紧固件安装工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于安装(即安装、设置或放置)紧固件的紧固件安装工具。具体而言，本发明涉及用于安装铆钉(特别是盲铆钉)的安装工具，该铆钉是通过回拉(拔)铆钉的芯杆然后折断该芯杆来进行安装的。
【背景技术】
[0002]利用液压活塞和气缸装置回拉紧固件的芯杆并且折断芯杆的气动紧固件安装工具已经被公知和使用了许多年。例如，专利公开1^4，517，820、68 2116102 A和EP 0828575BI均公开了这样的工具。在上述专利公开中的每一个中，拉杆/活塞杆的前端被布置为附接至紧固件夹紧组件，并且液压活塞被固定到该拉杆/活塞杆上。回拉紧固件的芯杆并折断芯杆涉及大的力和高压，这就是为什么使用液压系统的原因。例如，在液压缸中产生的峰值压力通常在40MPa的区域内。大的力和高压以及与折断紧固件芯杆相关联的高机械冲击还需要紧固件夹持部和活塞组件由高强度和高韧性的材料(即高强度钢)形成。
【发明内容】
[0003]本发明的第一方面提供一种紧固件安装工具，其用于通过夹持和回拉紧固件的芯杆来安装紧固件，所述紧固件安装工具包括液压缸和位于所述液压缸内的用于回拉紧固件的芯杆的液压活塞组件，所述液压活塞组件的特征在于包括具有第一抗拉强度的细长拉伸部分和具有第二抗拉强度的分离的中空活塞部分，所述中空活塞部分安装在所述细长拉伸部分上，使得所述细长拉伸部分至少部分延伸穿过所述中空活塞部分，其中，所述细长拉伸部分和所述中空活塞部分由不同材料形成，并且所述第一抗拉强度比所述第二抗拉强度低。
[0004]优选地，所述中空活塞部分提供所述液压活塞组件的液压流体接触活塞表面的至少一部分，更优选地，所述中空活塞部分大致提供所述液压活塞组件的整个液压流体接触活塞表面。
[0005]通过本发明，令人惊奇地发现，没有必要用相同的高强度和高韧度/韧性的材料形成紧固件安装工具的中空活塞部分和细长拉伸部分，并且还发现，存在与用不同材料形成中空活塞部分和细长拉伸部分相关联的意想不到的优点，这将在下面说明。
[0006]在本发明的优选实施例中，所述中空活塞部分的材料具有比所述细长拉伸部分的材料低的密度和/或韧度。例如，在本发明的至少一些实施例中，中空活塞部分的材料可以具有在范围2.65g/cm3-2.95g/cm3内的密度，例如2.8g/cm3，和/或可以具有至少400MPa的抗拉屈服强度，抗拉屈服强度优选地为至少450MPa，且优选地为不大于600MPa，更优选地为不大于550MPa，例如大约500MPa。在本发明的至少一些实施例中，例如，细长拉伸部分的材料可以具有在范围7.75g/cm3-8.05g/cm3内的密度，和/或可以具有至少1400MPa的抗拉屈服强度，抗拉屈服强度优选地为至少1500MPa，且优选地为不大于2200MPa，更优选地为不大于2000MPa。优选地，中空活塞部分的一部分可以由低密度的金属材料形成，例如铝或铝合金。细长拉伸部分优选地由钢形成，更优选地由高强度钢形成。
[0007]迄今为止，在紧固件安装工具的领域中所理解的那样，出于已经提到的原因，即活塞组件在使用期间受到高压、大的力和大冲击，所以液压活塞组件需要由高强度和高韧性的材料(即，高强度钢)形成。具体而言，除了与工具的液压系统相关联的高压，铆钉(或其它紧固件)的芯杆的折断(因在所述芯杆折断时会产生较大的瞬时弯矩)导致大机械冲击被传递到液压活塞组件。这种较大瞬时弯矩不仅影响活塞组件的细长拉伸部分，还会影响安装在细长拉伸部分上的中空活塞部分。在该领域以前所理解的那样，为了确保紧固件安装工具的液压系统有足够的耐用性，整个液压活塞组件因此需要由相同的高强度和高韧度的材料形成。然而，通过本发明，现已发现，液压活塞组件的中空活塞部分可以由比形成细长拉伸部分的材料的韧度和/或强度低(可选地是大大地低)的材料形成。例如，令人惊奇地发现，中空活塞部分可以由低密度的金属材料形成，例如铝或铝合金，而细长拉伸部分由高强度钢形成。细长拉伸部分优选地由高强度和高韧度的材料形成，以便能够不仅承受与回拉紧固件的芯杆相关的高抗拉应力，而且还能够承受与芯杆折断相关的大机械冲击。然而，尽管需要承受液压系统的高压和液压活塞组件受到的大机械冲击，但中空活塞部分可以优选地由具有相对低的强度和韧度的低密度材料形成。
[0008]由不同材料形成液压活塞组件的细长拉伸部分和中空活塞部分的能力提供以下意想不到的优点(与本领中的现有理解相反):每个部分可以被分别优化，从而为制造商和最终用户提供大大的益处。例如，对于本发明而言，现在能够将高密度、高强度、高韧度的材料的使用量减少至仅液压活塞组件的一部分(即细长拉伸部分)，从而也能够减少这种材料的加工量(以及所涉及的时间、精力和成本)。另外，与液压活塞组件的中空活塞部分相关联的重量、成本和加工难度可以被最小化。此外，为紧固件安装工具的用户提供了较轻的工具，该工具还可能更耐用，因为细长拉伸部分和中空活塞部分中的每一者的材料和功能特性可以被分别优化。例如，重量更轻的工具可以使该工具更易于使用(特别是在工具为手持式工具的情况下)，并且可以提供更久的耐用性(特别是在工具被机器人使用或工具作为自动安装装置的一部分的情况下)。
[0009]优选地，所述细长拉伸部分包括与所述中空活塞部分的止挡区域抵接的止挡部。所述细长拉伸部分的所述止挡部最好包括横向地向外的突出部。在使用中，所述液压缸中的任何液压流体最好都位于所述中空活塞部分的与所述细长拉伸部分的所述止挡部相反的一侧。有利地，所述中空活塞部分的至少一部分可围绕所述细长拉伸部分的所述止挡部的至少一部分延伸。
[0010]所述中空活塞部分最好在所述细长拉伸部分上固定就位。例如，所述中空活塞部分压力配合在所述细长拉伸部分上。然而，基本上可以使用任何类型的固定，例如螺纹附接。
[0011]所述细长拉伸部分和所述中空活塞部分最好一起密封，以防止液压流体在所述细长拉伸部分与所述中空活塞部分之间流动。例如，至少一个密封件(例如，O形圈密封件)可以位于细长拉伸部分与中空活塞部分之间。该密封件可以由聚合材料(例如聚氨酯)形成。
[0012]细长拉伸部分的前部区域优选地布置成直接或间接地附接有紧固件芯杆夹持组件。细长拉伸部分优选地完全延伸穿过中空活塞部分。
[0013]在本发明的优选实施例中，所述细长拉伸部分沿其长度是中空的，以便在使用中允许紧固件的被折断的芯杆从所述细长拉伸部分的前端到所述细长拉伸部分的后端穿过所述细长拉伸部分，并且从所述后端排出，例如，进入到附接在紧固件安装工具上的紧固件芯杆收集容器中。所述细长拉伸部分的后部区域优选地包括中空引导部，所述中空引导部附接在所述细长拉伸部分的其余部分上或与所述细长拉伸部分的其余部分形成为一体，以用于在使用中至少辅助地将紧固件的被折断的芯杆引导为越过所述液压缸的后端。
[0014]所述中空活塞部分优选地带有围绕所述中空活塞部分的外周的一个或多个密封件，以在所述液压活塞组件与所述液压缸之间进行密封，从而防止液压流体在所述液压活塞组件与所述液压缸之间流动。有利地，所述中空活塞部分带有沿着所述细长拉伸部分的长度的一部分彼此间隔开的至少两个所述的在外周的密封件。所述多个密封件或每个密封件优选由聚合材料(例如聚氨酯)形成。所述中空活塞部分包括在两个外周密封件之间的位置处在所述中空活塞部分的中空区域与所述中空活塞部分的外周之间延伸穿过的孔，所述孔与在所述细长拉伸部分的外周与所述细长拉伸部分的中空区域之间延伸的第二孔连通。可以设置孔，以减轻/防止在外周密封件之间的空气压力增高。所述中空活塞部分带有位于两个外周密封件之间且围绕所述中空活塞部分的外周的衬垫。例如，衬垫(如果存在的话)可以有助于使液压活塞组件在液压缸中的居中，和/或可以防止(或减少)金属对金属的接触。
[0015]弹簧和/或其它弹性压缩装置可接触所述中空活塞部分的后表面和/或所述细长拉伸部分的所述止挡部。以便在紧固件的芯杆被回拉(并可选地被移除)并且活塞部前面的液压压力已被解除后，使液压活塞组件返回到其向前位置或开始位置。
[0016]根据本发明的紧固件安装工具优选地为液压气动工具，例如在US 4，517，820、GB2116102 A和EP 0828575 BI中公开的类型的液压气动工具。
[0017]根据本发明的紧固件安装工具例如可以是手持式工具或构造为由机器人或其它自动化紧固件安装装置进行操作的工具(例如，工具模块)。
[0018]优选地，本发明提供一种包括如本文所述的紧固件安装工具的自动化紧固件安装装置或者机器人紧固件安装装置。
【附图说明】
[0019]现在将在参考附图的情况下通过举例的方式对本发明的优选实施例进行描述，其中:
[0020]图1是根据本发明的紧固件安装工具的实施例的透视图；
[0021]图2是图1所示的紧固件安装工具的剖视图；
[0022]图3示出图2的细节，尤其是安装工具的主体的位于手柄上方的一部分；
[0023]图4a是图1至图3所示的紧固件安装工具的液压活塞组件的主要部分的剖视图，而图4b是该主要部分的透视图；以及
[0024]图5a是根据本发明的紧固件安装工具的另一实施例的液压活塞组件的主要部分的剖视图，而图5b是该主要部分的透视图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出根据本发明的手持式紧固件安装工具的实施例，该实施例包括抽芯铆钉(breakstem rivet)安装工具。紧固件安装工具包括含有手柄3的主体1，并且该工具还包括气动式汽缸和活塞装置5以及紧固件芯杆收集容器7。工具通过压缩空气而被气动驱动，压缩空气在使用中经由可被附接至供气连接器9的供气软管(未示出)来供应到工具。供气连接器9可以附接至两个供气开口 IlaUlb中的任一个供气开口，供气开口 IlaUlb分别位于工具的主体I的左右两侧上且位于手柄3下方。在使用中，通过位于手柄3顶部的触发阀13致动该工具。紧固件支承部分15 (通常称为砧)位于主体I的前端17，而紧固件芯杆收集容器7位于主体的相对后端19。悬挂环部分21附接在主体I的前端与后端之间，在使用中，通过悬挂环部分21，工具可以从线悬挂下来。
[0026]图2以剖视图的方式示出图1的手持式紧固件安装工具。示出的气动式汽缸和活塞装置5以及液压式主缸活塞装置23均为公知。在使用中，用户对触发阀13的致动使空