专利名称：改进的螺旋管插件的安装工具的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及用于将螺旋管插件装入螺纹孔中的工具，尤其涉及具有调节这种插件装入深度的装置的工具，这种装置不需要将工具的前部从工具的后端松开。
螺旋管插件一般被装入工件的螺纹孔内，使螺纹紧固件，例如，螺钉以后可更牢固地夹持在位。这些插件常常装在象铝那样较软的材料上，以增进由钢合金那样较硬的材料制成的螺纹紧固件的夹紧力。
这类螺旋管插件通常的安装方法是将它们压至一个较小的直径，然后旋转地将它们拧入螺纹孔内。一旦装毕，这些插件即从它们被压缩的直径膨胀，由此沿径向向外压挤螺纹孔，并牢固地固定在位。
安装螺纹管插件的工具一般由气动马达驱动，并包括一个管状工具体，该工具体具有一个沿其轴线延伸的螺纹孔并在一端具有用于携带一插件的装置。一根心轴容纳在螺纹孔口内并由气动马达旋转地推入，与插件啮合的心轴的进一步推进迫使插件通过一个减小插件直径的预缠绕器，并从该处进入毗连工件上的螺纹孔内。
螺旋管插件的插入深度通过限定心轴可推进距离的方式来控制。一般这种控制是用一有要求长度的套筒来实现的，该套筒设定在管状工具体和心轴上的凸缘之间。为了变化插件的安装深度，心轴必须从工具体上取下，然后将一个不同长度的套筒或垫片插入绕心轴的位置上。这种类型的一种典型工具表示在授于Bddy的美国专利第3，111，751号中。
将心轴从工具体上取下以调整插件的安装深度的要求要消耗很多时间。当大量插件必须以不同的深度安装时，这就成为一个突出的问题。
另一种用于上述目的的措施具有相同的困难。一个止动环被用来限制心轴可以前进的距离，由此设定螺旋管插件的安装深度。虽然有一调整螺钉将止动环固定在心轴的选定位置上，但由于振动力和止动环堵塞工具体时的作用力，所以重复使用后该止动环经常在心轴上滑上滑下。
授于Czarnowski的美国专利第4，768，270号公开了一种安装工具，该工具能快速方便地调节和设定插件的深度，特别是不需要将心轴从工具体上卸下。该工具包括一个管状工具体，它带有一沿其轴线延伸的螺纹孔和在其前端用于携带螺旋管插件的装置，该装置与螺纹孔对准;一个心轴位于螺纹孔内，用于与插件啮合;而驱动装置将足以使插件装入螺纹孔内的转矩施加给心轴。该工具还包括一个螺旋地容纳在管状体的螺纹孔内环绕心轴的套筒。该套筒与驱动装置上的一环状轴肩贴合，以阻止驱动装置和心轴的进一步推进，由此限定插件安装在螺纹孔内的深度。插入深度可通过可控制地将套筒旋入或旋出工具体的方式进行调节。该套筒在其相对的两侧有两个中断螺纹的平面。拧入管状体的一调整螺钉可以靠在这两个平面之一上拧紧，以便将该套筒的位置固定在工具体内。
虽然美国专利第4，768，270号中公开的工具具有超过现有安装工具的重大优点，但在插件装入各种厚度的工件时，组装件的前端必须从连接器上拆下，使套筒的开槽上端暴露于插头扳手，该扳手本身又夹紧并螺旋地将套管旋入或旋出工具体这一事实，增加了需要的准备时间。
因此，需要有一种安装螺旋管插件的工具，该工具能快速和方便地调节和设定插入深度。特别是需要有一种可调节的工具，这种调节不必从工具体的其余部分上卸下心轴驱动器，以减少插件安装所用的准备时间。
本发明是一种将螺旋管插件装入工件上的螺纹孔内的工具，该工具可快速和方便地调节，以控制各插件的安装深度。该工具包括一个管状工具体，它具有沿其轴线延伸的螺纹孔，和在其前端有携带螺旋管插件并与螺纹孔对准的装置;一个心轴位于螺纹孔内，用于与插件连接，而驱动装置对心轴施加一足以将插件装入一螺纹孔内的转矩。该工具还包括一个螺旋地容纳于管状工具体的螺纹孔内、环绕包围心轴的套筒。该套筒与驱动装置上的一环形轴肩贴合，以防止驱动装置和心轴的进一步推进，由此限定插件装入螺纹孔内的深度。该工具的前端有一切口部，以通向调节套筒。安装深度的调节是通过使用一销钉或六角形扳手在该套筒上所形成的平面上设置的孔中旋转地调节套筒完成的，而不要求拆下心轴或心轴驱动器。拧入该管状工具体的调整螺钉可以靠在这些平面中的一个上拧紧，以保证套筒在工具体内的位置。
因此，本发明提供了一种安装螺旋管插件的改进工具，不需将工具的前端从心轴驱动器上卸下，就可调节插件安装置的深度，由此减少了准备时间，并在插件装入变化厚度的工件内时，使工人介入的必要性减至最少，因此，降低了成本并减小了安装过程的复杂性。
为了更好地理解本发明及它的其它一些目的和特点，请结合附图参考下述说明，其中
图1 是将螺旋管插件装入工件螺纹孔内的工具的较佳实施例的透视图;
图2 是该安装工具的侧剖视图，其中，气动马达用的连接器的前部用假想线表示;
图3 是用于本发明安装工具上的新颖套筒部件的侧剖视图;
图4 是该安装工具的分解透视图;
图5 是该安装工具的放大剖视图，其调节套筒在其最里面的位置上，因而该螺旋管插件被装在最大深度处;
图6 是该安装工具的放大剖视图，其调节套筒位于从图5伸出的位置，因而该螺旋管插件被装在一中间深度处;
图7 是该安装工具的放大剖视图，其调节套筒位于从图5和图6进一步伸出的位置，此时螺旋管插件装入相对浅的深度处。
现在请参考附图，所示的工具10用于将螺旋管插件11装入工件15上的螺纹孔13内。该工具包括一个管状工具体17，其上有一个沿轴向延伸穿过其整个长度的孔18。插件放在靠近工具体前端形成的并与工具体孔18同心的凹口19内。一根细长的螺纹心轴21与工具体孔上紧靠插件凹口的螺纹23(图5-7)相啮合，使该心轴相对工具体的旋转将轴的前端推进而与插件啮合，该心轴的进一步旋转迫使插件穿过工具体的一螺纹压缩段或预缠绕器25，这会使插件的直径得到压缩，以便该插件拧入螺纹孔内。当该插件已拧入一预定的深度后，使心轴反向旋转以便从该螺纹孔中抽出。该插件的膨胀使其与螺纹孔紧紧地啮合，此后即可作为一个硬表面，牢固地夹螺纹紧固件，例如螺钉(未表示)的螺纹。根据本发明的说明，在管状工具体17上形成有一个切口或窗口部26，以通向孔18，设置的原因在下面说明。
心轴21由一气动马达旋转驱动，该马达包括一个与工具体的后端耦合的连接器部27(图2)。该连接器的前端用螺母28固定在工具体17上，该螺母使两个从工具体上向外伸出的环形凸缘29和31得到卡紧。离合器组件33配置在气动马达和心轴后端之间，以便给心轴21提供转矩。因此，马达的转动会使心轴向下穿过工具体，直到该心轴的前端与插件11相啮合，并使插件11穿过预缠绕器25进入螺纹孔13内。该离合器组件的直径大于心轴的直径，使其下端形成一个环形轴肩35。
根据本发明，该安装工具还包括一个环绕心轴21，并穿入工具体的孔18的上部39的套筒37，套筒的上部环形轴肩41与离合器组件33的轴肩35贴合将其定位，以限制该离合器组件进一步向下推进。再转过几圈之后，离合器组件中断马达旋转与心轴的耦合，插件11进一步拧入螺纹孔13的动作同样也中止。离合器组件的操作情况会在下面进行更详细地说明。
如图3所示，调节套筒37包括其外表面上的可旋进或旋出工具体17的螺纹。该外螺纹由间隔120度隔开的三个平面43、44和45所隔断，用以将套筒锁定在工具体的选定位置上。一个调整螺钉47穿过工具体上的螺纹孔49，贴靠在套筒的三个平面之一上。这可防止该套筒转动，从而将其锁定在适当位置。
调节套筒37还包括在平面43上形成的两个小孔50和51(在平面44或45上还形成有未表示的两个小孔)。一个六角形扳(也可使用一个销)38插入可由窗口26达到的该平面上的这两个小孔中的一个内，以使套筒旋转拧入预定的位置。窗口26为各平面在圆周上相对于调整螺钉47和螺纹孔49的位置提供了可见标示，平面部分的数目(在较佳实施例中是三个)是这样选择的，以便至少其中一个总是能通过窗口26看见。这种结构本身又提供了一种保证调整螺钉总是与一平面部分接合而不需将前端组件从连接口27上取下的快速方法。
使调节套筒37相对工具体17向内或向外旋动为安装工具本身提供了设定螺旋管插件11在螺纹孔13内装嵌深度的可变性，结果该套筒在工具体的上端上面升起，从而限定了心轴穿过工具体前进的距离。这样就限制了插件拧入螺纹孔内的深度。这种可调性在图5至图7中进行了说明，这些图分别说明了三个设定的示范深度A、B和C。
在图5中，调节套筒37位于其最收缩的位置，即几乎整个套筒位于工具体17内。图中离合器组件33的轴肩35与套筒的轴肩41相接触。螺旋管插件11在工件15的螺纹孔13中的最终插入深度A是该安装工具可以提供的最大深度。
在图6中，调节套筒37从其图5位置缩回，使离合器组件的轴肩35更早地与套筒的轴肩41贴合。因此，心轴21前进的距离不会象图5中所示的那么远，而螺旋管插件的插入深度B也就相应比图5中插入深度A浅些。
在图7中，调节套筒37进一步从图5和图6中所示的位置缩回。因此，心轴21只能由气动马达推进一短的距离，并且螺旋管插件的插入深度C相当浅。
如图1、2和4所示，工具体17底端的凹口19的尺寸应使螺旋管插件11易于放置。如惯用的那样，凹口后侧的槽57便于携带在一塑料带(未表示)上的一系列插件的自动装载。惯用的空的塑料带由该槽口排出，同时紧接着的下一个插件即顺利地装入凹口内。
如图4所清楚地显示的那样，离合器组件33包括一个离合套筒59，两个容纳在离合套筒内的离合元件61和63，和将两个离合元件推向一起的压缩弹簧65。第一个离合元件61用横向锁销67固定在离合套筒上，第二个离合元件63与心轴21成一整体，形成在其上端。离合元件61和63分别包括一个片状接头69和槽口71，使第一元件的旋转强制地与第二元件耦合。
在操作过程中，气动马达按一第一方向，例如顺时针方向经由从套筒的侧边伸出的接头73旋转驱动离合套筒59。由此转动第一离合元件61，并靠压缩弹簧65的作用又转动第二离合元件。由于第二离合元件与心轴21是成一体的，所以这种旋转将心轴相对于工具体孔18的螺纹部23螺旋地推进。
最后，心轴的前端与螺旋管插件11啮合，并转动地使它穿过预缠绕器25进入螺纹孔13内。在安装过程中心轴应在某一位置与工具体上的螺纹部23脱开，但是，由于心轴和插件随后与螺纹孔螺纹连接，所以，心轴会继续地相对工具体推进。
当离合套筒59的底端上的轴肩35最终到达调节套筒上端的轴肩41时，就阻止了离合套筒进一步轴向推进。离合套筒和第一离合元件61的进一步旋转将第二离合元件63和心轴21继续推进，直到各离合元件的片状接头69和槽口71相互移开为止。此后，心轴不会出现进一步的推进，从而结束了插件在螺纹孔内的安装。常用的气动马达被设计成在安装已结束时自动地以反方向旋转。通过以第二方向或反向，例如逆时针方向的转动，即可将心轴从装入的插件11上抽出。
从上面的说明中可以理解，本发明提供了一种用于自动地将螺旋管插件装入螺纹孔中一选定深度的改进工具。一个专门的调节套筒被拧入管状工具体内的预定位置，以作为防止将插件压入螺纹孔内的心轴进一步推进的止动件。该套筒的位置可方便和精确地拧进或拧出工具体，以调节插入深度，而不要求将心轴从工具体上拆卸掉。
虽然本发明已参考其较佳实施例进行了说明，但是本技术领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围内可做出各种变化并用等同物替代一些元件。此外，在未脱离本发明的基本原理情况下可做出许多变更，以使某一特定的情况或材料适应本发明的原理。
权利要求
1.一种将螺旋管插件插在工件上所形成的螺纹孔内的工具，这种工具包括一个管状工具体，它具有一个沿其轴线延伸的螺纹孔和在其一端以固定的位置携带一螺旋管插件并与螺纹孔对准的装置，在所述工具体上形成有一通向所述开口的切口部分。一个根心轴，它位于工具体的螺纹孔内并可以从一预定的收缩位置，即，从螺旋管插件收回的位置移动一固定的距离到达一预定的啮合位置，在该啮合位置心轴首先与螺旋管插件啮合，并再移动一可选择的距离到达一选定的安装位置，在该安装位置螺旋管插件被安装在工件螺纹孔内的一选定深度；驱动装置，用于对心轴施加一个足以使它从其预定缩回位置移动到其预定连接位置，再到其选定安装位置的力，其中，该驱动装置在心轴上的与螺旋管插件的相反端和心轴连接，并且该驱动装置包括一个轴肩；一个套筒，它螺旋地内容纳和选择性地定位于工具体的螺旋孔内，该套筒被设计成由驱动装置的轴肩与其贴合以防止驱动装置和心轴的进一步推进，由此确定心轴的选择安装位置，并限定螺旋管插件装入螺纹孔的深度，并且，工具体和套筒的构形应使该套筒可被控制地拧入，而不要求将驱动装置从心轴上拆下。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于一个中断所述套筒上所形成的外螺纹的平面部分，一个在工具体上径向对准的螺纹孔和一个螺旋地容纳在工具体的径向对准的孔内的调整螺钉，调整螺钉的旋转将其带入与套筒的平面部分接触的位置，由此将该套筒锁定在工具体内的一个预定位置上。
3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于在所述的平面部分上至少形成有一个小孔，当所述平面部分设在由所述切口部可见的位置处时，所述小孔可以接纳一个使所述套筒相对于工具体定位的装置。
4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于它还包括中断所述套筒上所形成的外螺纹的各个平面部分，一个在所述工具体上径向对准的螺纹孔，和一个拧入工具体的径向对准孔内的调整螺钉，该调整螺钉的转动使其与套筒的一个平面部分接触，由此将该套筒锁定在工具体内的一预定位置上。
5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于在各个平面部分上都形成有一个小孔，每个小孔都可以容纳使所述套筒相对于工具体定位的装置。
6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于在各个平面部分上至少形成有两个小孔。
7.根据权利要求5所述的工具，其特征在于所述装置容纳在由所述切口部可见的平面部分上所形成的小孔内。
8.一种将螺旋管插件插入工件上所形成的螺纹孔内的工具，该工具包括一个管状工具体，它具有一个沿其轴线延伸的螺纹孔和在其一端以固定的位置携带一螺旋管插件并与螺纹孔对准的装置，在所述工具体与所述螺旋管携带装置相间隔的部分上有一通向所述孔的切口部;一根心轴，它位于工具体的螺纹孔内并可以从一预定的收缩位置，即，从螺旋管插件收回的位置移动一固定的距离到达一预定的啮合位置，在该连接位置心轴首先与螺旋管插件啮合，并再移动一可选择距离到达一选定的安装位置，在该安装位置螺旋管插件被安装在工件的螺纹孔内一选定深度;驱动装置，用于对心轴施加一个足以使它从其预定缩回位置移动到其预定连接位置，再到其选定安装装置的力，其中，该驱动装置在心轴与螺旋管插件的相反端同心轴连接，并且该驱动装置包括一个轴肩;一个套筒，它螺旋地容纳和选择性地定位于工具体的螺纹孔内，该套筒被设计成由驱动装置的轴肩与其贴合以防止驱动装置和心轴的进一步推进，由此确定心轴的选择安装位置，并限定螺旋管插件装入螺纹孔的深度，工具体和套筒的结构设计成使该套筒能可控制地螺合，而不要求将驱动装置从心轴上拆下;所述的套筒还包括中断所述套筒上所形成的外螺纹的多个平面部分和在每个平面部分上形成的至少一个小孔，当包含小孔的平面部分位于由所述切口部可看见的位置时，所述的每个小孔适合于接收一装置，使所述套筒轴相对于工具体定位。
9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于它还包括在工具体上径向对准的螺纹孔和拧入工具体的径向对准孔口内的调整螺钉，所述螺钉的转动使其进入与通过所述工具体切口部可看见的套筒的平面部分相接触，由此将该套筒锁定在工具体内的一预定位置上。
全文摘要
一种将螺旋管插件装入工件上所形成的螺纹孔内一预定深度的工具。该工具包括一在其底端附近携带一插件的管状工具体和由一驱动装置拧入工具体内与该插件啮合并旋转地推入螺纹孔内的心轴。一调节套筒环绕心轴并拧入工具体内一选定位置，作为心轴进一步推进的止动件，由此控制插件的安装深度。该套筒的位置可以快速和方便地调节，而不需要将工具的前部组件从驱动装置上拆下。
文档编号B25B27/14GK1053570SQ9010905
公开日1991年8月7日 申请日期1990年11月6日 优先权日1990年1月26日
发明者伦纳德·J·恰尔诺斯基 申请人:Vsi公司