TWI283195B - Self-aligning tool for installation of pull type fastener - Google Patents

Description

1283195 (1) β 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係有關於安裝拉拔式固定件的工具，更 明確地係有關於具有自動對準的此種工具。 【先前技術】 用來安裝拉拔式固定件的工具在工業界係屬標準工具 Φ 。此等工具包括鉚接機及在施加一拉起力量於一固定件的 同時施加一固持及緊貼力量於一工件上的其它工具，藉以 將固定件安裝到該工件上。典型地，此等工具爲手持式且 如不是手動的就是液壓動力操作。用於此種應用的一典型 的工具包括一圓筒，其產生一拉引力量於一活塞上。該活 塞與一拉起頭嚙合，該拉起頭將該拉引力量傳遞至該固定 件。此等工具的例子目前市面上有的包括Textron Aerospace Fastener公司的G750A手動鉚接機及G704B動力 •工具，這兩種都被設計來依據實計使用所需而與複數個拉 起頭一起操作。 第1圖顯示一典型的拉起工具的前部10及一典型的拉 起頭12。如圖所示，拉起頭12包括一套筒14其大體上爲一 圓筒其內具有一室16。在該室16內設有一有縫夾套18，一 顎爪20，一顎爪從動件22，一減震件24及一彈簧26。一套 筒14的外表面28包括螺紋30用來承接一鎖合螺帽32必旋入 到位在該拉起工具的前部10上的頭圓筒34，而該有縫夾套 18的內表面36則包括螺紋38用來旋套到一位在該拉起工具 (6) 1283195 設置在該有縫夾套112內。該有縫夾套112的一內表面i 24 包括用來螺紋旋套在一拉起工具（見第1圖）的頭活塞40 上的螺紋126，及該套筒102的一外表面其包括用來螺紋地 旋入到該拉起工具的頭圓筒34 (見第1圖）內的外螺紋13〇 ，其中該拉起工具被建構來將該頭活塞40相對於該頭圓筒 34來回驅動。一螺帽132被提供在套筒102的外螺紋13〇上 ，用來有效地將該拉起頭1〇〇與拉起工具固定在一起。 該彈簧插入件組件116包括一插入件140其爲具有一中 央穿孔142的圓筒形狀。該插入件140的一端部144最好是 包括一推拔146，它被建構來與一工件54上的一孔洞52相 嚙合，這將於下文中更完整地說明。該插入件140包括一 肩部148，它被建構來與該鼻件104的內表面150嚙合，以 及一基部152它被建構來與該套筒102的內表面154相嚙合 。因此，插入件140大體上被保持在該鼻件1〇4與該套筒 102 內。 一蓋子156與該插入件140嚙合於該插入件14〇的端部 158附近，最好是透過一有螺紋的嚙合或一壓嵌套合。一 鼻部160包括一肩部164其與設在該插入件140內的內肩部 1 6 6相嚙合，使得鼻部1 6 0被保持在該插入件1 4 0內。一彈 簧168被設置在該插入件140內，介於該鼻部16〇與該蓋子 1 5 6之間。 爲了要組裝該拉起頭1 00，首先該彈簧插入件組件〗i 6 要被組裝。爲了組裝該彈簧插入件組件1 1 6，該鼻部1 60被 插入到插入件140內，接著彈簧1 16被放入。接下來，該蓋 -10- (7) 1283195 子156與該插入件140嚙合，譬如透過一有螺紋的嚙合或一 壓嵌套合。當彈簧插入件組件1 1 6被組裝好之後，該彈簧 插入件組件1 16被插入鼻部160，首先進入到套筒102內。 然後，該彈簧1 14被放置在該彈簧插入件組件1 16之後，且 該有縫夾套1 1 2被壓抵該彈簧1 1 4。然後繼續傳統拉起頭的 其它構件的組裝，β卩，顎爪120及顎爪從動件122被插入到 有縫夾套112內，及該有縫夾套112與套筒102與一拉起工 φ 具（件第1圖）相嚙合。 之後，在使用時，該拉起工具被放置到一孔洞52的上 方，該孔洞已被準備好進行固定件的安裝，且該鼻部1 60 被延伸穿過該孔洞52且該拉起工具被壓抵住該工件54。當 該拉起工具被壓抵住該工件54時，在工件54上的孔洞52遭 遇到在該插入件140上的推拔146且孔洞52沿著推拔146向 上移動。該推拔146是用來將該拉起頭100與孔洞52同心地 對準。然後，一組裝好的無鉚釘螺帽板，譬如揭示於美國 • 專利公開第2003/009 1 408號（其爲2002年10月17日提申之 美國專利申請案第1 0/2 72,72 1號的公開案）所揭示的無鉚 釘螺帽板，的心軸5 8被插入到該突伸出的鼻部1 6 0中（見 第5圖），且該無鉚釘螺帽板的套筒5 0被確實地壓抵住該 .鼻部1 60。此一確實的壓抵可確保該無鉚釘螺帽板可套設 在該鼻部160的端部上。藉由套設在該鼻部160的周圍，該 。 爲狀 心供形 同提的 52被符 洞80相 孔Π50 該U筒 及㈣套 00S 著 1 6 时 具^1及 工鼻58 砠及軸 拉62心 該 1 的 與ί板 成穿帽 變f i p 6 Γ s 1 釘 板部鉚 帽鼻無 螺，該 釘是與 鉚好別 無最分 -11 - (8) 1283195 ，使得在該拉起頭1 10的鼻部160與該無鉚釘螺帽板的附著 套筒5 0及心軸5 8之間可獲得一良好的套合（即，心軸5 8可 妥適地套合於鼻部160上，及無鉚釘螺帽板的附著套筒50 可妥適地套合於鼻部160上）。 當該拉起工具被致動時，該心軸58即被拉起。詳言之 ，當有縫夾套112被拉回時顎爪120鎖咬住該心軸58且心軸 58與該有縫夾套112—起被拉回。首先，該插入件140沒有 鲁移動回來。而是，插入件140因爲彈簧114壓縮的關係而被 保持與該套筒102的內表面150齊平。該鼻部160首先抵抗 彈簧168縮回到該彈簧插入件組件1 16內。該鼻部160的內 部形狀與心軸基部1 82 (見第6圖）相互作用，並將無鉚釘 螺帽板導引通過該孔洞52的中心。鼻部160縮回直到內彈 簧168被完全壓縮爲止。當鼻部160被完全縮回時，該無鉚 釘螺帽板的定位器5 0將會如第6圖所示地位在孔洞5 2的表 面。該有縫夾套112將被縮回的夠遠，用以讓該被壓縮的 鲁彈簧放鬆並釋放該差入件1 40。之後，安裝即如傳統的裝 置一般。該心軸58被壓引通過該定位器50，將該定位器膨 脹於該工件5 4內並如第7圖所示地完成安裝。所得到的結 果爲一自動對準的安裝，其與操作者的技術完全無關。 示於第8-12圖中之拉起頭100a與之前所描述之拉起頭 1 00十分類似。在此實施例中，相同的標號代表相同的零 件。拉起頭l〇〇a並沒有包括一彈簧插入件組件116及一彈 簧，而是包括一插入件140a (其並沒有包括彈簧114’ 168 及端蓋1 56 )。雖然此實施例沒有彈簧作動及沒有前一實 -12- (9) 1283195 施例所提供的動作，但插入件1 40a仍然提供一相對於工件 5 4的孔洞52定心的功能。最好是，與拉起頭1〇〇的插入件 140相同地，拉起頭l〇〇a的插入件140a亦包括一推拔146a 爲了要組裝拉起頭l〇〇a，插入件140a及有縫夾套112 被插入到該套筒1 02內。然後繼續其它構件的組裝，即， 顎爪120，顎爪從動件122及彈簧123被插入到有縫夾套1 12 φ 內，及該有縫夾套112與套筒102與一拉起工具相嚙合。 之後，在使用時，該拉起工具被放置到一已準備號實 施固定件安裝的孔洞的上方，且插入件140a的端部190被 插入穿過該孔洞52 (見第10圖）且拉起工具被壓抵住工件 54。當該拉起工具被壓抵住工件時，在工件5 4上的孔洞52 遭遇到在該插入件140a上的推拔146a且孔洞52沿著推拔 1:46a向上移動。該推拔146a是用來將該拉起頭l〇〇a與孔洞 5 2同心地對準。然後，一組裝好的無鉚釘螺帽板的心軸5 8 # (或不是心軸，而是某些其它的固定件）被插入到該該插 入件1 40a，且該無鉚釘螺帽板被確實地壓抵住該插入件 140a的端部190。此一確實的壓抵可確保該無鉚釘螺帽板 可套設在該插入件140a的端部190上。藉由套設在該插入 件140a的端部190上，該無鉚釘螺帽板即變成與該拉起工 具100a及該孔洞52同心。最好是，鼻部160的穿孔162及鼻 部160的端部180被提供爲分別與該無鉚釘螺帽板相符的形 狀，使得在心軸56可妥適地套合在該插入件i4〇a上，及無 鉚釘螺帽板的附著套筒50可妥適地套合於插入件140a的端 -13- (10) 1283195 部190上。 當該拉起工具被致動時，該心軸56即被拉起。詳言之 ，當有縫夾套1 12被拉回時顎爪120鎖咬住該心軸58且心軸 56與該有縫夾套1 12—起被拉回。心軸56被插入件140a-起拉回來（見第11圖）。該插入件140a的內部形狀與心軸 基部相互作用，並將無鉚釘螺帽板導引通過該孔洞5 2的中 心。該心軸56被拉引通過該定位器50，定位器50的垂片會 春擴張於工件5 4內並如第1 2圖所示地完成安裝。所得到的結 果爲一自動對準的安裝，其與操作者的技術完全無關。 拉起頭100及拉起頭100 a兩者都對於此技藝中之將無 鉚釘螺帽板安裝到薄結構中的問題提供了新穎的解決方案 。目前所使用的安裝工具都是用無法獲得令人滿意的安裝 之拉起頭。令人無法滿意的安裝會在安裝時撕裂並咬入到 圍繞一孔的結構內。 上文所述及示於第2-12圖中的拉起頭提供的是，一拉 鲁起工具能夠自動對準該孔洞，將固定件對準該孔洞，且在 必要時，禁止安裝到品質不佳的孔洞內（即，尺寸不足或 尺寸過大）。第一，增加一有角度的推拔於該拉起頭的尖 端可在安裝時同心地將該拉起頭導引至該結構上的孔洞中 ，即使是該拉起頭在安裝期間沒有被確實地壓抵住該結構 下亦然。 第二，該鼻部或插入件的一部分被建構成可在安裝之 前突伸穿過該孔洞。此突伸確保了無鉚釘螺帽板，或其它 一般的拉起式固定件，可對準該拉起工具的中心。該等突 -14- (11) 1283195 % 出物爲在尖端處具有內弧形形狀的圓筒，它能夠套合在該 無鉚釘螺帽板附著套筒與該無鉚釘螺帽板心軸之間，用以 在安裝期間將該無鉚釘螺帽板保持與安裝工具同心地對準 Ο 第三，圓筒形突出物可用來在安裝之前確認最大的或 最小的孔洞尺寸要求有被滿足。如果孔洞尺寸太小的話， 則圓筒形突出物就無法嵌入該孔洞內，進而禁止安裝。增 φ 加一感測元件200，如第13-16圖所示，於該圓筒形突出物 203的外徑202上（譬如拉起頭100的鼻部160，或拉起頭 100a的插入件140a)可用來偵測該孔洞的尺寸是否太大。 該感測元件200是由兩個或多個以等間距容納在該圓筒形 突出物203的外徑內之很小的球204所構成。如第14圖所示 ，該等小球204被保持在該圓筒形突出物203的表面205上 方用以形成一外徑（即，直徑208 )，其等於最大之可容 許的孔洞尺寸。當壓力如第1 5圖所示被施加到該等小球 馨 204上時，彈簧206會壓迫且感測元件200會開始作用。央 此，感測元件200會在安裝期間作用，只要在工件54上的 孔洞52不是過大，如第16圖所示。如果感測元件200沒有 作用的話，則一警告訊號（以箭頭2 1 〇來代表）會被發出 給操作者知道，譬如一明亮的紅光或一可防止安裝工具扳 機釋放的安裝鎖。 雖然本發明的實施例已被顯示及描述，但熟習技藝者 可瞭解的是，本發明的各式變化可在不偏離本發明所揭示 的精神與範圍下被完成。 -15- (12) 1283195 【圖式簡單說明】 本發明的結構的組織及結構與操作，以及其它的目的 及優點可藉由閱讀以下參照了附圖之詳細說明而被更佳地 瞭解，圖中相同的標號代表相同的元件，其中： 第1圖爲一傳統的拉起頭的分解剖面圖及一拉起工具 的前部的剖面圖； 第2圖爲一依據本發明的一實施例之拉起頭的剖面圖 第3圖爲示於第2圖中之拉起頭的某些構件的分解圖； 第4圖爲一示於第3圖中之彈簧插入件組件的立體圖； 第5-7圖爲顯示第2及3圖的拉起頭安裝一無鉚釘螺帽 板的順序圖； 第8圖爲依據本發明的另一實施例的拉起頭的剖面圖 第9圖爲示於第8圖中之拉起頭的某些構件的分解圖； 第1 0-1 2圖爲顯示第8圖安裝一無鉚釘螺帽板的順序圖 j 第13圖一感測機構的分解圖，其可配合一拉起頭’不 論是第2圖或第8圖的拉起頭都可以，一起使用； 第14圖爲示於第13圖中之感測機構的剖面圖； 第1 5圖顯示當一孔洞的尺寸正確時該感測機構的其況 :及 第1 6圖顯示當一孔洞的尺寸太大時該感測機構0勺情卞兄 -16 - (14) (14)1283195 1 Ο 0 :拉起頭 102 :套筒 1 0 4 :鼻件 1 〇 6 :螺紋孔 108 :端部 1 1 0 :室 1 12 :有縫夾套 1 1 4 :彈簧 1 1 6 :彈簧插入件組件 1 1 8 :穿孔 120 :夾持顎爪 122 :顎爪從動件 124 :內表面 1 2 6 :螺紋 1 3 0 :外螺紋 132 :螺帽 140 :插入件 142 :中央穿孔 146 :推拔 1 4 8 :肩部 1 5 0 :內表面 152 :基部 1 5 4 :內表面 1 5 6 :蓋子 -18 (15) 1283195

1 5 8 :端部 160 :鼻部 164 :肩部 1 6 6 :內肩部 1 6 8 :彈簧 5 8 :心軸 182 :心軸基部 1 00a :拉起頭 1 4 0 a :插入件 1 4 6 a :推拔 1 9 0 :端部 1 8 0 :端部 200 :感測元件 2 〇 2 :外徑 203 :圓筒形突出物 204 ：球 205 :表面 2 0 8 :直徑 206 :彈簧 2 1 0 :警告訊號 -19-

Claims (1)

1. (1) 1283195 ^ 十、申請專利範圍 1. 一種用來安裝固定件之拉起頭，該拉起頭的特徵在 於：一套筒，其被建構來與一安裝工具相嚙合；一鼻件， 其與該套筒的一端相嚙合；及一插入件，其從該鼻件的一 開孔延伸出，其中該插入件被建構成可插入一工件上的孔 洞並將該拉起頭放置在相對於該孔洞的中心處。 2 ·如申請專利範圍第1項之拉起頭，其中該插入件是可 # 相對於該鼻件移動的。 3·如申請專利範圍第1項之拉起頭，其中該插入件包括 一位在端部的推拔（taper )以協助插入件進入到該孔洞內 〇 4 ·如申請專利範圍第1項之拉起頭，其更包含一內部顎 爪’其被建構成可抓住並拉動一桿或固定件。 5·如申請專利範圍第4項之拉起頭，其中該插入件被建 構成可在該桿或固定件被拉動時，該桿或固定件的一表面 •與該插入件接觸且該插入件與該桿或固定件一起被拉動。 6·如申請專利範圍第5項之拉起頭，其中該拉起頭被建 構成該插入件是在該孔洞內開始，但在該桿或固定件被拉 動以實施安裝時會被拉出該孔洞。 7·如申請專利範圍第1項之拉起頭，其更包含一彈簧及 一鼻部’它們係被設置在該插入件內，其中該鼻部延伸穿 過一設在該插入件上的開孔且可相對於該插入件移動，藉 以壓縮該彈簧。 8·如申請專利範圍第7項之拉起頭，其中該鼻部可與一 -20- (2) 1283195 桿或固定件嚙合，及該拉起頭更包含一內部顎爪，其被建 構成可抓住並拉動一桿或固定件。 9·如申請專利範圍第8項之拉起頭，其中該鼻部被建構 成可與該桿或固定件一起被拉動，藉以壓縮該彈簧。 10·如申請專利範圍第8項之拉起頭，其中該插入件被 建構成當該桿或固定件被進一步拉動時，該鼻部即變成相 對於該插入件被完全縮回，且之後該插入件與該桿或固定 •件及該鼻部一起被拉動。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之拉起頭，其更包含一位於 該拉起頭的一外表面上的感測元件，其被建構來偵測在該 工件上的孔洞是否太大。 12·如申請專利範圍第1 1項之拉起頭，其中該感測元件 被設置在該拉起頭的插入件的一圓筒形突出物的一外徑上 〇 13.如申請專利範圍第7項之拉起頭，其更包含一位於 #該拉起頭的一外表面上的感測元件，其被建構來偵測在該 工件上的孔洞是否太大，其中該感測元件被設置在該拉起 頭的插入件的一圓筒形突出物的一外徑上。 14·如申請專利範圍第n項之拉起頭，其中該感測元件 包含複數個球，該等球係被容納在該拉起頭的一外表面中 〇 15·如申請專利範圍第14項之拉起頭，其中該等球係透 過彈簧而被保持在該拉起頭的該外表面上方，藉以形成一 等於最大之可容許的孔洞尺寸的外徑。 -21 - (3) 1283195 16. 如申請專利範圍第1 1項之拉起頭，其中該拉起頭被 建構成可產生一與該感測元件相關連之警告訊號。 17. 如申請專利範圍第1項之拉起頭，其更包含一有縫 夾套，一彈簧，及一彈簧插入件組件，其中該有縫夾套， 彈簧，及彈簧插入件組件係被設置在該套筒內。 18. 如申請專利範圍第17項之拉起頭，其中一組夾緊顎 爪，一顎爪從動件，及一第二彈簧，其中該顎爪，顎爪從 φ 動件，及第二彈簧係被設置在該有縫夾套內。 19·如申請專利範圍第18項之拉起頭，其中該有縫夾套 的一內表面包括螺紋，用來螺紋地旋合於該安裝工具的一 頭活塞上。 2〇·如申請專利範圍第19項之拉起頭，其中套筒的一 外表面包括外螺紋，用來螺紋地旋入到該拉起工具的一頭 圓筒內。

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