例中，杯塞插入工具10包括定位在夹头14的内径26内的真空管70。真空管70适配成接合杯塞28以提供额外的力将杯塞28固定到夹头14的远端38。当将杯塞28放置在夹头14的远端38时，通过真空管70将真空施加到杯塞28的盘状部分30，以提供吸力来帮助将杯塞28固定在其上。一旦将杯塞28压入到位，就停止施加真空，从而使得杯塞插入工具10缩回。

杯塞插入工具10可以由表现出特定应用所必需的特性的任何合适的材料制成。在示例性实施例中，杯塞插入工具10由金属材料制成，例如但不限于，钢或铝。在许多汽车应用中，杯塞28被压入钢或铝部件中，因此杯塞插入工具10必须由钢或铝制成。在要求低插入力的应用中，或者杯塞28和要插入杯塞28的零件由较软的材料制成的情况下，杯塞插入工具10可以由相对硬的聚合物材料制成。

本发明的杯塞插入工具10提供了确保杯塞28固定在杯塞插入工具10上并且在插入时居中的优点，不会有缩回时杯塞插入工具10拔出杯塞28的危险。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并不偏离本公开主旨的变化将在本公开的范围内。这样的变化不应被视为背离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种杯塞插入工具，包括：

圆柱形底座；以及

圆柱形夹头，其从底座延伸出并包括多个纵向槽，所述多个纵向槽将夹头分成多个挠性段；

所述夹头包括限定周向外径和周向内径的第一段，其中当使用所述杯塞插入工具将杯塞压入孔中时，所述第一段的周向外径适配成接合杯塞，以将所述杯塞可移除地固定到所述夹头的远端上；

真空管，所述真空管定位在所述夹头的周向内径内，并且所述真空管适配成接合所述杯塞以提供额外的力将所述杯塞固定到所述夹头的远端。

2.如权利要求1所述的杯塞插入工具，其中所述挠性段适配成在受力情况下径向向内挠曲，从而减小所述夹头第一段的外径。

3.如权利要求2所述的杯塞插入工具，其中所述杯塞插入工具适配成插入其内径小于所述夹头第一段周向外径的杯塞，以使得当所述杯塞放置在所述夹头的远端时，所述挠性段适配成径向向内挠曲，从而减小所述第一段的外径，并使得所述夹头的远端适合杯塞的内径。

4.如权利要求3所述的杯塞插入工具，其中所述挠性段偏置到非挠曲位置，并且当杯塞置于所述夹头的远端时，所述挠性段径向向外推动，以摩擦接合杯塞的内径并将杯塞固定在其上。

5.如权利要求4所述的杯塞插入工具，其中所述夹头的远端适配成将所述杯塞与所述杯塞插入工具的中心轴线同轴定位。

6.如权利要求5所述的杯塞插入工具，其中每个所述挠性段都均等偏置，使得放置在所述夹头远端的杯塞自动地与所述杯塞插入工具的中心轴线同轴居中。

7.如权利要求5所述的杯塞插入工具，其中所述挠性段的偏置力适配成提供摩擦接合，以将杯塞固定在所述夹头的远端，并且在插入杯塞后，使得所述杯塞插入工具自由地释放杯塞。

8.如权利要求7所述的杯塞插入工具，其中所述夹头的远端包括：尖端，所述尖端适配成与放置在其上的杯塞的盘状部分接合；以及在所述第一段的外径和所述尖端之间的倒角，所述倒角适配成防止所述夹头的远端接触杯塞的环形半径。

9.如权利要求8所述的杯塞插入工具，其中所述夹头包括第二段，所述第二段的圆柱形外径大于所述第一段的圆柱形外径。

10.如权利要求9所述的杯塞插入工具，其中所述夹头包括邻近所述底座形成的环形凹槽，所述环形凹槽适配成使得所述挠性段径向向内挠曲。

Images