CN114258328A - 紧固件放置工具 - Google Patents

Abstract

一种紧固件放置工具(102)具有能够依次放置一系列松不脱铆钉(124)的心轴(104)。工具(102)采用单个电动马达(112)，该电动马达能够驱动工具进入用于铆钉放置的第一循环或用于从工具(102)上选择性地释放心轴(104)以用于铆钉补充的第二循环。该工具包括实际上选择工具将以第一循环操作还是以第二循环操作的使用者可操作切换器(148)。

Description

紧固件放置工具

技术领域

本发明总体上涉及紧固件放置工具，特别但非排他性地涉及用于放置盲侧铆钉的此类工具。

背景技术

紧固件放置工具是公知的，并且用于放置所谓盲侧铆钉的那些工具通常用于重复放置指定长度和直径的铆钉。例如，这种重复放置可以发生在诸如装配线等的制造环境中。

在重复放置铆钉(或其他类型的紧固件)的情况下，还可能需要尽可能快速地进行这种重复放置，以便提高安装和放置过程的效率。同样，如果是制造装配线的环境，那么铆钉的放置速度是重要的。为此，存在公知的快速放置工具，诸如爱威德尔英国有限公司(Avdel UK,Ltd)提供的

工具。例如，在GB2,482,162-A中示出了这种快速铆钉放置工具的实例。在该现有技术公开中，用于放置的铆钉匣被保持在放置工具内，以便进行铆钉的快速依次放置。

用于快速铆钉放置的放置工具，诸如上面讨论的工具，通常是液压气动式设计(hydro-pneumatic design)。在正常情况下，用于放置铆钉的原动力源自气动系统，该气动系统使用压缩空气源操作以驱动工具内的液压系统推进和放置铆钉。

这种液压气动工具存在某些缺点：因为采用液压控制系统和气动控制系统的组合，所以它们的设计固有地是复杂的；由于需要通过软管供应给工具的压缩空气源，因此它们往往是笨重的，这使得它们的重复和长期使用对于在放置铆钉时必须操纵和保持工具的操作人员来说常常是麻烦的。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供根据所附权利要求的紧固件放置工具来至少减少上述缺点，该紧固件放置工具使用机电系统代替液压气动系统来控制工具的操作。这使得该工具与迄今为止的情况相比在手动方面是更灵巧的，对于操作者来说具有可使用更长时间的附带优点。使用机电驱动系统还可以减少工具的“停机时间”量，该停机时间是工具例如需要维修的时间，并且在该时间期间不能使用工具。

通过快速放置工具放置的铆钉都是拉穿式的(pull-though)，例如GB1,323,873-A中公开的那些。如本领域所公知的，这些拉穿式铆钉都是盲侧(blind-side)放置的紧固件，对于这种紧固件，放置操作需要将心轴的扩大头部拉动穿过铆钉的主体(从待接合工件的远离工具操作者的盲侧到操作者侧)。这种操作，特别是当作为依次快速放置操作执行时，会导致心轴、心轴头部和控制心轴操作的工具卡爪的磨损。这最终使得必须随着时间的推移而更换磨损的工具部件。

对于采用液压和气动控制系统的已知放置工具，更换磨损的工具部件，特别是更换用于抓住和控制心轴的卡爪，是一个漫长的过程，通常需要至少部分地拆卸整个工具。由于对液压或气动系统的损坏可能需要高昂的成本进行修理，因此需要特别注意这种拆卸。因此，本发明的另一个目的是通过采用可更换元件，诸如用于保持和控制心轴的尾部卡爪(tail jaws)的可更换盒，来避免对这种工具拆卸的需要。

附图说明

现在将仅通过实例并参考以下附图来描述本发明的实施例，其中：

图1示出根据本发明的工具的局部剖视示意图；

图2示意性地示出图1工具的主要部件的分解图；

图3示出与本发明的工具一起使用的心轴的示意性侧视图，该心轴上安装有用于放置的一系列松不脱铆钉(captive rivets)；

图4示出图1的主要部件的平面侧剖视图；

图5示出包括滚珠螺母132在内的图4的筒管的侧剖视图；

图6a示出驱动组件和旋座(nosepiece)的侧面局部剖视图；

图6b示出沿图6a的线B-B截取的旋座的前剖视图；

图6c示出沿图6a的线A-A截取的剖面，其中旋座处于第一角度取向；

图6d示出沿图6a的线A-A截取的剖面，其中旋座处于第二角度取向；

图7示出保持心轴的卡爪和卡爪盒(jaw cartridge)的侧剖视图；

图8示出离合器的驱动侧及其连接部件的局部侧剖视图；

图9a示出离合器机构在其接合状态下的侧视图；

图9b示出离合器机构在其脱离状态下的侧视图；

图10a在左侧示出在铆钉放置循环开始之前工具的旋座部分的侧剖视图，并且在右侧示出心轴远端的对应侧视图；

图10b示出在铆钉放置循环开始之前工具的离合器和旋座的局部剖视侧视图；

图10c示出与图10b中相同的部件的透视剖视图；

图10d至图10g示出在工具的铆钉放置循环期间工具的主要部件的局部剖视图；图10d是放置循环的原位或起始位置，并且图10e、图10f和图10g中的每一个分别示出心轴向图中右侧前进；

图11a在左侧示出卡爪盒和卡爪张开器的剖视图；并且在右侧示出旋座的剖视图；两个视图均处于工具的用于心轴释放的第二循环的开始期间；

图11b示出与图11a的视图相对应的视图，但是正在进行第二循环；

图11c至图11f示出在用于心轴更换的第二循环期间工具的主要部件的局部剖视图；图11c是第二循环的原位或起始位置，并且图11d、图11e和图11f中的每一个分别示出心轴向图中左侧缩回；

图12示出卡爪盒组件及其在工具内的配件的局部分解图；

图13示出整个功能工具操作的流程图，以及

图14示出图10b的波形弹簧的透视图。

具体实施方式

首先参见图1和图2，根据本发明的紧固件插入工具102包括筒管104，该筒管104形成为具有远端和近端的沿轴向延伸的中空金属圆筒体，在该实例中为铝圆筒体。在图1中，远端在图的右侧，并且近端在图的左侧。工具102包括使用者可抓握的手柄106，该手柄106上形成有致动触发器108。这意味着筒管104的近端邻近工具的手柄106。

筒管104的远端上形成有鼻部卡爪组件(nose jaw assembly)110，其将在下文中详细描述。鼻部卡爪组件的目的是在工具102与将被施加紧固件的工件之间形成接触点，并且在紧固件的放置操作期间对紧固件进行定位，如将在下面说明的。

工具102操作所采用的紧固件是所谓的盲孔紧固件(blind fastener)，在该实例中为铆钉124。盲孔紧固件对于本领域技术人员是公知的，并且包括如下紧固件：该紧固件仅可接近工件的一侧，并且紧固件在工件中的放置是从操作人员不可接近的工件的远侧致动的。

在手柄106的与筒管104相反的一侧上的是电动马达112。电动马达由电池114操作，该电池114附接到手柄106的基部并且经由驱动组件116向筒管104提供原动力，马达112可操作地联接到该驱动组件116。在手柄106与马达112之间还有卡爪组件，这里为可移除的卡爪盒118。

安装在筒管104上并联接到驱动组件116的是使用者可操作的切换器120，该切换器120的操作是如下二者：i)设定筒管预紧固件放置或卡爪操作的轴向位置，和ii)在紧固件放置和卡爪操作之间选择筒管的操作模式。

现在还参见图3，该图示出放置有一系列松不脱铆钉124的心轴122(在图1中示出其中一个铆钉124，该铆钉124位于筒管104的由鼻部卡爪组件110保持的最远端)。心轴的最远端(图3的右侧)终止于直径扩大的头部126，如紧固件放置领域的技术人员将理解的。心轴的近端(图3的左侧)包括端部止挡件128，这里是机械游标(cursor)。当紧固件124被放置时，端部止挡件128以分度步进方式沿心轴122移动，对于每一次放置移动一步，以便在心轴122的远端处维持用于放置的铆钉，如将在下面描述的。心轴组件(即，心轴及其松不脱铆钉)可由工具的使用者装载到中空筒管中。为了使这种情况发生，卡爪盒118内的卡爪(将在下面描述)需要处于它们的释放或打开位置，以允许心轴的近端插入到卡爪中。

现在还参见图4和图5，可以看出，筒管104上沿其轴向范围的一部分形成有外螺旋槽130，在该螺旋槽130上安装有可旋转的滚珠螺母132。具有与筒管104上的螺旋槽130配合的内螺纹形式的滚珠螺母132被保持在驱动组件壳体134内，使得滚珠螺母132仅能够旋转而不能沿轴向移动。因此，滚珠螺母132的旋转引起筒管104的轴向移动，因为筒管只能沿其轴线(图4中的A-A)进行前后直线移动。滚珠螺母132的旋转通过马达112的操作来实现，该马达112通过驱动轴136联接到滚珠螺母132。如本领域所公知的，驱动轴136的每一端承载有轴颈齿轮(journaled pinions)138、140。

在驱动轴齿轮140与滚珠螺母132之间的是离合器，在该实例中是双向离合器142，这将在下面特别参考图9更详细地描述。离合器142用于在正常情况下准许旋转驱动从马达112经由驱动组件(136，138，140)传递到滚珠螺母132，直到发生以下两种情况之一：i)筒管达到其向前或向后行进的极限，或者ii)施加到滚珠螺母132的扭矩超过预定极限。由于筒管可以在两个方向(轴向向前或轴向向后)中的一个方向上移动，因此离合器是双向的。

在螺旋槽130的一端的极限处，筒管104的近端是卡爪张开器144。仅当筒管行进到其向后方向的极限时，并且仅在以下将要说明的其他情况下，卡爪张开器才用于打开被保持在卡爪盒118内的卡爪。在螺旋槽130的另一端形成有死止挡件146。死止挡件形成于筒管表面的在螺旋槽130与筒管104的主体相接的过渡部处，并且用于防止筒管104的向前移动(即，向图的右侧移动)在铆钉124的放置期间超行程(overstroking)。

在参考图5的前述内容中将理解的是，该图仅示出离合器142的从动侧。

现在还请参见图6，在驱动组件壳体134的前端形成有使用者可操作的切换器，在该实例中，该使用者可操作的切换器是可旋转的旋座(nose piece)148。旋座在轴向上被固定至驱动组件壳体134，但是能够旋转以便选择筒管104的两种循环中的一种。在其中一种循环中，筒管104的前后移动实现铆钉的放置以及重置以便放置下一个相继的铆钉。而在另一循环中，筒管104的前后移动通过卡爪盒118中的卡爪150实现心轴122的释放或保持。在优选实施例中，旋座148旋转到任一相应位置以便选择第一循环或第二循环的这种旋转还可以设定筒管104相对于驱动组件116的预定轴向位置。这意味着，在筒管的第一循环与第二循环之间，筒管104相对于驱动组件壳体134的起始轴向位置可以不同。然而，在附图中所示的实例中，筒管104具有第一和第二循环两者共用的单个起始(或“原位”)位置。尽管本文中没有详细描述，但是本领域技术人员将理解，存在许多方式使得旋座148的旋转可以启动上述两种循环中的选择的一种。例如，在旋座148的内表面上设置两个微型切换器可以形成或断开电路，然后会启动适当循环的程序。

旋座148在内部形成有两组凸出部176和178，在该实例中，凸出部包括在直径上相对的一对凸出部：176和178。如从图6a中最容易看到的，成对的突出部在轴向上是偏移的。第一组凸出部176用于致动筒管104第一循环，并且第二组凸出部178用于致动筒管104第二循环。两组凸出部176、178在这里选择成使得使用者需要将旋座148旋转45°，以便在筒管第一循环或筒管第二循环之间切换工具102。

现在考虑图7，将说明卡爪盒118的卡爪150保持和释放心轴122的方式。需要定期地将心轴122从筒管上取下，最常见的是为了给心轴重新储备用于放置的新铆钉124。然而，心轴的安全保持应该在默认位置，使得使用者不会无意中使心轴122从工具102上分离。为此，卡爪在卡爪盒内的“防故障”(“fail-safe”)位置用于与心轴122接合以将心轴约束在筒管104内。为了实现这一点，卡爪150由压缩弹簧152弹性偏压成与心轴(图7中未示出)接合。卡爪(在图7的剖视图中可以看到；在所示实施例中，有2个以180°间隔在周向上隔开的卡爪)能够在保持螺母156的锥形渐缩部154内仅沿径向向内或向外行进。卡爪的内表面158是锯齿状的，以增强它们在心轴上的夹持力。

虽然卡爪150本身仅能够沿径向行进，但它们被保持在能够沿轴向移动的转台(turret)160内。以这种方式，转台160的轴向移动将使卡爪沿径向移动(如果转台160移向图7的左侧，则卡爪沿径向向内移动；并且如果保持器(这里是卡爪转台160)移向图7的右侧，则卡爪沿径向向外移动)。转台160被偏压向图7的右侧(即，向渐缩部154的内壁并与其接合)，使得卡爪150倾向于被径向向内推动，从而倾向于抓住插入其间的心轴122。

卡爪盒118包括心轴端部止挡件128。端部止挡件128的另一目的是确保在工具开始工作之前，当使用者将心轴118插入到工具的筒管104中时心轴被定位在可重复知道的位置。端部止挡件128和弹簧152两者通过可调节螺帽162保持在适当位置(并且弹簧被施加有已知张力)。螺帽162连同壳体的可协作的最前部164一起形成卡爪盒118的外壳。

现在还请参见图8和图9，将更详细地说明离合器142机构的结构。在马达112致动时，驱动轴136旋转，以使齿轮140随之旋转。由于齿轮140与形成在离合器壳体168的外表面上的正齿轮166配合，因此离合器142也旋转。离合器142的旋转将使滚珠螺母132随之旋转，除非发生两个扭矩条件中的一个。

离合器142是双向离合器，由两组(170，172)配合的渐缩形齿廓形成，在图9a和图9b中最清楚地示出。两组齿，即驱动侧齿组170和从动侧齿组172，借助于弹簧被偏压成协作接合，在该实例中，该弹簧为压缩弹簧174(在图14中详细示出)，在该实例中，该压缩弹簧为波形弹簧。以已知的方式选择弹簧174中的张力，以确保齿组170、172仅在它们之间存在预定扭矩之前接合。在该预定扭矩下，第一组170(从图9a和图9b中可以看出，其轴向延伸小于第二组172)被沿着形成在两个齿组的接合面之间的斜面推动。该沿斜面的移动(rampingmovement)使组170抵抗弹簧174的张力而轴向移动(向图8和图9的左侧)，因此脱离对滚珠螺母132的驱动。而且，从图9a和图9b可以看出，第一齿组170具有略微圆形的端面，从而提供比第二组172的斜面浅的斜面，因此确保当离合器驱动解除时第一组170在第二齿组172上进行平滑的沿斜面移动。本领域技术人员将理解，这不是离合器142的必要特征，而是优选特征。而且，可以在齿组170和172之间共享或者甚至在每个齿组内混合不同的斜面角度。平滑的沿斜面移动的目的可以通过该原理的任何变化来实现。

在以下两种情况中的任一种情况下需要离合器驱动的解除(将在下面说明)：i)当筒管104达到其向前或向后行进的极限时。当铆钉124已经放置好时，或者当筒管完全缩回以打开卡爪150时(当死止挡件146达到其在卡爪盒118内的向后行进极限时)，会发生这种情况；或者ii)当发生过扭矩(over-torque)条件时，如铆钉的不良放置或工具内的内部驱动阻塞。在任一种情况下，重要的是将从马达112到滚珠螺母132的驱动断开，使得不会发生对工具机构的损坏。由于筒管在轴向向前和向后这两个方向上操作，因此需要离合器142是双向的。

现在请看工具102的操作以及上面简要描述的那些特征在这种操作期间如何一起操作，还参考图10(a)至图10(c)。如上文已提及的，筒管104可在两种循环中的任一者中操作。第一循环用于将铆钉124放置在工件中，并且第二循环用于将卡爪150分别夹紧到心轴122上或从心轴122上释放。

考虑第一循环，筒管104可以优选地但并非必须地从原位位置(home position)开始。这是筒管104不在操作时将回到的静止位置，并且是任何操作的开始位置。原位位置是优选的，原因在于，在该实例中，通过计数滚珠螺母132的转数来控制筒管104的轴向前后移动，这进而决定了筒管104的直线前进或缩回(取决于滚珠螺母132的旋转方向)。在本实例中，筒管向前移动与筒管向后移动的轴向范围不同。

一旦操作者将旋座148的角度位置设定到其适当位置以便选择第一循环(筒管操作)，那么控制马达的操作(另请参见图13中的软件控制流程图)的软件(其详细操作在本文中未描述，因为这与本发明没有密切关系)就接着将马达112设定成以正确的方向旋转以引起滚珠螺母132的旋转，使得筒管在向前方向上移动(向所有图中的右侧)。在旋座148内部布置有筒管前进止挡构件180，该构件180被设计成确保在放置铆钉124时筒管104不能前进得过远。止挡构件180不与滚珠螺母132一起旋转，而是(与筒管104类似)被保持为不旋转，并且仅被准许在直线轴向上前进或缩回。在筒管104的向前移动期间，如果止挡构件180与旋座内套筒186接触，那么筒管104的进一步前进将被阻止，因为第一组离合器齿170将在第二组172上沿斜面移动，从而使从滚珠螺母132到筒管104的驱动解除。然而，应当理解，这种状况在正常情况下不应该发生，因为在此之前，旋转计数程序已经对已发生滚珠螺母132的必要转数进行了计数，并且已经实现了马达112的旋转方向的反转。在筒管104的向前移动的极限处，铆钉124将已经被放置好。这种铆钉放置本身在本文中没有描述，因为它是盲孔铆钉放置领域的技术人员所公知的。本领域技术人员将理解，在根据本发明放置每个紧固件时，不会导致心轴杆断裂，因为像这样的快速铆接要求心轴在所有紧固件放置时保持完整。

在筒管前进止挡构件180的前端形成有在直径上彼此相对的两个卡口凸出部(bayonet tabs)182、184。取决于旋座的旋转取向(即，被设定到的循环)以及筒管104的轴向前进程度，卡口凸出部182、184选择性地与旋座凸出部176、178接合(图6(b))。在原位位置(即，在第一循环中的筒管移动开始之前)，卡口凸出部182、184位于旋座148的左侧，如图10(a)、图10(b)和图10(d)中最容易看到的。还如图10(d)所示，保持在心轴122上的铆钉124还没有前进，因此最远端的铆钉被保持在鼻部卡爪组件110中。本领域技术人员将理解鼻部卡爪组件的操作以及鼻部卡爪组件如何起到放置铆钉124的作用。由于铆钉的放置本身与本发明没有密切关系，因此本文不对其进行任何详细描述。然而，本发明被理解为需要从杆在铆钉放置之后保持不断裂的心轴进行多个盲侧铆钉放置的一般操作的工作知识。

可以理解，旋座148与内套筒186机械连接。因此，当旋座148逆时针旋转时(如图6c所示)，这选择了第一循环。凸出部对176和178与旋座148一起旋转，以形成用于卡口凸出部182和184轴向向前移动(到图11的右侧)的通道。凸出部178防止卡口凸出部182和184在轴向向后方向上过度致动，从而产生机械限制。这锁定了滚珠螺母132的旋转，然后检测到过载，从而使离合器142脱开。凸出部对176用作引导件，以防止工具使用者在该第一循环的操作期间旋转旋座148。

而且，应当理解，当旋座顺时针旋转时，如图6d所示，这致动第二循环(卡爪150夹紧或释放)。凸出部对176和178与旋座148一起旋转，以形成用于卡口凸出部182和184轴向向后(或向图11的左侧)移动的通道。凸出部对176防止卡口凸出部182和184在轴向前向方向上过度致动，从而产生机械限制。这锁定了滚珠螺母132的旋转，并且检测到的任何过载都会使离合器142脱开。凸出部对176用作引导件，以防止工具使用者在该第二循环的操作期间旋转旋座148。

现在还参考图10d至图10g，其示出了铆钉放置循环。当马达112旋转并使滚珠螺母132随之旋转时，那么筒管104轴向地前进到图的右侧。而且，由于筒管止挡构件180抵抗轴向移动地被保持在筒管104的螺旋槽130上但可绕其自由旋转，因此筒管止挡构件180也随着筒管104前进而前进。图10(e)示出了与图10(c)相比已经向右前进10mm的筒管。从图10(c)可以看出，由于前进的筒管104，心轴122的头部126已经开始被拉动穿过铆钉124。这是正常铆钉放置过程的一部分。

图10(f)示出了已从其原位位置向右移动20mm的筒管104。可以看出，止挡构件180在旋座148内进一步向右，并且心轴头部126在此已经完全移动穿过远端铆钉124。因此，铆钉在这个阶段已经被放置在工件中。

在正常操作中，滚珠螺母132的旋转计数指示了铆钉124已放置好并且马达112的旋转应被反转以使筒管104返回到其原位位置。然而，如果由于某些原因而未发生这种情况，诸如不能正确地放置远端铆钉124，或者滚珠螺母132的转数的计数不准确，则可能发生图10(g)所示的情况。在该图中可以看出，已经达到了最大向前移动(此处，向图10(d)的筒管原位位置右侧移动25mm)。不仅使卡口凸出部182、184接触它们相应的旋座凸出部176或178(从而防止筒管104进一步前进)，而且离合器142已经通过齿170在齿172上沿斜面移动而脱离，从而防止由马达112施加到滚珠螺母132的任何进一步的驱动扭矩。

根据图13的流程图，如果发生了图10(g)中所示的条件(即，发生了筒管104的完全向前移动或离合器142的脱离)，那么马达使其旋转反向以使筒管104立即返回到其图10(d)的原位位置。

一旦筒管104返回到图10(d)的原位位置(并且假设前一个铆钉124已经被放置好并且例如没有因错误放置而阻塞鼻部卡爪组件110)，那么可以放置被保持在心轴122上的一系列铆钉124中的下一个铆钉。为了开始放置下一个相继的铆钉，工具102的操作者(使旋座148保持设定成第一循环位置)简单地压下触发器108，并且第一循环再次开始，如上所述。

在某个阶段，工具102操作者将希望停止通过使用第一循环来放置铆钉。当被保持在心轴122上的一系列铆钉124全部已放置好时，或者如果需要改变待放置的铆钉的尺寸(例如，改为更大或更小的铆钉)时，将发生这种情况。这将需要通过卡爪150释放心轴122，使得新的(或新加载铆钉的)心轴可以被放置在工具102中。为了释放和更换心轴122，需要将旋座148旋转到其第二位置，在该第二位置处工具以第二循环操作。

一旦将旋座旋转到用于操作第二循环的正确取向，操作者就致动触发器108，这使得马达112旋转，从而使得滚珠螺母132随之旋转，以使筒管104在其向后方向上(向所有附图的左侧)移动。图11(a)示出了第二循环的原位位置。在该实例中，这是与第一循环相同的原位位置，但是并非必须是这种情况。应当理解，第一和第二循环的原位位置可以不同，这取决于工具的内部尺寸和/或心轴的长度。

在图11(a)的原位位置，旋座148中的卡口凸出部182、184位于旋座内套筒186和止挡环188之间的轴向中途位置。止挡环188防止端部止挡构件180在其向后循环期间的任何进一步缩回。

在图11(a)中可以看到，形成在心轴122的近端处的卡爪张开器144位于盒118的界限的右侧和外侧。卡爪张开器144的这种轴向位置意味着作用在卡爪150上的合力是弹簧152所受到的压缩力。该合力使得卡爪150被推动到图的右侧，因此被保持螺母156的锥形渐缩部154径向向内推动，因此将卡爪150夹紧在心轴122的近端上。

还参见图11(c)，可以更详细地看到第二循环的原位位置，同样还示出了鼻部卡爪组件110。本领域技术人员将理解，在第二循环期间，鼻部卡爪组件110的显著特征是其释放心轴122的远端，使得操作者可以通过向图的右侧拉动心轴而从工具取下心轴。如果心轴作为包括卡爪组件110的单个单元被供应，也能够实现这一点。在图11(d)中示出的图11(c)中相应部分每者的放大图示出了处于原始位置并且在第二循环开始时的工具102的主要功能区域。

图11(d)以及图11(e)的那些部分示出了第二循环已经使筒管104与原位位置相比在其向后方向上(向图中的左侧)沿轴向移动了6mm的情形。在此可以看出，当马达112的旋转已经使滚珠螺母132随之旋转时，则筒管104已经轴向向后移动了6mm，并且因此卡爪张开器144已经在盒118的界限内移动并且接触到了可移动卡爪转台160的最前侧(即，右侧)。

如图11(f)所示，在筒管104从其原位位置向左移动10mm的情况下，筒管104的继续向后移动导致弹簧152的压缩力被经由滚珠螺母132的旋转而施加在该弹簧152上的马达112的扭矩克服。在图11(f)的筒管104的这个位置，可以看到，卡爪张开器144已经将卡爪转台160向左移动得够远，以致卡爪150已经沿着渐缩部154径向向外移动到它们现在脱离心轴122的程度。工具102的操作者现在可以取下心轴122。

一旦操作者将新的心轴插入工具102中，他们于是就可以再次致动触发器118以完成第二循环。如从图13的流程图可以看到，这使马达112的旋转方向反转，并因此也使滚珠螺母132的旋转方向反转，以便使筒管104沿轴向向前移动到其原位位置。与第一循环一样，通过计数滚珠螺母132的转数来控制第二循环，无论是为了释放还是重新设置卡爪150。与第一循环一样，在控制误差导致筒管104过度移动(向前或向后)的情况下，离合器142将在可能发生过度扭矩情况之前脱开。

如上所述，在本发明的该实例中，卡爪150是可更换盒118的一部分。在图12中更详细地示出这样的盒。这里可以看出，马达112的输出部是齿轮188，当盒118被放置在工具102中时该齿轮188与齿轮138可操作地接合，以将旋转驱动传递给驱动轴136。可更换卡爪盒118代替内置于工具102中的分立卡爪的好处在于，维修变成简单的操作。例如，如果卡爪遭到磨损，则操作人员需要做的所有工作是操作闩锁190以从工具102上释放盒，借助于手柄192从工具中提出盒，并且用新的盒替换盒118。

现在请看图13的控制/操作流程图，可以看出，如上文参考旋座148的旋转所讨论的，工具102的使用者能够根据旋座的角度取向将循环设定为第一循环(“将工具设定为放置(PLACING)行程”)或第二循环(“将工具设定为尾部卡爪(TAIL JAW)行程”)。例如，如上所述，该循环设定决定于通过哪个微型切换器使电路完整。然而，本领域技术人员将理解，实现所需工具循环设定的任何合适的方式都是有效的。

从前述内容可以理解，在第一循环(从心轴122放置相继的铆钉124)期间，卡爪150的移动是不可能的。换句话说，在整个第一循环期间，卡爪150必须保持在其被夹紧(径向向内)位置。同样地，在第二循环(卡爪释放和重新放置)期间，铆钉心轴104必须不能以铆钉放置循环操作。这意味着第一和第二循环是互斥的，并且一个循环的操作排除另一个循环的操作，直到一个循环完全完成。

本领域技术人员从上文将理解，驱动组件包括获得马达112的旋转输出并将其转换成筒管104的直线轴向移动的所有特征。因此，虽然在以上实例中，驱动组件包括齿轮138、140及其接合的驱动轴136和滚珠螺母132，但是其他部件也可以涉及该驱动的传递。实际上，本领域技术人员将理解，用于获得马达的旋转输出并将其转换成直线筒管移动的替代手段是可能的。例如，齿条和齿轮或同步皮带装置(timing belt arrangement)也将良好地起作用。

在前述内容中，特别是参考图10b，通过波形弹簧(wave spring)偏压离合器142是重要的特征。本领域技术人员将理解，这种向前偏压(即，在正常情况下将离合器142偏压到其接合位置)将通过常规的螺旋压缩弹簧来实现。然而(现在也参考图14)，选择波形弹簧174以便提供优于常规螺旋弹簧的显著优点。具体地，与波形弹簧以及张力/压缩力的损失相关联的重量和空间的节省是本发明的优点。波形弹簧还倾向于提供比螺旋弹簧更一致的弹簧回复率。通过使用多个分离点和接触点(分别为图14中的194和196)来实现重量节省，这些分离点和接触点提供了比提供相同机械张力的螺旋弹簧更大的压缩区域密度。这也准许节省空间，因为每延米的张力因此更大。

在上述内容中，参考了在工具操作期间对滚珠螺母1332的转数进行计数。本领域技术人员将理解，可以采用用于这种计数的任何合适的方法。例如，可以同样良好地采用机械计数器或内嵌在IC中的软件。

特征列表

102 工具

104 筒管

106 手柄

108 触发器

110 鼻部卡爪组件

112 电动马达

114 电池

116 驱动组件

118 卡爪盒

120 切换器

122 心轴

124 铆钉

126 心轴头部

128 心轴端部止挡件

130 筒管外螺旋槽

132 滚珠螺母132

134 驱动组件壳体

136 驱动轴

138 齿轮

140 齿轮

142 离合器

144 卡爪张开器

146 死止挡件

148 旋座

150 盒的卡爪

152 压缩弹簧

154 锥形渐缩部

156 保持螺母

158 卡爪锯齿部

160 卡爪可移动保持件

162 可调节螺帽

164 卡爪盒壳体的前部

166 离合器正齿轮

168 离合器壳体

170 第一组离合器齿

172 第二组离合器齿

174 波形弹簧

176 第一旋座凸出部

178 第二旋座凸出部

180 筒管止挡构件

182 第一筒管止挡构件卡口凸出部

184 第二筒管止挡构件卡口凸出部

186 旋座148内套筒

188 马达输出部齿轮

190 盒闩锁

192 盒手柄

Claims (13)

1.一种紧固件放置工具(102)，用于将一系列紧固件(124)依次地放置到所述工具所应用于的工件中，所述紧固件被保持固定在轴向延伸的心轴(122)上，所述工具包括；

能移动的筒管(104)，所述心轴能插入到所述筒管内，且其中所述筒管相对于所述紧固件的轴向移动实现所述紧固件的放置；

具有多个卡爪(150)的卡爪组件(118)，所述多个卡爪中的每个卡爪能在所述筒管的移动的影响下选择性地移动，以约束所述心轴的轴向移动或从所述卡爪上释放所述心轴；

电动马达(112)，用于提供原动力以选择性地移动所述筒管，以进行i)紧固件放置，或ii)卡爪移动；

驱动组件(136、132、130)，其将所述电动马达的旋转转换成所述筒管的移动，以选择性地进行：放置紧固件或移动所述卡爪；

切换器(148)，其能由所述工具的使用者操作以控制所述电动马达的选择以移动所述筒管，以进行i)紧固件放置，或ii)卡爪移动；

离合器(142)，其选择性地接合或解除从所述电动马达到所述驱动组件的驱动。

2.根据权利要求1所述的紧固件放置工具，其中，所述筒管的移动可以是所述紧固件被放置的第一循环，或者是所述卡爪被移动以约束或释放所述心轴的第二循环，并且所述第一循环和所述第二循环都包括所述筒管的轴向前后移动。

3.根据权利要求2所述的紧固件放置工具，其中，所述切换器的操作决定所述筒管(104)是进行所述第一循环还是所述第二循环。

4.根据权利要求2或3所述的紧固件放置工具，其中，在所述第一循环或所述第二循环中的任一者中，所述离合器(142)能够在所述筒管达到预定移动极限时解除从所述驱动组件(118)到所述筒管的驱动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述离合器(142)是双向离合器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述卡爪组件包括替换盒(118)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述驱动组件包括布置在所述电动马达(112)与所述筒管之间的滚珠螺母(132)，所述滚珠螺母(132)将所述电动马达的旋转输出转换成所述筒管的轴向移动。

8.根据权利要求4或5所述的紧固件放置工具，其中，所述离合器在所述电动马达与所述滚珠螺母(132)之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述筒管(104)包括近端和远端，在所述筒管的近端处形成有卡爪张开器(144)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述筒管包括近端和远端，在所述筒管的远端处形成有用于将所述紧固件从所述心轴传递到工件的鼻部卡爪(110)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述卡爪(150)的选择性移动包括相对于所述心轴的轴向范围的径向移动。

12.根据前述权利要求中任一项所述的紧固件放置工具，其中，所述卡爪的选择性移动是相对于所述心轴的轴向移动。

13.根据权利要求5所述的紧固件放置工具，其中，所述离合器被波形弹簧(174)朝向所述离合器的接合位置偏压。

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