专利名称：用于紧固件放置工具的监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于紧固件放置(placing)工具的监测系统，更具体地，其 涉及一种力/冲程监测系统，用于例如断裂杆(breakstem)铆接件的断裂杆 紧固件的放置工具。简单地说，这种紧固件包括大致柱形的可变形金属壳， 并在其孔中容纳更强金属的心轴，心轴在其一端并邻近壳的一端处包括具有 径向扩大头的杆，心轴的另一端(尾端)从壳的另一端突出。这种紧固件对 本领域技术人员是公知的，并以注册商标AVEX、 MONOBOLT、 HEMLOK 和AVDELOK进行广泛的商业销售。
背景技术：
众所周知，合适的放置工具包括用于接触上述紧固件壳另 一端的喷嘴 (nosepiece)，和用于夹持上述心轴突出尾端的心轴夹持装置。当紧固件插 入包括被铆接在一起的两个或更多个元件的工件中适合的孔中时，放置工具 提供至紧固件，使得心轴的尾端进入夹持装置，并且工具喷嘴接触壳的端部。 所述工具被致动以相对于喷嘴缩回夹持装置，夹持装置夹持心轴并相对于壳 向心轴施加渐增的张力，在壳上的反作用力由工具喷嘴支撑。这导致心轴相 对于壳逐渐移动，使得心轴头进入壳并导致壳径向扩张超过工件的远端面， 并导致工具喷嘴使与其接触的壳端部径向扩大，从而使工件的各部分紧固在 一起。渐增的张力最终导致心轴在沿其长度的合适的预定位置处的削弱部分 (断裂颈)断裂。工具通过液压气动系统提供动力。这种工具及其操作和使 用方式对本领域技术人员众所周知。这种工具的一个实例以注册商标 GENESIS进行广泛的商业销售。
发明内容
实际上，所希望的是，确保这种工具正确并最理想地执行。本发明意在 提供一种能够实现此愿望的系统，其通过下述方式实现，即，在放置紧固件 的过程中，随着工具冲程(即，心轴夹持工具相对于喷嘴的运动)的前进， 可监测由工具逐渐施加于紧固件的力的变化。
本发明通过其各方面提供一种监测设备，如在所附权利要求1中所述。
进一步的优选特征如权利要求2、 6和8中所述。
本发明通过其另外的方面还提供一种紧固件放置工具，如在所附权利要 求3中所述。进一步的优选方面如权利要求4、 5、 6和9中所述。
本发明的具体实施例现在将通过实例并参照附图进行描述，在附图中
图1是包括监测设备的紧固件放置工具的外部侧视图2是监测设备组件在装配至工具之前通过其主体的轴向截面；
图3是沿图2中箭头m方向的端视图，某些部分以虚影显示；
图4是通过监测设备组件和工具的邻近部件的轴向截面，其以分解形式 图示了其如何装配在一起；
图5是通过装配后结构的近轴向截面；和 图6是力相对于冲程的图线的示例性实例。
具体实施例方式
本实例的紧固件;故置工具在Genesis model G4HD的名称下商业销售。 其基本形式、构造及操作和使用方法(除监测设备以外)众所周知。简单地 说，参见图1，工具11通过围绕气动/液压增强器的液压柱的手枪式握把12 而被手持，并在压力下通过软管13供给空气。手枪式握把上方为触发器14, 触发器14下压则通过打开空气阀15 (图4和5)向气动/液压增强器提供压 缩空气而致动工具的操作。这导致液压流体在压力下应用于容纳液压活塞16的液压柱，液压柱的前端连接至由爪组件17提供的心轴夹持装置。活塞 16和爪组件17沿轴线20移动。工具包括壳接触装置，用于接触将被放置的紧固件的壳，并采用在管状 喷嘴19的前端的砧部18的形式，爪组件17在管状喷嘴19内同轴移动。在 没有监测设备的标准工具中，喷嘴的后部以螺紋方式直接紧固至工具主体的 前端21，并且，爪组件以螺紋方式直接紧固至液压活塞16的前端。在此实例中，监测设备包括安装在工具主体21与喷嘴19之间的监测 组件22,和安装在液压活塞16与爪组件17之间的大致管状的活塞适配器 23。为了将设备安装至工具，首先，将喷嘴19和爪组件17分別从工具主体 21和液压活塞16上去除(通过松开螺紋)。参见图4,活塞适配器23在其 后端紧固至活塞16的前部，爪组件紧固至活塞适配器23的前端。监测组件 22包括主体24和后盖25 (为了例示清楚，其在图4中未示出)。主体24 通过将其后部突出螺紋部分26拧进工具主体的前端21中而紧固至工具主体 的前端21,在此处，当监测组件22围绕其轴线20沿周向适当对准之后， 主体24通过锁定螺母27被紧固。爪组件17相对于喷嘴18的相对轴向位置与其在原有工具中的位置相同。参见图2和3，监测组件主体包括前部28和后部29,螺紋部分26从后 部29延伸。这两部分28和29通过三个螺丝件31紧固在一起，并通过两个 垫圏32 (在图3中围绕两个下螺丝件)和在第三螺丝件31周围的测压元件 传感器33而分开。这样可检测主体24的两部分28与29之间的压缩力，并 由此检测工具喷嘴19与工具主体21之间的压缩载荷。当工具用于放置紧固 件时，此压缩载荷来自由喷嘴组件17施加于紧固件的张力。因此，在工具 的使用中，测压元件传感器33检测由工具施加于紧固件的力。来自测压元 件传感器33的输出信号沿电缆34供给。传感器组件主体24还承载以模拟感应位置传感器35形式的非接触冲程 传感器。如图4和5所示，活塞适配器23具有外表面渐缩的部分，更具体 地采用关于轴线20同轴的锥36的形状。这种延伸使得，在工具的使用中，锥表面36邻近冲程传感器35经过。冲程传感器35检测冲程传感器的端部 与锥表面36的邻近部分之间的距离，该距离相对于适配器23缩回的距离而 线形变化。由于表面36为关于轴线20的锥形，适配器关于轴线的旋转位置 对此径向距离没有不同，从而使适配器更容易装配在工具上。冲程传感器 35的输出通过电缆37传送。传感器主体35紧固在套筒38中，而套筒38 接合在后主体部分29中的螺紋孔39 (图2)中，并且传感器35的位置通过 锁紧环41而固定。
在监测组件22安装至上述工具之前，冲程传感器缩回而使其离开适配 器23的锥缩表面36。在将上述部分安装在一起之后，爪组件17和适配器 23在其正常的(未启动)前向位置，冲程传感器35进行位置调节，直至其 检测到离锥表面36的0.5mm的间隙，然后被锁定环41锁定在此位置。在 工具的使用中，由于爪组件17在紧固件的放置过程中向后移动，因此，由 传感器3 5检测到的间隙相对于爪组件的移动距离而线形增加。
力传感器33和冲程传感器35的输出通过电缆34和37供给至监测设备 42，如图l示意性所示。这样说明了来自力和冲程传感器的输出信号，并将 结果得到的输入提供至例如可视显示屏43的显示设备。这样，当力和沖程 传感器在工具11放置紧固件的操作过程中进行操作时，提供了力和冲程值 的可视显示，其中，采用力值对沖程值的图线的形式，保持这种可视显示， 直到工具的下一操作开始。这种图线的实例被例示在图6中。以mm的沖程 距离沿水平轴显示，而以kN的力沿竖直轴显示。图线形状取决于多个因素， 例如，被工具放置的紧固件的设计、尺寸和材料，及由于诸如工具移动部分 磨损之类所致的在其操作过程中的任何变化。观测图线可看出，例如，紧固 件实际上是否已通过工具操作而被放置，以及如果是的话，工具执行得如何。
监测设备42内的信号处理装置需要某些形式的起动和停止信号，从而 致动和终止其用于每次使用工具的处理循环，从而放置另外的紧固件。为此 目的，优选使用工具触发器14操作。在此实例中，工具设置有触发器操作 传感器44(图4和5)。触发器操作传感器44可调节，并设置为使其仅当触发器被压下得足以起动工具操作时才发出输出。触发传感器输出通过电缆45供给至监测单元42,以致动其上述操作。触发传感器开关44,如同冲程 和力传感器一样，易于连接至标准工具和从标准工具分离。 本发明并不限于上述实例的细节。
权利要求
1、一种监测设备，其与放置紧固件的紧固件放置工具一起使用，所述紧固件包括壳和心轴，渐增的相对力施加于所述心轴以逐渐移动所述心轴和所述壳的相对位置，从而使所述壳变形，所述工具包括用于接触所述壳的壳接触装置，用于夹持所述心轴的心轴夹持装置，和力施加装置，用于相对于所述壳接触装置向所述心轴夹持装置施加渐增力，从而使所述心轴相对于所述壳逐渐移动；其中，所述监测设备包括组件主体，其可连接至所述力施加装置与所述壳接触装置之间的工具；力传感器，其由所述组件主体承载，用于检测由所述力施加装置相对于所述壳支撑装置向所述心轴夹持装置施加的力；和非接触冲程传感器，其由所述组件主体承载，用于检测所述心轴夹持装置相对于所述壳接触装置的位置，所述冲程传感器操作而不与所述心轴夹持装置或随其移动的工具或组件的任何部分进行物理接触。
2、 如权利要求1所述的监测设备，其中，所述设备包括可连接至所述 心轴夹持装置以随其移动的适配器，所述适配器包括锥面或斜面，所述锥面 或斜面移动经过所述冲程传感器，使得在所述沖程传感器与所述锥面或斜面 的邻近部分之间的距离随所述心轴夹持装置移动而变化并由所述沖程传感 器检测。
3、 一种用于放置紧固件的紧固件放置工具，所述紧固件包括壳和心轴， 渐增的相对力施加于所述心轴，以逐渐移动所述心轴和所述壳的相对位置， 从而使所述壳变形，所述工具包括用于接触所述壳的壳接触装置，用于夹持 所述心轴的心轴夹持装置，和力施加装置，用于相对于所述壳接触装置向所 述心轴夹持装置施加渐增力，从而使所述心轴相对于所述壳逐渐移动；所述紧固件放置工具包括监测设备，所述监测设备包括组件主体，其被可分离地安装在所述力施加装置与所述壳接触装置之间\的工具上；力传感器，其由所述组件主体承载，用于检测由所述力施加装置相对于 所述壳支撑装置向所述心轴夹持装置施加的力；和非接触冲程传感器，其由所述组件主体承载，用于检测所述心轴夹持装 置相对于所述壳接触装置的位置，所述冲程传感器操作而不与所述心轴夹持 装置或随其移动的工具或组件的任何部分进行物理接触。
4、 如权利要求3所述的工具，其中，所述工具包括连接至所述心轴夹 持装置以随其移动的适配器，所述适配器包括锥面或斜面，所述锥面或斜面 移动经过所述冲程传感器，使得在所述冲程传感器与所述锥面或斜面的邻近 部分之间的距离随所述心轴夹持装置移动而变化并由所述冲程传感器检测。
5、 如权利要求4所述的工具，其中，所述适配器的锥面或斜面为锥形。
6、 如权利要求1或2所述的监测设备，或如权利要求3 - 5中任一权利 要求所述的紧固件放置工具，组合以力/冲程比较设备，该力/冲程比较设备 由所述力传感器和所述冲程传感器供给信息，并产生冲程随力的变化而变化 的图线。
7、 如权利要求6所述的工具，其中，工具触发机构设置有触发操作传 感器，所述触发操作传感器也将信息供给至所述力/冲程比较设备，从而当 所述触发器被操作以致动所述力施加装置时致动所述比较设备。
8、 一种监测设备，大致如前参照附图所述。
9、 一种紧固件放置工具，大致如前参照附图所述。
全文摘要
一种紧固件放置工具(11)，用于放置断裂杆盲铆接件类型的紧固件，包括力/冲程监测设备(22)，该监测设备包括组件主体(24)，其被可分离地安装在工具与砧部(18)之间的工具上；测压元件传感器(33)，其由组件主体承载，用于检测由液压活塞(16)相对于砧部向爪组件(17)施加的力；和非接触冲程传感器(35)，其由组件主体承载，用于检测爪组件相对于砧部的位置。冲程传感器(35)操作而不与爪组件或随其移动的工具的任何部分进行物理接触。在此，爪组件通过具有锥缩外表面的适配器筒(23)连接至液压活塞。传感器(35)与适配器筒的锥表面的邻近部分之间的间隙距离随着适配器(23)和爪组件的轴向位置而变化。
文档编号B21J15/00GK101262964SQ200680033854
公开日2008年9月10日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月16日
发明者理查德·保罗·金 申请人:阿福德英国有限公司