专利名称：罐组件的夹紧装置的制作方法
罐组件的夹紧装置
背景技术：
本发明总的涉及将元件安装到容器上的方法，尤其涉及将元件安装到容器上而不损坏容器或容器内衬的方法。高压容器可用来存储例如低压下的气体，诸如氢气或压缩天然气(CNG)。这些高压容器可以是纤维复合材料容器(被称为"4型"容器)，因为其具有很好的存储/重量比。4型容器具有两层，例如设计成承受机械载荷、由碳纤维基体制成的外层和设计成防止泄露、由塑料泡沫制成的内层或内衬。纤维复合材料可以是碳纤维增强塑料(CFRP)结构。当转矩施加到元件上时，将诸如阀的元件装配到这些高压容器上可能破坏凸台和容器内衬之间的交界面。因此，需要减少或防止对容器的损坏的、将元件安装到容器上的设备和方法。
发明内容
本发明满足该需要。本发明的一个方面是用于将元件安装在容器上的组件。该容器具有带有接头的凸台。在一个实施例中，该组件包括可调节框架，该可调节框架包括位于第一端和第二端之间的支撑件，该框架可在X，y和Z方向中至少一个上进行调节；附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板， 下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头；位于该框架第二端上的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，该下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，该上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第二接头。本发明的另一方面涉及一种将元件附接到具有凸台的容器上的方法，该凸台带有接头。在一个实施例中，该方法包括提供一组件，该组件包括包括位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在X，y和Z方向中至少一个上调节；附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第一接头；在该框架第二端上的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第二接头；将容器放到在支撑件上； 转动容器以使第一接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置其中之一的钳口中；闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的上板以将第一接头夹紧在适当位置；转动容器以使第二接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的钳口内；闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置中之一的上板以将第二接头夹紧在适当位置；和将至少一个元件附接到第一或第二接头上。本发明提供以下技术方案
方案I. 一种将元件安装到容器上的组件，该容器具有带有接头的凸台，该组件包括包括位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在X，y和z方向中至少一个上进行调节；
附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头；
位于该框架第二端上的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，该下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第 ~■接头。方案2.根据方案I所述的组件，其特征在于，该支撑件是可转动的。方案3.根据方案I所述的组件，其特征在于，该固定夹紧装置进一步包括安装板， 下板附接于该安装板，该安装板可在X，y和Z方向中的至少一个方向上移动。方案4.根据方案I所述的组件，其特征在于，进一步包括至少一个附接于固定夹紧装置的游标尺调节，该游标尺调节允许该固定夹紧装置在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。方案5.根据方案4所述的组件，其特征在于，至少一个游标尺调节附接于安装板或下板或两者，该游标尺调节允许该安装板或下板或两者在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。方案6.根据方案I所述的组件，其特征在于，可转动的夹紧装置进一步包括转盘， 下部夹板附接于该转盘，且该转盘可在X，y和Z方向中的至少一个方向上移动。方案7.根据方案I所述的组件，其特征在于，进一步包括至少一个附接于可转动的夹紧装置的游标尺调节，该游标尺调节允许该可转动的夹紧装置在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。方案8.根据方案7所述的组件，其特征在于，至少一个游标尺调节附接于转盘或下板或两者，该游标尺调节允许该转盘或下板或两者在X，y和Z方向中的至少一个上调节。方案9.根据方案I所述的组件，其特征在于，该可转动的夹紧装置进一步包括至少一个对准棒。方案10.根据方案9所述的组件，其特征在于，至少一个对准棒可转动地附接到可转动的夹紧装置的下板。方案11.根据方案I所述的组件，其特征在于，该钳口形成在下板和上板中。方案12. —种将元件附接到容器的方法，该容器具有带有接头的凸台，该方法包括
提供一组件，包括
包括位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在X，y和Z方向中至少一个上调节；
附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头；
位于该框架第二端的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第二接头;
将容器放到支撑件上；
转动容器以使第一接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的钳口内； 闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的上板以将第一接头夹紧在适当位置； 转动容器以使第二接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置中另一个的钳口
内；
闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置中另一个的上板以将第二接头夹紧在适当位
置；
将至少一个元件附接到第一或第二接头上。方案13.根据方案12所述的方法，进一步包括将至少一个元件附接到第一或第二接头中的另一个上。方案14.根据方案12所述的方法，进一步包括在将容器放到支撑件之前沿y方向调节框架。方案15.根据方案12所述的方法，进一步包括在闭合固定夹紧装置的上板之前沿 X，y和Z方向中的至少一个方向调节该固定夹紧装置。
方案16.根据方案12所述的方法，进一步包括在闭合可转动的夹紧装置的上板之前沿 X，y和z方向中的至少一个方向调节可转动的夹紧装置。方案17.根据方案12所述的方法，其特征在于，该固定夹紧装置进一步包括游标尺调节，并且该方法进一步包括在闭合固定夹紧装置的上板之前使用该游标尺调节沿X，y 和z方向中的至少一个方向调节该固定夹紧装置下板的位置。方案18.根据方案12所述的方法，其特征在于，该可转动的夹紧装置进一步包括游标尺调节，并且该方法进一步包括在闭合可转动的夹紧装置的上板之前使用该游标尺调节沿X，y和z方向中的至少一个方向调节该可转动的夹紧装置的下板的位置。方案19.根据方案12所述的方法，其特征在于该可转动的夹紧装置进一步包括至少一个对准棒,并且该方法进一步包括在上紧至少一个元件之前转动至少一个对准棒使得至少一个对准棒紧挨着至少一个元件。方案20.根据方案13所述的方法，进一步包括根据附接于第一接头的至少一个元件的位置调节附接于第二接头的至少一个元件的位置。方案21.根据方案12的方法，其特征在于，在固定夹紧装置的上板闭合之前该可转动的夹紧装置的上板闭合。
图I是容器的一个实施例的外部示意图。图2是本发明组件的一个实施例的示意图。图3是固定夹紧装置的一个实施例的示意图。图4是可转动的夹紧装置的一个实施例的示意图。
图5-7是使用可转动的夹紧装置的一个实施例夹紧容器的方法示意图。图8-10是使用固定夹紧装置的一个实施例夹紧容器的方法示意图。图11-13是使用图5-7中所示的可转动的夹紧装置的实施例附接元件的方法示意图。
具体实施例方式该组件提供一种将元件装到容器子组件(或卸下)而不破坏碳纤维增强塑料 (CFRP)结构和内衬的方法。该组件实现将诸如阀的元件安装到容器两端而不将元件上的任何负载变化施加到CFRP结构和容器的内衬上。因此，该组件允许高质量和可再现的组装过程。可降低或消除容器和元件的浪费，降低成本和提高耐用性和质量。该组件具有在两端带有夹紧装置的稳定框架。该框架至少在x，y和z方向中的一个上是可调节的。通常可在y方向上调节，并且可在X和/或z方向上任意调节的。一端具有夹紧装置不可能转动的固定夹紧装置而另一端具有可转动的夹紧装置。两个夹紧装置都在x，y和z方向中的至少一个上是可调节的。夹紧装置中的一个或两个可具有游标尺调节，如果需要，该游标尺调节允许该夹紧装置在X，y和z方向中的至少一个上微动。该夹紧装置通常在X和z方向上可调节，并且可选地在y方向上可调节。y方向的参考点是容器的纵向轴线，X方向是水平方向，z方向是垂直方向。该组件使容器在组装过程中保持稳定。该容器被刚性夹持到组件框架上，在安装部件过程期间不允许容器在任一方向上运动或转动。因为在安装期间转矩施加到元件上， 没有运动是重要的，可以避免越过凸台从安装元件到内衬的载荷传递。该凸台被固定在位于容器两端的夹紧装置上。如图I所示，容器10具有连接内衬(未显示)和外壳20的凸台15。内衬容纳例如氢气的气体。外壳20通常由CFRP制成。凸台15上有接头25。安装到容器上的元件往往需要设置在特定取向上。例如，每个元件包括一个或多个阀或其他元件时，前后方向的阀需要相对于彼此的特定取向。为了实现这个，该容器被刚性安装到组件框架上，在安装过程期间不允许容器在X，y或Z方向上运动或转动。凸台接头固定在该组件内。前方元件附接于容器的凸台接头上，然后附接后方部件使得在前后元件之间具有限定的取向。在一个实施例中，在两个夹紧装置上存在测量刻度从而获得正确定向。凸台接头在容器的两端固定在支撑件中。前方元件的支撑件是固定的；转动方向上是不可能调整的。后方元件的支撑件可在容器的转动轴线上调节。该组件具有在限定取向上用来定位两个部件的对准支撑件。图2-13图解了该组件以及夹紧容器和安装元件的方法的一个实施例。如果需要，该组件具有用来定位元件中的一个或两个的对准支撑件。当转矩施加到元件上时,该对准支撑件确保元件没有转动。如图2所示，在一个实施例中，组件50包括具有前后端的框架55。通常，端部垂直于框架的侧面。在一端具有固定夹紧装置60而在另一端具有可转动的夹紧装置65。框架55至少在长度上是可调节的以便它可以适应不同尺寸的容器。端部中的一个或两者可被移动以改变框架的长度。如果需要该框架能够在所有方向上可调节。
如图3所示，在一个实施例中，固定夹紧装置60具有安装板70。安装板70能在x 和z方向上可调节。下板75附接于安装板70。上板80可枢转地连接到下板75上使得上板80可以打开和闭合。下板75和上板80刚性地保持容器。钳口 85，90形成在下板75和上板80中，使得当下板75和上板80闭合时，在其间形成开口 95。钳口 85，90成形为匹配凸台接头25，使得在下板75和上板80闭合时凸台接头被紧紧地夹持。钳口可以形成在下板、上板或两者上。如果需要，安装板70和/或下、上板75，80可以包括用于在x和z方向调节的游标尺调节105。可转动的夹紧装置65的一个实施例图示于图4中。有带有下部夹板115的转盘 110。下板120和上板125可枢转地连接以致上板125打开和闭合。钳口 130，135形成在下板120和上板125中。钳口 130，125成形为配合凸台接头。钳口可以形成在下板、上板或两者中。下板120附接于下部夹板115使得下部夹板115的运动移动下板120和上板125。在一个实施例中，下部夹板115是弯曲的并且附接到转盘110的弯曲顶部使得当弯曲的下部夹板115沿弯曲的转盘110移动时，下板120和上板125被转动，如图11-13所示。这允许钳口 130，135与凸台接头的位置相匹配。转动后下部夹板115可紧固到适当位置。在一个实施例中，可转动的夹紧装置65可包括用来固定元件的对准棒150。可选择的具有联锁器160来锁紧对准棒150。如果需要，可选择的在转盘110和/或下、上板120，125上具有游标尺调节145以在X和z方向上进行调节。如图5所示，容器10定位于框架55上。框架55可包括一个或多个确保容器与地面平行的支撑件100。如果需要，支撑件能够在X和Z方向上是可调节的。可以使用任何类型的允许容器转动的支撑件，例如杆、棒等等。合适的支撑件包括在准备安装期间使容器容易转动的滚子。不过可以使用其他类型的支撑件。如图6所示，升高转盘110直至凸台接头140配合到下板120的钳口 130内，并且转盘110被固定在适当高度。上板125闭合以便刚性地夹紧凸台接头140，如图7所示。接下来，固定夹紧装置被紧固到容器10的另一端。如图8所示，凸台接头25不在配合到钳口 85内的位置上。因此，容器10转动到合适位置使得下板钳口 85与凸台接头25 相匹配，如图9所示。这种转动使位于相对端的可转动的夹紧装置的下部夹板115以及下板120和上板125移动。升高安装板70直至凸台接头25配合到下板75的钳口 85内。然后可将安装板70紧固到适当高度。上板80闭合以便刚性地夹紧凸台接头25，如图10所
/Jn ο当前后元件之间存在限定的取向时，在两个夹紧装置上都使用量角仪以获得各元件的正确对准。通常首先确定该元件在固定夹紧装置端的安装位置，然后确定该元件在可转动的夹紧装置端的合成角。然后在容器的前部和后部上安装(或卸下)诸如阀的元件而不损坏内衬。如图11-13所示，利用可转动的夹紧装置将元件165附接到容器的端部，使得元件是用手上紧的。对准棒150的夹板155可以是未受应力的并且该对准棒150移到元件165的侧面。如果需要，对准棒150可用联锁器160锁紧。按照要求，可以有一个或多个对准棒， 并且它们可以具有不同形状。当转矩施加到元件上时，对准棒可用来夹持元件稳定。如果需要，还可以用来将元件相对于位于相对端的元件对准在容器上。当元件定位在适当位置并利用对准棒稳固时，可以使用规定的转矩，例如通过将螺母紧固到元件的背面，将该元件上紧。对准棒有助于稳固元件；没有它们，元件可能在施加转矩期间略有转动。元件附接后，将反向进行这些步骤以将容器从该组件拆除。作为另一种选择，可首先将容器紧固到固定夹紧装置，然后紧固到可转动的夹紧
>J-U ρ α装直。此外，应注意到，与其预定用途的叙述相对，这里叙述的以特定方式〃配置〃的或者被"配置"为实现特定性能、或以特定方式起作用的实施例的元件是结构性叙述。更具体地说，在此涉及的元件被〃配置〃的方式表示该元件的现有的物理状态，其同样被认为是元件的结构因素的明确叙述。应当认识到，在此使用的像〃大体上〃、〃普通地〃和〃通常〃的术语不用来限制所要求保护的实施例的范围或者暗示某些特征对所要求保护的实施例的结构或功能来说是决定性的、必要的或甚至重要的。反之，这些术语仅仅意欲表明实施例的特定方面或者强调替代特征或附加特征，这些替代特征或附加特征可以用在或可以不用在特定实施例中。在此为了描述和限定实施例，应当认识到术语〃基本上〃、〃相当数量地〃和〃大约"在此被用来表示固有的不确定度，其可认为是任何定量比较、值、测量或其他表示法的结果。术语〃基本上〃、〃相当数量地〃和〃大约〃在此还被用来表示数量表示法可以从规定的基准变化但不会导致所论述主题的基本功能变化的程度。已经详细描述了本发明的实施例并且参考其特定实施例，显然在不脱离所附权利要求中所限定的实施例范围的情况下可能有改进和变化。更具体地说，虽然本发明实施例的一些方面在此被认为是优选或特别有利的，但是可以设想的是本发明的实施例没有必要限制为这些优选方面。
权利要求
1.一种将元件安装到容器上的组件，该容器具有带有接头的凸台，该组件包括包括位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在X，y和Z方向中至少一个上进行调节；附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头；位于该框架第二端上的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，该下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第 ~■接头。
2.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，该支撑件是可转动的。
3.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，该固定夹紧装置进一步包括安装板，下板附接于该安装板，该安装板可在X，y和z方向中的至少一个方向上移动。
4.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，进一步包括至少一个附接于固定夹紧装置的游标尺调节，该游标尺调节允许该固定夹紧装置在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，至少一个游标尺调节附接于安装板或下板或两者，该游标尺调节允许该安装板或下板或两者在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。
6.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，可转动的夹紧装置进一步包括转盘，下部夹板附接于该转盘，且该转盘可在X，y和z方向中的至少一个方向上移动。
7.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，进一步包括至少一个附接于可转动的夹紧装置的游标尺调节，该游标尺调节允许该可转动的夹紧装置在X，y和z方向中的至少一个上进行调节。
8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，至少一个游标尺调节附接于转盘或下板或两者，该游标尺调节允许该转盘或下板或两者在X，y和z方向中的至少一个上调节。
9.根据权利要求I所述的组件，其特征在于，该可转动的夹紧装置进一步包括至少一个对准棒。
10.一种将元件附接到容器的方法，该容器具有带有接头的凸台，该方法包括提供一组件，包括包括位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在X，y和Z方向中至少一个上调节；附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头;位于该框架第二端的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第二接头；将容器放到支撑件上；转动容器以使第一接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的钳口内； 闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置之一的上板以将第一接头夹紧在适当位置； 转动容器以使第二接头配合到固定夹紧装置或可转动的夹紧装置中另一个的钳口闭合固定夹紧装置或可转动的夹紧装置中另一个的上板以将第二接头夹紧在适当位将至少一个元件附接到第一或第二接头上。
全文摘要
本发明涉及罐组件的夹紧装置。描述了一种将元件安装到容器上的组件，该容器包括带有接头的凸台。在一个实施例中，该组件包括:具有位于第一端和第二端之间的支撑件的可调节框架，该框架可在x，y和z方向中至少一个上进行调节；附接于该框架第一端的固定夹紧装置，该固定夹紧装置包括下板和可枢转地连接到下板的上板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口成形为夹持第一接头；位于该框架第二端上的可转动的夹紧装置，该可转动的夹紧装置包括下部夹板、下板和上板，下板可转动地附接于下部夹板使得下部夹板的运动引起下板的转动，上板可枢转地连接到下板，下板和上板中的至少一个具有形成在其中的钳口，该钳口形成为夹持第二接头。还描述了一种用于将元件附接到包括带有接头的凸台的容器上的方法。
文档编号B25B11/02GK102581795SQ201210002829
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者M.黑伯贝尔格, T.克宁 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司