TWI220915B - Washer, fastener provided with a washer, method of and power tool for fastening objects - Google Patents

Description

1220915 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種墊圈、一種具有墊圈之扣件、以及扣 接物件的方法和動力工具。 (二） 先前技術 習知上以動力工具將物件彼此扣接在一起，其使用一個 扣件具有多元件之置換螺帽，例如包括有內套筒、外套筒 ’以及一個墊圈。此種置換螺帽被揭示在本發明者之專利 No .5, 34 1，5 60中。另一種置換螺帽被揭示於本發明者之專 利No· 6 ,2 54, 3 23中，其中一個螺栓具有栓槽在其上螺紋下 方，墊圈即被非轉動地連接到此，並且螺栓亦具有嚙合裝 置用來施加反作用力，而同一螺栓之作用力將螺帽轉動在 螺栓螺紋及墊圈面上。在上述兩個專利所揭示的扣件中， 其共同特徵爲一個工具之作用力及反作用力之使用，動力 工具上之反作用力臂之消除，扭矩轉換成無扭力之螺栓拉 伸’以及首次獲得所要的殘留螺栓負荷而非扭矩，殘留螺 栓負荷乃根據計算之摩擦而非根據實際摩擦或張力而估算 ，當力量從拉伸之螺栓傳送到手扣接螺帽之時，其乃根據 估計的螺栓鬆弛。 一個解決方案被揭示在本發明者之專利申請案 Νο·1〇/〇1〇,377中。在此專利申請案中提案有一種墊圈， 其具有第1承載表面位於一個軸向側上，並且用來與螺帽 -5 - 1220915 合作，第2承載表面在另一軸向側，其被用來與一個物件 合作，至少一個第3抗轉動表面，其被用來與螺栓之螺紋 合作，使得當螺帽以一個已知力量沿一個方向轉動，且墊 圈之本體在相反方向上接受一個已知力量之時，僅螺帽轉 動而扣接或放鬆螺栓，並且墊圈之本體仍保持靜止不轉， 而螺栓在一個軸向上被拉伸或放鬆。但是，其可在製造上 改進得更容易，以減少其製造成本。 (三）發明內容

從而針對上述具體問題提出另一個解決方案，本發明之 一個目的在提供一種墊圈、具有墊圈之扣件、以及以使用 墊圈來扣接物件的方法及動力工具。

在保有這些以及隨後將明顯之其他目的之下，本發明之 一個特徵，簡言之，在於一種墊圈，其包括有一個本體， 其具有一個軸心，並且在一個軸向側具有第1承載表面， 其被用來與螺帽合作，在另一軸向側之第2承載表面，其 被用來與一個物件合作，至少一個第3抗轉動表面，其被 用來與螺栓之螺紋合作，以及配置至少一個破裂點，使得 當螺帽被轉動而轉動螺栓之時，墊圈可停止螺栓之轉動， 因而螺帽可在螺栓上造成一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸 ，並且對墊圈施加一個軸向力，其可破壞該沿軸向被拉伸 之墊圈之本體的一部份，並且當螺栓拉伸時可使該墊圈之 該本體的一部份在軸向上被拉起。 本發明之另一個特徵在於一種扣件，其被用來連接構成 一個物件之兩個零件，該扣件包括有一個具有螺紋之螺栓 -6- 1220915 ;一個可螺鎖在該螺栓上之螺帽；以及一個被施加到螺帽 與物件之間的墊圏，其包含有一個本體，其具有一個軸心 ，並且在一個軸向側具有第1承載表面，其被用來與螺帽 合作，在另一軸向側之第2承載表面，其被用來與一個物 件合作，至少一個第3抗轉動表面，其被用來與螺栓之螺 紋合作，以及配置至少一個破裂點，使得當螺帽被轉動而 轉動螺栓之時，墊圈可停止螺栓之轉動，因而螺帽可在螺 栓上造成一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸，並且對墊圈施 加一個軸向力，其可破壞該沿軸向被拉伸之墊圈之本體的 一部份，並且當螺栓拉伸時可使該墊圈之該本體的一部份 在軸向上被拉起。

本發明之更另一個特徵在於一種使一個物件之至少兩個 零件彼此組合之方法，其特徵爲包括有下列步驟：將一個 具有螺紋之螺栓插入零件中，使螺栓之自由端向外延伸到 超過零件之一側；將墊圏置於該螺栓之該自由端上；使一 個螺帽螺鎖到該螺栓之自由端，以抵住該墊圈；置入一個 動力工具，並以動力工具上之可轉動元件連接到螺帽而轉 動螺帽，以扣接或放鬆螺栓，並且施加動力工具上之一個 非轉動元件到墊圏，以吸收反作用力；以及在墊圏之本體 上配置至少一個破裂點，使得當螺帽被轉動而轉動螺栓之 時，該墊圈可停止螺栓之轉動，因而螺帽可在螺栓上造成 一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸，並且對墊圏施加一個軸 向力，其可破壞該沿軸向被拉伸之墊圈之本體的一部份， 並且當螺栓拉伸時可使該墊圈之該本體的一部份在軸向上 - 7- 1220915 被拉起。

依照本發明之更另一個特徵’一種用來扣接零件以形成 一個物件用之動力工具被提出，其包括有：一個外殼，其 設置有非轉動元件；一個在該外殼中之動力驅動器，其可 驅動一個可轉動驅動元件；一個扣件部，其包含有一個具 有螺紋之螺栓，並且可插入形成物件之部份上，一個螺帽 可螺鎖到該螺栓上，並且與該驅動元件合作，以及一個被 施加到螺帽與物件之間且與該外殼之該元件合作的墊圈， 該墊圈具有一個軸心，並且在一個軸向側具有第1承載表 面，其被用來與螺帽合作，在另一軸向側之第2承載表面 ，其被用來與一個物件合作，至少一個抗轉動表面，其被 用來與螺栓之螺紋合作，因而當該螺帽被該驅動元件轉動 而轉動該螺栓之時，該墊圈之該本體可被該非轉動元件所 挾持，並且停止該螺栓之轉動，因而螺帽可在螺栓上造成 一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸，並且對墊圈施加一個軸 向力，其可破壞該沿軸向被拉伸之墊圈之本體的一部份， 並且當螺栓拉伸時可使該墊圈之該本體的一部份在軸向上 被拉起。 依照本發明之一個實施例，該墊圈本體可被形成爲可防 止最初與螺栓嚙合之另一部份的軸向位移，並且隨後該部 份中之一個在反應於螺栓拉伸而施加之軸向力的作用下破 裂。 ， 依照本發明之另一個特徵，墊圈本體可被形成爲一件式 之一體元件，其在隨後在反應於螺栓拉伸而施加之軸向力 -8 - 1220915 的作用下於破裂點產生破裂。 被認爲是本發明特徵之新穎特性尤其被記載在附屬申請 專利範圍中。但是，本發明本身在其構造及操作方法，以 及額外之目的及優點將可從具體實施例，參照其附圖而更 了解之。 (四）實施方式 第1圖顯示有本發明之墊圈，其整體以符號1表示。繁 圈1具有一個本體2。墊圈1之本體2具有第1承載表面3 ，其被用來與螺帽合作；以及第2承載表面4,其被用來 與一個物件合作，此物件可被形成爲彼此待組合之兩個零 件；以及至少一個抗轉動表面5。 第1及第2承載表面3，4彼此在軸向上隔開，換言之， 在軸心A”之方向隔開。至少一個第3抗轉動表面5位於墊 圈1之本體2之徑向往內之處。第3抗轉動表面5被形成 爲，例如在抗轉動表面5上設置一個對應螺紋6，而與螺 栓之螺紋嚙合或楔入。 如第1圖中所顯示者，墊圏1之本體2包括有兩個部份 7及8成徑向地彼此相鄰，使部份7在部份8之徑向往內 之處。具有螺紋6之抗轉動表面5被徑向往內地設置在部 份7上。部份8具有突出部9，其位於部份7上方，並且 可防止部份7之往上位移。但是，突出部9被設計成可在 軸向往上方向中之某個力的作用下破裂。部份7可以事先 酋己合，隆起，栓槽或其他抗轉動地與部份8連接。 第2圖顯示一個具有墊圏之扣件，以及施加到扣件之工 -9- 1220915 具。扣件具有螺帽1 0，其有內螺紋1 1。扣件另外具有螺栓 1 2，其有外螺紋1 3並且有一個軸心Α2。螺帽1 Q具有下承 載表面14，其可被置於墊圈丨之本體2的第1承載表面3 上。螺栓1 2之外螺紋1 3可與螺帽1 〇之內螺紋1 1嚙合， 並且亦可與墊圈丨之本體2的內螺紋6嚙合。 本發明之動力工具15被顯示在第2圖中。動力工具有一 個外殻2 0以及一個動力驅動器2 1。動力驅動器可被形成 爲’例如氣缸-活塞單元，其包括有氣缸24及活塞25，活 塞可在氣缸中移動並且具有活塞桿26。活塞桿26及其活 塞2 5之往復運動經由至少一個驅動板2 7而被轉換成一個 棘輪28之轉動，驅動板27設置有一個可與棘輪28嚙合之 爪’其在圖中未被顯示。一個驅動元件1 6 —方面連接到一 個可旋轉棘輪，另一方面與螺帽1 〇嚙合。爲了提供這個嚙 合，驅動元件1 6之內表面可設置有連接裝置，例如形成爲 多邊形內表面等。一個非轉動元件1 7被連接到靜止之外殻 20 ’以吸收在驅動元件轉動時產生的反作用力。非轉動元 件1 7可與墊圈1之本體2啣合，以防止其繞軸心A1及Α2 轉動，當扣件被組合之時，軸心A1可與軸心A 2彼此吻合 。爲了與墊圏啣合，非轉動元件1 7設置有被形成爲多邊形 內表面等之連接裝置。 具有墊圈之扣件被提供用來將一個物件1 8扣接，尤其將 物件1 8之零件1 9與1 9 ’彼此組合。 如第2圖所顯示，當動力工具1 5被置於扣件上，以扣接 或放鬆螺帽之時，連到螺帽1 0之驅動元件1 6將螺帽1 〇轉 -10- 1220915 須了解，每個上述之元件，或兩或三個一起，亦可在與 上述型式不同之其他種類構造中發現有用的應用。 雖然本發明已經以墊圈、具有墊圈之扣件、以及使用塾 圈而用來扣接物件的方法及動力工具的實施例而說明，但 是本發明並非限制於顯示之細節，因爲在不違離本發明精 神之下，可有許多修改及結構變更。 不須更進一步之分析，上述已完全地揭示了本發明的精 髓’因而他人可應用目前知識而隨即將其不遺漏其特性地 應用到許多方面’由先前技術之立場觀之，這些特性可十 足地構成本發明具體方面之主要特徵。 申請專利範圍如附件所述。 (五）圖示簡單說明 第1圖爲顯示本發明之墊圈之圖； 第2圖爲顯示一個具有墊圈之扣件以及施加到扣件之工 具之圖，並且顯示本發明之扣接方法； 第3圖爲顯示本發明之墊圈之另一個實施例之圖。 元件符號 一覽 表 1 墊 圈 1 9 墊 圈 2 本 體 2， 本 體 3 第 1 承 載 表 面 4 第 2 承 載 表 面 5 抗 轉 動 表 面 - 1 2 - 1220915 6 螺紋 6， 螺紋 7，8 部份 7,，8’ 部份 9 突出部 10 螺帽 11 內螺紋 12 螺栓 13 外螺紋 15 動力工具 16 驅動元件 17 非轉動元件 18 物件 19 ， 199 零件 20 外殻 21 動力驅動器 24 氣缸 25 活塞 26 活塞桿 27 驅動板 28 棘輪 A，， 軸心 A2 軸心

Claims (1)

1220915 / Λ —拾、申請專利範圍

第9 2 1 0 6 1 9 1號「墊圈、具有墊圈之固定器、以及用於將物 品固定住的方法和動力工具」專利案 (9 3年5月修正） 1 ·—種塾圈’其包括有一·個本體’其具有一個軸心，並且 在一個軸向側具有第1承載表面，其被用來與螺帽合作 ，在另一軸向側之第2承載表面，其被用來與一個物件 合作，至少一個第3抗轉動表面，其被用來與螺栓之螺 紋合作，該本體配置至少一個破裂點，使得當螺帽被轉 動而轉動螺栓之時，該墊圈之該本體可停止螺栓之轉動 ，因而螺帽可在螺栓上造成一個拉力，使螺栓在軸向上 拉伸，並且對該墊圈之該本體施加一個軸向力，其可破 壞該墊圈之該本體的一部份，並且當螺栓拉伸時可使墊 圈之該本體的一部份在軸向上被拉起。 2 .如申請專利範圍第1項之墊圈，其中該本體具有兩個部 份，其被配置成一個部份在最初可防止與螺栓嚙合之另 一部份的軸向位移，並且隨後該一個部分在軸向力之作 用下被破裂。 3 .如申請專利範圍第1項之墊圈，其中該本體被形成爲一 件式之一體元件，其在隨後在軸向力之作用下於破裂點 被破裂。 4 . 一種扣件’其用來連接構成一個物件之兩個部份’其包 括有一個具有螺紋之螺栓；一個可螺鎖在該螺栓上之螺 -1 一 1220915

帽；以及一個被施加在螺帽與物件之間的墊圈，其包含 有一個本體，其具有一個軸心，並且在一個軸向側具有 第1承載表面，其被用來與螺帽合作’在另一軸向側之 第2承載表面，其被用來與一個物件合作，至少一個第 3抗轉動表面，其被用來與螺栓之螺紋合作，該墊圈之 該本體配置至少一個破裂點，使得當螺帽被轉動而轉動 螺栓之時，該墊圈之該本體可停止螺栓之轉動，因而螺 帽可在螺栓上造成一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸，並 且對該墊圈之該本體施加一個軸向力，其可破壞該墊圈 之該本體的一部份，並且當螺栓拉伸時可使該墊圈之該 本體的一部份在軸向上被拉起。 5 .如申請專利範圍第4項之扣件，其中該本體具有兩個部 份，其被配置成一個部份在最初可防止與螺栓嚙合之另 一'部份的軸向位移’並且隨後該一個部分在軸向力之作 用下被破裂。

6 .如申請專利範圍第4項之扣件，其中該本體被形成爲一 件式之一體元件’其在隨後在軸向力之作用下於破裂點 被破裂。 7 · —種使一個物件之至少兩個零件彼此組合之方法，其包 括有下列步驟··將一個具有螺紋之螺栓插入兩零件中， 使得螺栓之一自由端向外延伸到超過兩部分之至少一側 :將一墊圈置於螺栓之自由端上；使一個螺帽螺鎖到該 螺栓之自由端’以抵住該墊圈；將一個動力工具置入， 並以動力工具上之連接到螺帽可轉動元件轉動螺帽，以 -2 - 1220915 扣接或放鬆螺栓，並且施加動力工具上之一個非轉動元 件到墊圈，以吸收反作用力；以及在墊圈之本體上配置 至少一個破裂點，使得當螺帽被轉動而轉動螺栓之時， 該墊圈之該本體可停止螺栓之轉動，因而螺帽可在螺栓 上造成一個拉力，使螺栓在軸向上拉伸，並且對該墊圈 之該本體施加一個軸向力，其可破壞該沿軸向被拉伸之 該墊圈之該本體的一部份，並且當螺栓拉伸時可使該墊 圈之該本體的一部份在軸向上被拉起。

8 · —種用來扣接一個物件用之動力工具，其包括有：一個 外殼，其設置有非轉動元件；一個在該外殻中之動力驅 動器，其可驅動一個可轉動驅動元件；一個扣件部，其 包含有一個具有螺紋及軸心之螺栓，並且可插入形成物 件之零件內，一個螺帽可螺鎖到該螺栓上，並且與該驅 動元件合作’以及一個墊圈，可被施加在螺帽與物件之 間且與該外殼之該元件合作，該墊圈具有一個軸心，並 且在一個軸向側具有第1承載表面，其被用來與螺帽合 作’在另一軸向側之第2承載表面，其被用來與一個物 件合作，至少一個抗轉動表面，其被用來與螺栓之螺紋 合作，因而當該螺帽被該驅動元件轉動而轉動該螺栓之 時，該墊圈之該本體可被該非轉動元件所挾持，並且停 止該螺栓之轉動，因而螺帽可在螺栓上造成一個拉力， 使螺栓在軸向上拉伸，並且對該墊圈之該本體施加一個 軸向力，其可破壞該墊圈之本體的一部份，並且當螺栓 拉伸時可使該墊圈之該本體的一部份在軸向上被拉起。 -3- 1220915