專利名稱：用于緊固件放置工具的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于緊固件放置(placing)工具的監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地，其 涉及一種力/沖程監(jiān)測系統(tǒng)，用于例如斷裂桿(breakstem)鉚接件的斷裂桿 緊固件的放置工具。簡單地說，這種緊固件包括大致柱形的可變形金屬殼， 并在其孔中容納更強金屬的心軸，心軸在其一端并鄰近殼的一端處包括具有 徑向擴大頭的桿，心軸的另一端(尾端)從殼的另一端突出。這種緊固件對 本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并以注冊商標(biāo)AVEX、 MONOBOLT、 HEMLOK 和AVDELOK進行廣泛的商業(yè)銷售。
背景技術(shù)：
眾所周知，合適的放置工具包括用于接觸上述緊固件殼另 一端的噴嘴 (nosepiece)，和用于夾持上述心軸突出尾端的心軸夾持裝置。當(dāng)緊固件插 入包括被鉚接在一起的兩個或更多個元件的工件中適合的孔中時，放置工具 提供至緊固件，使得心軸的尾端進入夾持裝置，并且工具噴嘴接觸殼的端部。 所述工具被致動以相對于噴嘴縮回夾持裝置，夾持裝置夾持心軸并相對于殼 向心軸施加漸增的張力，在殼上的反作用力由工具噴嘴支撐。這導(dǎo)致心軸相 對于殼逐漸移動，使得心軸頭進入殼并導(dǎo)致殼徑向擴張超過工件的遠端面， 并導(dǎo)致工具噴嘴使與其接觸的殼端部徑向擴大，從而使工件的各部分緊固在 一起。漸增的張力最終導(dǎo)致心軸在沿其長度的合適的預(yù)定位置處的削弱部分 (斷裂頸)斷裂。工具通過液壓氣動系統(tǒng)提供動力。這種工具及其操作和使 用方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知。這種工具的一個實例以注冊商標(biāo) GENESIS進行廣泛的商業(yè)銷售。

發(fā)明內(nèi)容
實際上，所希望的是，確保這種工具正確并最理想地執(zhí)行。本發(fā)明意在 提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)此愿望的系統(tǒng)，其通過下述方式實現(xiàn)，即，在放置緊固件 的過程中，隨著工具沖程(即，心軸夾持工具相對于噴嘴的運動)的前進， 可監(jiān)測由工具逐漸施加于緊固件的力的變化。
本發(fā)明通過其各方面提供一種監(jiān)測設(shè)備，如在所附權(quán)利要求1中所述。
進一步的優(yōu)選特征如權(quán)利要求2、 6和8中所述。
本發(fā)明通過其另外的方面還提供一種緊固件放置工具，如在所附權(quán)利要 求3中所述。進一步的優(yōu)選方面如權(quán)利要求4、 5、 6和9中所述。


本發(fā)明的具體實施例現(xiàn)在將通過實例并參照附圖進行描述，在附圖中
圖1是包括監(jiān)測設(shè)備的緊固件放置工具的外部側(cè)視圖2是監(jiān)測設(shè)備組件在裝配至工具之前通過其主體的軸向截面；
圖3是沿圖2中箭頭m方向的端視圖，某些部分以虛影顯示；
圖4是通過監(jiān)測設(shè)備組件和工具的鄰近部件的軸向截面，其以分解形式 圖示了其如何裝配在一起；
圖5是通過裝配后結(jié)構(gòu)的近軸向截面；和 圖6是力相對于沖程的圖線的示例性實例。
具體實施例方式
本實例的緊固件;故置工具在Genesis model G4HD的名稱下商業(yè)銷售。 其基本形式、構(gòu)造及操作和使用方法(除監(jiān)測設(shè)備以外)眾所周知。簡單地 說，參見圖1，工具11通過圍繞氣動/液壓增強器的液壓柱的手槍式握把12 而被手持，并在壓力下通過軟管13供給空氣。手槍式握把上方為觸發(fā)器14, 觸發(fā)器14下壓則通過打開空氣閥15 (圖4和5)向氣動/液壓增強器提供壓 縮空氣而致動工具的操作。這導(dǎo)致液壓流體在壓力下應(yīng)用于容納液壓活塞16的液壓柱，液壓柱的前端連接至由爪組件17提供的心軸夾持裝置?；钊?16和爪組件17沿軸線20移動。工具包括殼接觸裝置，用于接觸將被放置的緊固件的殼，并采用在管狀 噴嘴19的前端的砧部18的形式，爪組件17在管狀噴嘴19內(nèi)同軸移動。在 沒有監(jiān)測設(shè)備的標(biāo)準工具中，噴嘴的后部以螺紋方式直接緊固至工具主體的 前端21，并且，爪組件以螺紋方式直接緊固至液壓活塞16的前端。在此實例中，監(jiān)測設(shè)備包括安裝在工具主體21與噴嘴19之間的監(jiān)測 組件22,和安裝在液壓活塞16與爪組件17之間的大致管狀的活塞適配器 23。為了將設(shè)備安裝至工具，首先，將噴嘴19和爪組件17分別從工具主體 21和液壓活塞16上去除(通過松開螺紋)。參見圖4,活塞適配器23在其 后端緊固至活塞16的前部，爪組件緊固至活塞適配器23的前端。監(jiān)測組件 22包括主體24和后蓋25 (為了例示清楚，其在圖4中未示出)。主體24 通過將其后部突出螺紋部分26擰進工具主體的前端21中而緊固至工具主體 的前端21,在此處，當(dāng)監(jiān)測組件22圍繞其軸線20沿周向適當(dāng)對準之后， 主體24通過鎖定螺母27被緊固。爪組件17相對于噴嘴18的相對軸向位置與其在原有工具中的位置相同。參見圖2和3，監(jiān)測組件主體包括前部28和后部29,螺紋部分26從后 部29延伸。這兩部分28和29通過三個螺絲件31緊固在一起，并通過兩個 墊圏32 (在圖3中圍繞兩個下螺絲件)和在第三螺絲件31周圍的測壓元件 傳感器33而分開。這樣可檢測主體24的兩部分28與29之間的壓縮力，并 由此檢測工具噴嘴19與工具主體21之間的壓縮載荷。當(dāng)工具用于放置緊固 件時，此壓縮載荷來自由噴嘴組件17施加于緊固件的張力。因此，在工具 的使用中，測壓元件傳感器33檢測由工具施加于緊固件的力。來自測壓元 件傳感器33的輸出信號沿電纜34供給。傳感器組件主體24還承載以模擬感應(yīng)位置傳感器35形式的非接觸沖程 傳感器。如圖4和5所示，活塞適配器23具有外表面漸縮的部分，更具體 地采用關(guān)于軸線20同軸的錐36的形狀。這種延伸使得，在工具的使用中，錐表面36鄰近沖程傳感器35經(jīng)過。沖程傳感器35檢測沖程傳感器的端部 與錐表面36的鄰近部分之間的距離，該距離相對于適配器23縮回的距離而 線形變化。由于表面36為關(guān)于軸線20的錐形，適配器關(guān)于軸線的旋轉(zhuǎn)位置 對此徑向距離沒有不同，從而使適配器更容易裝配在工具上。沖程傳感器 35的輸出通過電纜37傳送。傳感器主體35緊固在套筒38中，而套筒38 接合在后主體部分29中的螺紋孔39 (圖2)中，并且傳感器35的位置通過 鎖緊環(huán)41而固定。
在監(jiān)測組件22安裝至上述工具之前，沖程傳感器縮回而使其離開適配 器23的錐縮表面36。在將上述部分安裝在一起之后，爪組件17和適配器 23在其正常的(未啟動)前向位置，沖程傳感器35進行位置調(diào)節(jié)，直至其 檢測到離錐表面36的0.5mm的間隙，然后被鎖定環(huán)41鎖定在此位置。在 工具的使用中，由于爪組件17在緊固件的放置過程中向后移動，因此，由 傳感器3 5檢測到的間隙相對于爪組件的移動距離而線形增加。
力傳感器33和沖程傳感器35的輸出通過電纜34和37供給至監(jiān)測設(shè)備 42，如圖l示意性所示。這樣說明了來自力和沖程傳感器的輸出信號，并將 結(jié)果得到的輸入提供至例如可視顯示屏43的顯示設(shè)備。這樣，當(dāng)力和沖程 傳感器在工具11放置緊固件的操作過程中進行操作時，提供了力和沖程值 的可視顯示，其中，采用力值對沖程值的圖線的形式，保持這種可視顯示， 直到工具的下一操作開始。這種圖線的實例被例示在圖6中。以mm的沖程 距離沿水平軸顯示，而以kN的力沿豎直軸顯示。圖線形狀取決于多個因素， 例如，被工具放置的緊固件的設(shè)計、尺寸和材料，及由于諸如工具移動部分 磨損之類所致的在其操作過程中的任何變化。觀測圖線可看出，例如，緊固 件實際上是否已通過工具操作而被放置，以及如果是的話，工具執(zhí)行得如何。
監(jiān)測設(shè)備42內(nèi)的信號處理裝置需要某些形式的起動和停止信號，從而 致動和終止其用于每次使用工具的處理循環(huán)，從而放置另外的緊固件。為此 目的，優(yōu)選使用工具觸發(fā)器14操作。在此實例中，工具設(shè)置有觸發(fā)器操作 傳感器44(圖4和5)。觸發(fā)器操作傳感器44可調(diào)節(jié)，并設(shè)置為使其僅當(dāng)觸發(fā)器被壓下得足以起動工具操作時才發(fā)出輸出。觸發(fā)傳感器輸出通過電纜45供給至監(jiān)測單元42,以致動其上述操作。觸發(fā)傳感器開關(guān)44,如同沖程 和力傳感器一樣，易于連接至標(biāo)準工具和從標(biāo)準工具分離。 本發(fā)明并不限于上述實例的細節(jié)。
權(quán)利要求
1、一種監(jiān)測設(shè)備，其與放置緊固件的緊固件放置工具一起使用，所述緊固件包括殼和心軸，漸增的相對力施加于所述心軸以逐漸移動所述心軸和所述殼的相對位置，從而使所述殼變形，所述工具包括用于接觸所述殼的殼接觸裝置，用于夾持所述心軸的心軸夾持裝置，和力施加裝置，用于相對于所述殼接觸裝置向所述心軸夾持裝置施加漸增力，從而使所述心軸相對于所述殼逐漸移動；其中，所述監(jiān)測設(shè)備包括組件主體，其可連接至所述力施加裝置與所述殼接觸裝置之間的工具；力傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測由所述力施加裝置相對于所述殼支撐裝置向所述心軸夾持裝置施加的力；和非接觸沖程傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測所述心軸夾持裝置相對于所述殼接觸裝置的位置，所述沖程傳感器操作而不與所述心軸夾持裝置或隨其移動的工具或組件的任何部分進行物理接觸。
2、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括可連接至所述 心軸夾持裝置以隨其移動的適配器，所述適配器包括錐面或斜面，所述錐面 或斜面移動經(jīng)過所述沖程傳感器，使得在所述沖程傳感器與所述錐面或斜面 的鄰近部分之間的距離隨所述心軸夾持裝置移動而變化并由所述沖程傳感 器檢測。
3、 一種用于放置緊固件的緊固件放置工具，所述緊固件包括殼和心軸， 漸增的相對力施加于所述心軸，以逐漸移動所述心軸和所述殼的相對位置， 從而使所述殼變形，所述工具包括用于接觸所述殼的殼接觸裝置，用于夾持 所述心軸的心軸夾持裝置，和力施加裝置，用于相對于所述殼接觸裝置向所 述心軸夾持裝置施加漸增力，從而使所述心軸相對于所述殼逐漸移動；所述緊固件放置工具包括監(jiān)測設(shè)備，所述監(jiān)測設(shè)備包括組件主體，其被可分離地安裝在所述力施加裝置與所述殼接觸裝置之間\的工具上；力傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測由所述力施加裝置相對于 所述殼支撐裝置向所述心軸夾持裝置施加的力；和非接觸沖程傳感器，其由所述組件主體承載，用于檢測所述心軸夾持裝 置相對于所述殼接觸裝置的位置，所述沖程傳感器操作而不與所述心軸夾持 裝置或隨其移動的工具或組件的任何部分進行物理接觸。
4、 如權(quán)利要求3所述的工具，其中，所述工具包括連接至所述心軸夾 持裝置以隨其移動的適配器，所述適配器包括錐面或斜面，所述錐面或斜面 移動經(jīng)過所述沖程傳感器，使得在所述沖程傳感器與所述錐面或斜面的鄰近 部分之間的距離隨所述心軸夾持裝置移動而變化并由所述沖程傳感器檢測。
5、 如權(quán)利要求4所述的工具，其中，所述適配器的錐面或斜面為錐形。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測設(shè)備，或如權(quán)利要求3 - 5中任一權(quán)利 要求所述的緊固件放置工具，組合以力/沖程比較設(shè)備，該力/沖程比較設(shè)備 由所述力傳感器和所述沖程傳感器供給信息，并產(chǎn)生沖程隨力的變化而變化 的圖線。
7、 如權(quán)利要求6所述的工具，其中，工具觸發(fā)機構(gòu)設(shè)置有觸發(fā)操作傳 感器，所述觸發(fā)操作傳感器也將信息供給至所述力/沖程比較設(shè)備，從而當(dāng) 所述觸發(fā)器被操作以致動所述力施加裝置時致動所述比較設(shè)備。
8、 一種監(jiān)測設(shè)備，大致如前參照附圖所述。
9、 一種緊固件放置工具，大致如前參照附圖所述。
全文摘要
一種緊固件放置工具(11)，用于放置斷裂桿盲鉚接件類型的緊固件，包括力/沖程監(jiān)測設(shè)備(22)，該監(jiān)測設(shè)備包括組件主體(24)，其被可分離地安裝在工具與砧部(18)之間的工具上；測壓元件傳感器(33)，其由組件主體承載，用于檢測由液壓活塞(16)相對于砧部向爪組件(17)施加的力；和非接觸沖程傳感器(35)，其由組件主體承載，用于檢測爪組件相對于砧部的位置。沖程傳感器(35)操作而不與爪組件或隨其移動的工具的任何部分進行物理接觸。在此，爪組件通過具有錐縮外表面的適配器筒(23)連接至液壓活塞。傳感器(35)與適配器筒的錐表面的鄰近部分之間的間隙距離隨著適配器(23)和爪組件的軸向位置而變化。
文檔編號B21J15/00GK101262964SQ200680033854
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者理查德·保羅·金 申請人:阿福德英國有限公司