SE448353B

SE448353B - APPLICATION FOR APPLICATION OF A FASTENER

Info

Publication number: SE448353B
Application number: SE8004070A
Authority: SE
Inventors: W J Smith
Original assignee: Huck Mfg Co
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1987-02-16
Also published as: PH17366A; IT1166401B; DE3020471C2; AU543157B2; MX151339A; DE3020471A1; ES286381U; GB2050907B; NL8003181A; CH638874A5; KR830002580A; ZA803190B; JPS639126B2; ES286381Y; AU5887080A; IT8048826A0; FR2457746B1; NZ193849A; DE8014445U1; FR2457746A1

Description

448 353 2 Vidare hålles normalt sådana klokonstruktioner stängda lst ett fjäderbelastat kloföljaraggregat. För införande av ålunda fjäderbelastningen övervinnas, made tappen i klorna måste s medan klorna föres axiellt bakåt och radiellt utåt. Vid vissa sammansättningsoperationer kan sådana införingsbelastningar vara i icke önskvärd mån höga. 448 353 2 Furthermore, such claw constructions are normally kept closed by a spring-loaded claw follower assembly. For insertion of the thus spring load is overcome, made the pin in the claws must s while the claws are moved axially backwards and radially outwards. In some assembly operations, such insertion loads may be undesirably high.

Exempelvis synes införingsbelastningsstorleken ökas av fästdon, där de spår, som skall gripas på tappen, är relativt djupa. En sådan fästdonskonstruktion visas och beskrives i svenska patentet 79 05170-2 (429 677), ingivet den l2 juni 1979. Vid sådana fästdon kan den ena av klorna permanent föras från det korrekta läget, så att verktyget måste tagas isär och klon åter placeras på korrekt sätt. Vidare kan ibland, med den senare typen av fästdon, tappen brytas över fler än ett spår, vilket medför att avfallsmaterial av relativt liten storlek föres in i verktyget. För konventionella verktygskonstruktio- ner erbjuder det stora antalet inbördes oberoende rörliga delar en miljö, i vilken avfallsmaterialet kan fastna och till slut medföra att verktyget försättes ur funktion eller att dess arbetssätt allvarligt försämras. Såsom visas i ovannämnda patent innefattar fästdonet en tapp med ett flertal spår och därmed förbundna krön. Spåren och krönen utgör i huvudsak identiska, ringformiga, kombinerade lås- och brytnacksspår, som bildas av samverkande sidoväggar, vilka konvergerar till en del av vald konkav radie. Denna del med konkav radie har en storlek, som valts för att ge en på förhand bestämd belast- ningskoncentration för underlättande av bristning vid ett valt spår nära ytteränden av en därmed förbunden krage.For example, the insertion load size appears to be increased by fasteners, where the grooves to be gripped on the pin are relatively deep. Such a fastener construction is shown and described in Swedish patent 79 05170-2 (429 677), filed June 12, 1979. In such fasteners, one of the claws can be permanently moved from the correct position, so that the tool must be disassembled and the clone re-placed on correct way. Furthermore, with the latter type of fastener, the pin can sometimes be broken over more than one groove, which means that waste material of relatively small size is introduced into the tool. For conventional tool constructions, the large number of mutually independent moving parts offers an environment in which the waste material can get stuck and eventually lead to the tool being put out of action or to its working methods being seriously impaired. As shown in the above-mentioned patent, the fastener comprises a pin with a plurality of grooves and associated crowns. The grooves and the crown form essentially identical, annular, combined locking and breaking neck grooves, which are formed by cooperating side walls, which converge to a part of the selected concave radius. This part with a concave radius has a size chosen to give a predetermined load concentration to facilitate rupture at a selected groove near the outer end of a collar connected thereto.

Enligt föreliggande uppfinning är, vid en apparat av inledningsvis nämnt slag, chuck-klorna individuellt fastsatta vid den inre hylsans främre ände under elastisk spänning så att klorna normalt hålls i ett radiellt öppet läge och så att Chuck-klorna även fasthålles mot axiell rörelse i förhållande till varandra i och för att bibehålla tänderna på respektive klor i radiell inriktning med varandra, varvid klorna och den inre hylsan är fria att röra sig i axiell led inuti urborr- ningen i den yttre hylsan mellan den koniska urborrningsdelen :__-n __,,_. ~ v 448 353 3 och stopporgan vid den bakre änden av den axiella urborr- ningen.According to the present invention, in an apparatus of the kind mentioned in the introduction, the chuck claws are individually attached to the front end of the inner sleeve under elastic tension so that the claws are normally kept in a radially open position and so that the chuck claws are also held against axial movement relative to to each other in order to maintain the teeth of the respective claws in a radial direction with each other, the claws and the inner sleeve being free to move in the axial direction inside the bore in the outer sleeve between the conical bore part: __- n __ ,, _. ~ v 448 353 3 and stop means at the rear end of the axial bore.

I enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfin- ning är vidare längden av den axiella rörelse för klorna som bestämts av den koniska urborrningen samt stopporgan vid den axiella urborrningens bakre ände, approximativt det axiella avståndet mellan de intill varandra liggande spåren hos tappen som står i ingrepp med klorna. Lämpligtvis är den inre hylsan tillverkad av elastomermaterial.Genom det elastiska stödet för klorna hålls de i ett på förhand valt öppet läge, vari- genom införingsbelastningarna minimeras. Eftersom antalet delar är avsevärt reducerat blir sannolikheten för att verk- tyget låses till följd av avfallsmaterial, liten.According to an embodiment of the present invention, furthermore, the length of the axial movement of the claws determined by the conical bore and stop means at the rear end of the axial bore is approximately the axial distance between the adjacent grooves of the engaging pin with the claws. Conveniently, the inner sleeve is made of elastomeric material. Through the elastic support for the claws, they are kept in a preselected open position, thereby minimizing the insertion loads. Since the number of parts is considerably reduced, the probability of the tool being locked as a result of waste material becomes small.

Sålunda ger tillsammans verktyget och fästdonet enligt ämnda patentansökan ett effektivt fästsystem. Det torde kan utnyttjas med fästdon ovann emellertid observeras, att verktyget av annan konstruktion.Thus, together, the tool and the fastener according to the said patent application provide an effective fastening system. It should be possible to use fasteners above, however, it should be noted that the tool is of a different construction.

Uppfinningen förklaras närmare i det ning till bifogade ritningar.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig l är en längdvy, som med vissa delar framställda i snitt, visar ett verktyg enligt uppfinningen, innan verktyget följande med hänvis- anbringas på fästdonet, fig 2 är en liknande vy, som visar verktyget anbragt vid fästdonet men innan verktyget påverkats, fig 3 är en liknande längdvy, som visar verktyget och fästdonet med verktyget påverkat och i dess andra dragmoment, varvid fästdonet i huvudsak anbragts, och fig 4 visar ett snitt genom verktyget enligt fig 1 i huvudsak i planet 4-4 i fig 1.Fig. 1 is a longitudinal view, which with certain parts made in section, shows a tool according to the invention, before the tool is subsequently applied to the fastener, Fig. 2 is a similar view, which shows the tool mounted on the fastener but before the tool has been actuated, Fig. 3 is a similar longitudinal view showing the tool and fastener with the tool actuated and in its second torque, the fastener being substantially positioned, and Fig. 4 showing a section through the tool of Fig. 1 substantially in the plane 4-4 in Fig. 1.

Figurerna visar ett dragpistolnggregat 10 innefattande ett dragpistolelement 12 (delvis visat med brutna linjer), som medelst ett nosaggregat 14 kan bega fästdon 16. Fästdonet 16 innefattar en tapp 20, vilken är anordnad att stukas på tappen, varvid tappen är ad i i linje med varandra varande hål i ett par arbets- gnas för anbringning av ett 18 och en krage place: stycken 22 och 24. Dragpistolelementet 12 kan vara av konven- tionell typ, vilken kan anbringa en relativ axiell kraft, exempelvis enligt den amerikanska patentskriften 2 132 ll2. ll i 448 353 4 Nosaggregatet 14 innefattar ett i huvudsak rörformigt, yttre städ 26 med en axiell urborrning 27 och med radiella klackar 28 intill den ena änden för låsingrepp med den mot- tagande änden av pistolelementets 12 hölje på inom tekniken känt sätt. I detta avseende kan klackarna 28 åstadkommas genom en separat kombination av ring och spår.The figures show a draft gun assembly 10 comprising a draft gun element 12 (partly shown in broken lines), which by means of a nose assembly 14 can move fasteners 16. The fastener 16 comprises a pin 20, which is arranged to be sprained on the pin, the pin being in line with each other holes in a pair of workpieces for mounting an 18 and a collar place: pieces 22 and 24. The draft gun member 12 may be of the conventional type, which may apply a relative axial force, for example according to U.S. Pat. No. 2,132,122. The nose assembly 14 includes a generally tubular outer anvil 26 with an axial bore 27 and with radial lugs 28 adjacent one end for locking engagement with the receiving end of the housing of the gun member 12 in a manner known in the art. In this regard, the lugs 28 can be provided by a separate combination of ring and groove.

Det yttre städets 26 främre ände tillslutes partiellt av täddel 30 med en stukningsurborrning 32. Det torde obser- veras, att vid vissa konstruktioner en separat städdel kan utnyttjas (såsom visas i ovan angivna svenska patent). Stuk- ningsurborrningen 32 kan ges olika former för underlättande av stukningen.The front end of the outer anvil 26 is partially closed by the anvil part 30 with a upset bore 32. It should be noted that in some constructions a separate anvil part can be used (as shown in the above-mentioned Swedish patents). The upsetting bore 32 can be given various shapes to facilitate upsetting.

En i huvudsak rörformig hylsa 34 med en axiell urborrning 36, vilken är innergängad vid sin bakre del 38, är glidbart anordnad i det yttre städet 26. Den bakre delen 38 är i gäng- (delvis visad) SRS ingrepp med en gängad del 40 av en kolvstång hos dragpistolelementet 12. Hylsans 34 främre ände har en axiellt utåt, radiellt inåt avsmalnande urborrning 42, vilken vid den större änden avslutas med en urborrningsdel 44 av större diameter.A substantially tubular sleeve 34 with an axial bore 36, which is threaded inwardly at its rear portion 38, is slidably disposed in the outer anvil 26. The rear portion 38 is in threaded (partially shown) SRS engagement with a threaded portion 40 of a piston rod of the draft gun member 12. The front end of the sleeve 34 has an axially outwardly, radially inwardly tapered bore 42, which at the larger end terminates with a bore portion 44 of larger diameter.

Ett enhetligt aggregat av klo och följare 46 är glidbart anordnat i hylsan 34 och innefattar ett flertal kloelement 48, som vid sina bakre ändar är fästade vid den främre ytan på en i huvudsak rörformig elastomerhylsa 50. Kloelementens 48 ytterytor bildar en stympat konisk lutande yta, vilken passar i den avsmalnande urborrningen 42.A unitary assembly of claw and follower 46 is slidably disposed in the sleeve 34 and includes a plurality of claw members 48 which are attached at their rear ends to the front surface of a generally tubular elastomeric sleeve 50. The outer surfaces of the claw members 48 form a frustoconical inclined surface. which fits into the tapered bore 42.

Vid en utföringsform av uppfinningen kan elastomerelemen- tet 50 bestå av en böjlig uretankonstruktion. Kloelementen 48 (som vid en utföringsform är tre till antalet) kan bindas vid hylsan 50 såsom ett separat steg, eller kan de bindas sam- tidigt med framställningen av elastomerelementet 50, då en uretankonstruktion tillämpas. Kloelementens 48 bakre ändar kan vara försedda med inskärningar, spår eller räfflor för ökande av ytarean och för att därigenom förstärka förbandet med hylsan 50. Kloelementen 48 binds sålunda vid hylsan 50 som genom sin elastiska beskaffenhet åstadkommer den eftergivliga rörligheten för kloelementen 48 i förhållande till hylsan 50, så att se i snbrsgt skick kan röra sig radient på ett oftar- É a i i j? , . i WR' 448 353 5 givligt sätt. Det torde observeras, att eftersom elementet 50 är elastomeriskt, kan kloelementen 48 i viss mån röra sig axiellt på eftergivligt sätt.In one embodiment of the invention, the elastomeric element 50 may consist of a flexible urethane structure. The claw members 48 (which in one embodiment are three in number) may be bonded to the sleeve 50 as a separate step, or they may be bonded simultaneously with the fabrication of the elastomeric member 50 when a urethane structure is applied. The rear ends of the claw elements 48 may be provided with notches, grooves or grooves for increasing the surface area and thereby strengthening the connection with the sleeve 50. The claw elements 48 are thus bonded to the sleeve 50 which by their elastic nature provides the resilient mobility of the claw elements 48 relative to 50, so that seeing in snbrsgt condition can move radiant on a oftar- É aiij? ,. in WR '448 353 5 given way. It should be noted that since the member 50 is elastomeric, the claw members 48 may move axially to some extent resiliently.

Kloelementen 48 har ett flertal tänder 52 för gripande av tappens 18 spår. Det torde observeras, att tänderna 52 har en form liknande tappens 18 spår och i huvudsak komplementär till dessa. Anbragta vid hylsan 50 placeras varje kloelements 48 tänder 52 och hålles de axiellt i linje med de övriga klo- elementens 48 tänder. Eftersom relativ axiell rörelse mellan kloelementen 48 förhindras av hylsan 50, förhindras i huvudsak axiell felinställning mellan tänderna 52, varigenom i huvudsak korrekt ingrepp mellan tappens 18 tänder och alla kloelemen- tens 48 tänder 52 tillförsäkras.The claw members 48 have a plurality of teeth 52 for gripping the grooves of the pin 18. It should be noted that the teeth 52 have a shape similar to the grooves of the pin 18 and substantially complementary thereto. Mounted at the sleeve 50, the teeth 52 of each claw member 48 are placed and held axially aligned with the teeth of the other claw members 48. Since relative axial movement between the claw members 48 is prevented by the sleeve 50, substantially axial misalignment between the teeth 52 is prevented, thereby ensuring substantially correct engagement between the teeth 18 of the pin 18 and all teeth 52 of the claw member 48.

Det är önskvärt, att kloelementen 48 icke hålles stängda under hög förbelastning. I detta syfte kan enligt föreliggande uppfinning kloelementen 48 via den böjliga förbindelsen med hylsan 50 placeras på så sätt, att i det icke belastade, icke påverkade tillståndet kloelementen i allmänhet är öppnade, dvs radiellt på avstånd från varandra, varigenom klotändernas 52 krön bestämmer en införingsdiameter D. Diametern D är något mindre än kröndiametern D1 på tappen 18, varigenom ett på för- hand valt minsta negativt spel erhålles. Storleken av detta negativa spel väljes så, att man erhåller minimal införings- kraft, då dragpistolen 12 anbringas på tappen 18 och så att samtidigt tillräckligt negativt spel under det inledande gripandet tillförsäkras. Det inledande gripandet av tappen 18 sker, då dragpistolaggregatet 10 påverkas att föra hylsan 34 bakåt i förhållande till det yttre städet 26, vid vilken tid- punkt den avsmalnande urborrningen 42 kommer till beröring med kloelementens 48 stympat koniska yta. Det inledande gripandet eller det negativa spelet måste vara tillräckligt för att hålla klon och följaraggregatet 46 vid tappens 18 spår, så att klorna 48 icke glider av tappen 18. Fortsatt relativ rörelse bakåt för hylsan 34 medför, att kloelementen 48 rör sig framåt (relativt) och in i den avsmalnande urborrningen 42, varvid kloelementen 48 bringas att intaga sina helt tillslutna lägen, varigenom gripandet av tappen 18 fullbordas. Ytterligare för- flyttning av hylsan 34 och klo- och följaraggregatet 46 i för- 1 serves... tåla? *Vi v M1 l 448 353 6 hållande till det yttre städet 26 medför anbringandet av den önskade relativa axiella kraften mellan tappen 18 och kragen 20 och i att fästdonet 16 anbringas. Om dragpistolens 12 slag äckligt för att helt anbringa fästdonet 16, medför är otillr dvs fram- och återgång dess fortsatta påverkan en andra cykel, av hylsan 34 och klo- och följaraggregatet 46, varigenom tappen 18 gripes närmare kragen 20 (fig 3). Sedan fästdonet l6 anbragts, avskiljes tappen l8 vid ett av spåren nära kragens 20 ände. Den avskilda delen av tappen l8 föres genom drag- pistolen 12 via hylsan 50 för utkastning genom bakre änden av dragpistolen lg.It is desirable that the claw members 48 not be kept closed under high preload. To this end, according to the present invention, the claw elements 48 can be placed via the flexible connection to the sleeve 50 in such a way that in the unloaded, unaffected state the claw elements are generally opened, i.e. radially spaced apart, whereby the crown of the claw teeth 52 determines an insertion diameter. D. The diameter D is slightly smaller than the crown diameter D1 on the pin 18, whereby a preselected minimum negative clearance is obtained. The magnitude of this negative play is chosen so as to obtain minimal insertion force when the traction gun 12 is applied to the pin 18 and so that at the same time sufficient negative play during the initial gripping is ensured. The initial gripping of the pin 18 occurs when the traction gun assembly 10 is actuated to move the sleeve 34 backward relative to the outer anvil 26, at which time the tapered bore 42 contacts the truncated conical surface of the claw members 48. The initial grip or negative play must be sufficient to hold the claw and follower assembly 46 at the groove 18 of the pin 18 so that the claws 48 do not slide off the pin 18. Continued relative backward movement of the sleeve 34 causes the claw members 48 to move forward (relatively). and into the tapered bore 42, causing the claw members 48 to assume their fully closed positions, thereby completing the gripping of the pin 18. Further movement of the sleeve 34 and the claw and follower assembly 46 in the supply 1 can withstand ... withstand? * Holding M1 1 448 353 6 to the outer anvil 26 results in the application of the desired relative axial force between the pin 18 and the collar 20 and in the attachment of the fastener 16. If the stroke of the traction gun 12 is disgusting to fully attach the fastener 16, the reciprocating action of the sleeve 34 and the claw and follower assembly 46, i.e. the pin 18, is gripped closer to the collar 20 (Fig. 3). After the fastener 16 is fitted, the pin 18 is separated at one of the grooves near the end of the collar 20. The separated portion of the pin 18 is passed through the pull gun 12 via the sleeve 50 for ejection through the rear end of the pull gun 1g.

För erhållande av minimala införingsbelastningar med tillräckligt spel för det inledande gripandet är det önskvärt, att kröndiametern D på klorna 48 är sådan, att vid det in- ledande gripandet tänderna 52 placeras vid ungefärligen halva djupet av tappens l8 spår, dvs medeldiametern mellan spåren och de därmed förbundna åsarna på tappen l8 (fig 2L Det torde observeras, att vid konstruktionen enligt fig l-3, kan aggregatet 46 flyta fritt, dvs röra sig axiellt i hylsan 34 mellan kolvstångens gängade del 40, som erbjuder stopporgan vid den axiella urborrningens 36 bakre ände, samt den avsmalnande urborrningen 42. Detta medger en viss grad av rörelse radiellt utåt för kloelementen 48, varigenom tappen 18 kan införas genom öppningen (diametern D) med en spärrhaks- verkan. Emellertid föredrages, att beloppet av klo- och följaraggregatets 46 axiella förflyttning begränsas till att icke uppgå till mer än cirka ett delningssteg, P, för tappens 18 spår. Denna begränsning för den axiella rörelsen anordnas för att minska reduktionen i nosaggregatets 14 gripförmåga, dvs den minimilängd av tappen 18, som erfordras för tillåtande av kloelementen 48 att gripa. Den axiella rörelsemånen kan minskas, då hylsans 50 böjlighet är tillräcklig för medgivande av kloelementens 48 nödvändiga rörelser.In order to obtain minimum insertion loads with sufficient clearance for the initial gripping, it is desirable that the crown diameter D of the claws 48 be such that at the initial gripping the teeth 52 are placed at approximately half the depth of the groove 18 grooves, i.e. the average diameter between the grooves and the grooves. It is to be noted that in the construction according to Figs. 1-3, the assembly 46 can flow freely, i.e. move axially in the sleeve 34 between the threaded part 40 of the piston rod, which offers stop means at the rear of the axial bore 36. end, and the tapered bore 42. This allows a certain degree of movement radially outwards for the claw elements 48, whereby the pin 18 can be inserted through the opening (diameter D) with a ratchet action, however, it is preferred that the amount of the claw and follower assembly 46 be displacement is limited to not more than about one pitch step, P, for the grooves of the pin 18. This limitation for the axial movement is arranged to reduce the reduction in the gripping ability of the nose assembly 14, i.e. the minimum length of the pin 18 required to allow the claw elements 48 to grip. The axial moment of movement can be reduced, when the flexibility of the sleeve 50 is sufficient to allow the necessary movements of the claw elements 48.

Eftersom hylsan 50 är elastisk medges avböjning för klo- elementen 48 samt erhålles en stötabsorberande funktion, då tappen brytes. Eftersom hylsan 50 i huvudsak sträcker sig över längden av hylsurborrningen 36 kan den del av tappen 18, som avskiljs: vid tappens brytning och det härvid erhållna f 448 353 7 avfallsmaterialet, som medföres av den avbrutna tappdelen eller på annat sätt placeras i hylsan 50, utstötas, varigenom sannolikheten för att nosaggregatet 14 fastnar, minskas. '_ .ﬂënïrSince the sleeve 50 is elastic, deflection of the claw elements 48 is allowed and a shock-absorbing function is obtained when the pin is broken. Since the sleeve 50 substantially extends over the length of the sleeve bore 36, the part of the pin 18 which is separated: at the breaking of the pin and the waste material thus obtained, which is carried by the broken pin part or is otherwise placed in the sleeve 50, is expelled, thereby reducing the probability of the nose assembly 14 getting stuck. '_ .ﬂ ënïr

Claims

448 353 s PATENT REQUIREMENTS

An apparatus for mounting a fastener (16) comprising a pin (18) having a head and a shaft and a plurality of grooves therein and a collar (20) arranged to be placed over the shaft of the pin for co-operation with the pin for fastening a fastener. plurality when applying a relative axial, the apparatus comprising workpieces (22, 24) force between the pin and the collar. a substantially tubular anvil (26) having an opening through a front portion thereof for applying a component of the relative axial force to the collar, an outer sleeve (34) slidable in the anvil and having an axial bore (36) which at the front end terminates with a conical bore part (42), a plurality of chuck claws (48) forming a frustoconical outer surface which is arranged to substantially fit into the conical bore of the outer sleeve, each claw having an inner surface with a plurality of teeth thereon arranged to engage at least a portion of the groove of the pin upon axial movement of the chuck claws relative to the conical bore of the outer sleeve, and an inner sleeve (50) slidable in the axial bore ( 36) and which at its front end is in contact with the rear portions of the chuck claws (48), the inner sleeve (50) and the chuck claws (48) being movable in the axial direction within the axial bore (36) of a first closed position in which the claws engages the conical bore (42) and is radially closed therefrom and a second open position in which the claws are in a radially open condition, characterized in that the chuck claws (48) are individually attached to the inner sleeve (50) front end under elastic tension so that the claws are normally held in a radially open position and so that the chuck claws are also held against axial movement relative to each other in order to maintain the teeth of the respective claws in radial alignment with each other, the claws (48) and the inner sleeve (50) is free to move axially within the bore (36) in the outer sleeve (34) between the conical bore portion (42) and stop means (40) at the rear end of the axial bore (36L). f I l -'- -f ﬁ eaaiš- ﬁ ísaf; 4. 1 »» i a <. _ J: 448 353 9

Apparatus according to claim 1, characterized in that the axial movement of the lengths of the claws (48) and the inner sleeve (50) is approximately equal to the axial distance between adjacent grooves of the pin (18) engaging the claws.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the inner sleeve (50) has substantially the same longitudinal extent as the axial bore (36) of the outer sleeve (34).

Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inner sleeve (50) is made of elastomeric material.

Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the open position of the claws (48) the teeth (52) delimit an opening of minimum diameter. which is smaller is the diameter of the axes between the grooves of the pin and larger than the diameter of the bottom of the grooves, thereby reducing the loads required to insert the pin into the claws, while obtaining sufficient negative clearance to prevent the claws from sliding off the pin during relative movement between the outer sleeve (34) and the claws.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the minimum diameter approximately corresponds to the average diameter between the diameter of the bottom of the groove and that of the ridges connected thereto. | i i> I.