固定器、尤其是临时固定器的制作方法

专利名称：固定器、尤其是临时固定器的制作方法
技术领域：
本发明涉及固定器。本发明涉及类型的固定器尤其用作临时固定器，但是本发明并不限于此应用。
背景技术：
临时固定器使用于许多领域，例如在航天工业中，并且尤其使用在飞行器的组装、保养和维修以及常规的汽车工业中。为了便于说明，下面的描述将通常涉及于航天工业。但是，需要理解的是本发明不限于该领域。
很大程度上，飞行器制造、保养和维修包括用手插入固定器。例如，在飞行器的制造过程中，将面板组装到框架的过程是特别劳动密集。每个铆钉通常是手工固定。接下来的保养和维修的过程大致一样。
作为铆接程序的一部分，有必要通过使用临时的固定器，将面板保持到框架上，或者将不同的层保持在一起。用于该目的的通常做法是在每隔6个或8个铆钉孔中使用临时的固定器。动力工具的使用被限制，尤其在保养和维修情况下，因为在该情况下存在通过火花引起爆炸的高度危险。因此，已经设计用于航空工业中的多种类型的临时固定器需要手工或者通过手动工具进行插入和/或取出。
几种类型的临时固定器已经被设计使用在航天工业中。可能最普通的是被称为Cleco的固定器。这些固定器是弹簧加载的并且通过使用专用的钳子进行安装，该钳子压缩弹簧以使内部销向下延伸。在该构造中，该销可插入到铆钉孔中。一旦压缩弹簧被释放，在销上的张力将使蒙皮或者面板被拉到框架上，或者将多层材料层拉到一起。
现有技术的固定器的另一种类型是楔形固定器。该类型的固定器具有两个或多个柔韧的臂，它们能够被插入到铆钉孔中。在扩张的台肩中的臂端以及被夹紧的多个材料层被压缩在台肩和垫片之间，该垫片受力朝向将要被固定的面板。
使用现有技术的固定器会存在许多缺点。它们是昂贵的并且难以使用。它们会导致铆钉孔出现毛刺，需要去毛刺和排除碎屑。它们在深度和压力要求方面会受到限制，因此取决于目的，需要一系列的不同的固定器。可能会在铆接复合材料或者在铆接具有弯曲表面的材料方面存在问题。安装和移去需要操作者一定量的体力。固定器的移出通常比安装更困难，尤其是如果材料层被粘接以及铆接。现有技术的固定器可以挤入在铆钉孔中，需要体力来取出它们。当在被铆接的材料层之间使用密封剂或者粘结剂时，可能会被加剧这种压挤。固定器需要定期的清洁以除去粘结剂。
用来安装临时固定器例如Cleco的专用工具的使用方面会存在许多缺点。例如，专用的钳子使用起来可能会有点笨拙并且会使临时固定器的安装缓慢，因为每次在安装之前该固定器必须被装入该工具之中。因为在工作期间成百上千的临时固定器需要安装，所以操作者的手指会感到疼痛或者受到伤害。如果操作者手较小的话，很难操作专用的钳子。采用专用的钳子来压缩Cleco固定器的弹簧需要消耗大量的体力。采用专用的带动力的钳子一直不令人满意的，因为接近(access)问题以及大量需要操作的固定器。对于体力的这些要求会限制在航天工业中工作的工人的类型。
本发明的一个目的，至少在一些实施例中，是为了提供一种临时固定器，该临时固定器不必使固定器在最初就被安装在用于安装的专用工具中。本发明的进一步的目的是提供一种临时固定器，该临时固定器使用起来相对简单，并且可以避免或者减轻在现有技术的固定器中发现的一些其它的缺点，例如，其能够适应不同的深度和压力要求。本发明的进一步的目的，至少在一些实施例中，是为了提供一种固定器，该固定器可用于固定不同类型的材料，这些材料在航天工业中变得逐渐普遍，例如包括碳纤维和/或玻璃纤维的复合材料，以及钢和铝。本发明的进一步的目的，至少在一些实施例中，是为了提供一种临时固定器，其能够用于弯曲面板，例如那些对飞机构造所必需的装置。
在需要可释放的固定器以在“盲”的情况下，例如将表面材料固定到飞行器的翼上时，临时固定工作表面，这可能要求固定器在单个装配过程中是可移去的，并且固定器没有部分被剪切掉以便保留下来。本发明的实施例在“盲”的情况下是有用的。

发明内容
因此，在第一方面，本发明提供一种固定器，其包括纵向主体；安装在该纵向主体上的第一工作接合部件；与纵向主体相关联的第二工作接合部件；以及在纵向主体上用于调整在纵向主体上的第一工作接合部件的位置的装置，第二工作接合部件包括能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置的装置。
本发明的固定器优选地用作临时固定器。但是，本发明的固定器也可用作永久的固定器。这样的固定器可被用作临时固定器或者平头钉(tack)，尤其在航天工业中，并且在不再需要的地方，该固定器可以通过钻出而被移去。
该固定器优选地全部或者部分由诸如填充玻璃的(glass-filled)尼龙或者类似的材料制成(但是其它的材料也是合适的)。一种或多种不同的材料可以结合使用。然而，为了回收目的，优选使用单一材料。
本发明的固定器可以采用任何合适的形状。非限制的例子为圆形的、正方形或者六边形的横截面形状。类似地，例如，该固定器的部件的横截面形状为圆形，正方形或者六边形。
第一工作接合部件可以采用支承或者根部施压件的形式，其安装在纵向主体上并且适合于被推向工作面，该工作面被卡在第一工作接合部件和第二工作接合部件之间，以便于在工作面上产生压力并且将它们压缩在一起。第一工作接合部件可包括剪切架，以在所需的那些实施例中帮助剪除第二工作接合部件。
第一工作接合部件，优选地以根部施压件的形式，可呈现为平坦轮廓或者另外形状的以便接触工作面的轮廓。该根部施压件可以为任意合乎需要的形状。特别地，该根部施压件可以被成形以安装在工作面中所形成的凹陷处，从而最终使得铆钉或者其它的永久的固定器被埋头在该表面中。
第二工作接合部件与纵向主体相关联。优选地，第二工作接合部件安装或者固定在纵向主体上或者与纵向主体成一整体。在一个实施例中，第二工作接合部件和纵向主体相分离，与第一工作接合部件成一整体或者连接到第一工作接合部件上。
优选地，在纵向主体的一端包括引导件或者定位器探头，以帮助引导固定器进入诸如铆钉孔的孔之中。纵向主体的另一个端可以包括用于插入固定器的工具的导向装置。
第二工作接合部件包括能够处于两个位置的装置。在第一位置处，该装置具有窄的横截面区域，第二工作接合部件能够通过诸如铆钉孔的孔被插入。在第二位置处，该装置的横截面区域应该足够的宽，以防止该装置从孔中拔出。这样，有可能在第一工作接合部件和第二工作接合部件之间卡住工作面并且将它们固定到一起。
能够处于第一和第二位置的装置的各种实施例对本领域技术人员来说是明显的。在优选实施例中，该装置可以是可扩张的和可折叠的，但是能够变化形状，从而使得固定器能够从与工作面的接合情况中拔出。在下面结合附图对本发明进行描述的实施例中，包括翼和叶片。
用于调整在纵向主体上的第一工作接合部件位置的在纵向主体上的装置可采用任何适当的形状。在一个形状中，该装置为棘轮齿/爪结合的类型。在该实施例中，纵向主体优选在超过一半的长度上带有棘轮齿。爪部件优选安装在与棘轮齿接合的纵向主体上。爪部件可以适合于接合棘轮齿，从而使得爪部件仅仅在一个方向上移动，也就是朝第一工作接合部件和第二工作接合部件的方向移动。但是，一种可替换的布置是爪部件能够解除与棘轮齿的接合，从而使得爪部件朝向第一和第二工作接合部件的运动能够被反向，并且爪部件以相反的方向移动。
该爪部件可以与第一工作接合部件整体成形。爪部件优选地安装在纵向主体上以与棘轮齿接合。优选地爪部件可以适合于接合棘轮齿，从而使得爪部件仅仅在一个方向上移动，也就是朝第一和第二工作接合部件方向移动。
位置调整装置可以采用其它的形状。一个非限制的例子是用于堵缝(caulking)枪类型的装置，不论是手动操作还是例如通过空气或者水操作。另外的例子是基于螺纹的装置，其能够以较小的增量推进第一工作接合部件。再一个例子是这样一种装置，其提供第一工作接合部件朝向被固定的工作表面的单向运动，反向运动例如通过类似于在大型越野滑雪板上使用的鳞状装置(scales)被防止或阻碍。这样的装置可借助于纳米技术而适合于分子级水平。其它的实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。其它的装置中的一些可允许无限的可调整性，而不是非连续的可调整性，该非连续的可调整性借助于棘轮齿和棘爪的结合。
在一个实施例中，第一工作接合部件、第二工作接合部件和爪部件由整体制成或者处于固定的空间关系，从而使得固定器基本上包括两个部分，第一部分为纵向主体，其具有棘轮齿和可选择性的定位器探头，第二部分为第一工作接合部件、第二工作接合部件和爪的结合。
在另一个实施例中，本发明的固定器基本上为三个部分，即第一部分为纵向主体，其包括棘轮齿和包括通过与之结合或者连接的第二工作接合部件；第二部分为与爪部件结合的第一工作接合部件；以及第三部分位于纵向主体的内部并且可选择性的包括定位器探头。
在具有两个部分的实施例中的固定器适合于工作面没有较宽地间隔开情况，并且仅仅需要相对小的运动就可以将它们拉到一起。在具有三个部分的实施例中的固定器可具有更大的运动和更深的能力，并且能够适合于将位置较宽地间隔开的工作面拉到一起。具有三个部分的实施例可允许更宽的调整范围。
本发明的固定器可以用手插入到孔中。优选地，通过(例如)采用合适的工具沿着棘轮齿使该爪部件前进，然后固定器被紧固在适当的位置。用于紧固横向拉杆或者电缆绑扎带的工具可适合于该目的。但是就现有技术的Cleco固定器而言，安装者必须首先将固定器装载Cleco在该工具中，将固定器插入到该孔中，然后释放在固定器中的弹簧，就本发明的固定器来说，该过程可以更加有效地实施。例如，第一操作者仅仅将固定器推入到该孔中，第二操作者可紧跟在后面来上紧该固定器。
本发明的第一方面的固定器可以实施除了紧固功能之外的功能。例如，该固定器可包括用于连接一个或多个诸如电缆的部件的装置。作为另一个例子，固定器可以与部件进行结合，该部件需要以永久的或者半永久的方式安装或者连接到工作面上。优选地，这种连接或者结合可以与第一工作接合部件结合起来进行，在一个实施例中该第一工作接合部件为根部施压件。对本领域技术人员是显然的是，该连接和结合可借助于在固定器上的其它装置进行，并且这些都是在本发明的范围之内的。
更详细地，本发明的固定器的这样辅助功能的一个非限制的例子是电缆线与第一工作接合部件的结合。然而，电缆绑扎带可以为常规的电缆绑扎带，其围绕着一根电缆或者多根电缆，并且能够以通常的方式通过利用棘轮齿和爪在它们周围拉起。类似地，钩子或者环能够连接到固定器上或者形成固定器的一部分，以用于在壁上安装工艺品或者标志图案，或者用于安装诸如碗柜的家具。本领域技术人员应该理解的是存在无数的其它应用。
优选的是，本发明的固定器被提供安装在连续进给带中。在固定器用手安装的情况下，介绍的这种方法可使固定器的选择以及它们的操作形成流水线。但是，连续进给带还可以适合于自动地供给到手工工具或者机械手中。
固定器可以被插入到连续进给带中。可替换地，固定器可以与连续带整体制造。后者特别适合于固定器是通过注模法成形的情况固定器可通过片材(web)连接到一起以形成固定器的长带。插入到连续带中或者以连续带制造的固定器能够以盒的形式或者以适当长度的带的形式进行供给，例如其中包括20，30或者40个固定器。
在机械工具或者机械手被用于本发明的固定器的情况，该机械工具或者机械手能够以任何合适的方式驱动，但是优选为气动。
与第一方面相关的本发明还包括采用本发明的固定器固定工作面的方法，该方法包括下面步骤将第二工作接合部件插入到工作面中的孔中；使包括在第二工作接合部件中的装置处于宽的横截面区域的第二位置；使第一工作接合部件在纵向主体前进，以使工作面在第一和第二工作接合部件之间保持所需的接触；和可选择性地基本上移去在第一工作接合部件和该前进部件之外可接近的所有的纵向主体。
与本发明的第一方面进一步相关，本发明提供了从由固定器固定的工作面中移去本发明的固定器的的方法，该方法包括下面步骤使第二工作接合部件处于窄的横截面区域的第一位置；以及从工作面中的孔中拔出固定器。
为了使得第二工作接合部件处于第一位置，在一些实施例中，有必要脱离位置调整装置，例如从棘轮齿中脱离爪部件，例如在如上所述的具有两个部分的实施例中。这可能包括爪部件的断裂部分。在其它的情况下，没有必要去干扰爪部件与棘轮齿的接合。这些装置的更多细节在附图中示出并且将在下面描述。
在第二个方面，本发明提供了一种固定器，其包括具有第一接合装置的第一纵向主体；和第二纵向主体，第二纵向主体具有适合于容纳第一纵向主体的开口；和在开口的至少一部分中的第二接合装置；其中第一接合装置和/或第二接合装置适合于充分变形，以允许第一纵向主体轴向滑动通过在第二纵向主体中的开口，当一个纵向主体相对另一个旋转时，第二接合装置适合于与在第一纵向主体上的第一接合装置接合。
在与临时固定器或者平头钉固定器相关的特别优选的实施例中，本发明第二方面的固定器包括能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置的装置。该装置优选是第二纵向主体的一部分或者连接到纵向主体上。
进一步优选的是，第一和第二接合装置允许第一纵向主体在第二纵向主体内单向运动，从而一旦第一纵向主体被插入到第二纵向主体中的开口时，第一纵向主体可以在第二纵向主体内的一个方向上被拉动，但是不能在相反的方向上被推动。
第一纵向主体优选是由相对坚硬的塑料制成的铆钉。第一纵向主体适合于通过注模法进行制造。
第一纵向主体可包括在一些或者其全部长度上的第一接合装置。第一纵向主体的一端优选设计为接合插入工具，但是另一端优选采取探头的形式以帮助插入到工件中的孔中。
每个第一和第二接合装置可以从许多构造中进行选择，例如螺旋状的螺纹、凹槽和突起、锯齿、带尖缘的环形突起，套环(burrs)以及其它的合适的抓持部件。当本发明的固定器被设计来允许在第一纵向主体第二纵向主体内单向运动时，第一和第二接合装置应该操作使得在第一和第二接合装置之间存在棘轮效应。最优选的装置是第一接合装置为螺旋状的螺纹或者锯齿、凹槽/突起等等，它们都具有适合于与第二接合装置中的倒钩或者台肩接合的台肩，以防止第一纵向主体双向运动。
第二纵向主体优选为大致圆筒形，其中第二接合装置位于在该圆筒的一部分之中。该装置能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置，当存在时，该装置优选地包括该圆筒的延续部分，该圆筒在该区域中被分段。这些装置优选为被铰接到圆筒的剩余部分上的翼。
在一个优选实施例中，第二接合装置采取螺纹或者环形槽和突起的形式，适合于变形并且通过切入螺纹或者凹槽和突起中的纵向缝隙来增加横截面区域。在第二优选实施例中，第二接合装置以适当的方式成形，以允许第一纵向主体通过开口进行轴向滑动。在该实施例中，第二接合装置在开口的至少一部分中采用内螺纹或者突起的形式，并且具有环状横截面，除了该环被成形为使环的内部周边变为六角形的周边之外。其它的构造也是适当的。
已经阅读上述公开内容的本领域技术人员应该理解的是，第一和第二接合装置之间的关系将使得第二接合装置允许第一纵向主体在开口内的轴向运动可能是单向的，但是当一个纵向主体相对另一个旋转时，第一接合装置和第二接合装置能够实现正确的接合。
虽然上述优选实施例涉及第二接合装置的变形，需要理解的是，本发明的固定器可以被构造为使得第一接合装置变形，或者使得第一和第二接合装置的每个都有一些变形。
特别是在第二接合装置变形的情况下，优选地，第二纵向主体由相对硬的塑料制成，例如填充玻璃的Nylon(商标)。合适的材料的商标是ZYTEL，由DuPont公司进行销售。
本发明的第二方面以其最宽的形式示出了十分有效、快速连接的固定器。当其被用作临时固定器或者定位铆钉时，其可以使工件迅速连接，且具有精调整地将工作面拉到一起的能力。
本发明的第三方面涉及“固定和释放系统”发明的变型，该发明首先公开在国际专利申请号PCT/AU99/00185(WO99/47819)中。该说明书的内容结合在此作为参考。
在一较宽的形式中，应用到本发明的第三方面的固定和释放系统发明公开如下一种适合于可释放地固定第一部件和第二部件的连接装置，该连接装置包括通过远程激活装置在锁定位置和释放位置之间可移动的锁定装置，其中处于锁定位置时第一部件被锁定到第二部件上，当处于释放位置时第一部件从第二部件中释放，其特征在于，在连接装置和远程激活装置之间不存在永久的材料连接(如说明书中所限定的)。
在WO99/47819的优选实施例中，锁定装置在可变形的通道中是可移动的，并且在第一位置处，锁定装置防止在其区域中的通道的变形。
在本发明的第三方面的变型中，固定器作为带状固定器是特别有用的。在该变型中，锁定部件为一个但优选超过一个的可转动部件，其适合于在可变形的通道中旋转，其中旋转轴线垂直于通道的纵轴线。当固定器处于锁定位置时，可旋转的锁定部件被设计为在朝向通道的口部具有较宽的尺寸，当固定器处于释放位置时，其在朝向通道的口部具有较窄的尺寸。当锁定部件通过其较宽尺寸锁定出口时，通道的出口被防止向内变形。当锁定部件在朝向通道的口部具有较窄尺寸时，通道的出口可向内偏斜。
优选地，锁定部件可通过磁铁或者电磁体从锁定位置移动到释放位置。更优选地，存在相互之间并排的多个锁定部件，并且每个锁定部件都采用磁性装置来保持其与邻近的锁定部件的对齐。其目的在于使得可旋转锁定部件的每个“组”可以一致地旋转，从而使得所有的部件可同时将它们的窄边提供在通道的口部，或者相反地，同时将它们的宽边提供到通道的口部。
在该类型的固定器的简单形式中，磁铁可以沿着锁定部件的路线被“重击”，以使它们旋转通过180度进行锁定或者释放。磁铁的极性的反向和再次的重击会使锁定部件旋转180度，从而回到它们的原始位置。
可旋转的部件可以采用任意所需的形状，只要它们在处于锁定位置时，可实现防止通道的壁的相关部分(例如口部)向内偏斜的所期望的功能。如在一个例子中，可旋转的锁定部件可以类似在侧视图中的楔状物或者在平面视图中的圆形或者正方形。作为另一例子中，锁定部件其本身为两个或两个以上的可转动的部件，其中在侧视图中每个锁定部件的形状是不变的，例如矩形。在这个后面的例子中，可旋转的部件可引起杆或者类似装置上升或者下降。当可旋转的部件被引起在一个方向上旋转时，该杆被提升以防止通道壁的相关部分的偏斜。当可旋转的部件进一步旋转或者反向旋转时，会导致该杆下降。
锁定装置的其它实施例是可能的并且对本领域技术人员是显然的。


现在将结合一些非限制性的例子描述具有不同方面的本发明，这些例子在附图中进行了表示，其中图1表示了当插入到工作面中的孔时，在第一方面的本发明的固定器的第一实施例的部分侧视图；图2是沿着图1的线2-2的剖视图；图3是沿着图1的线3-3的剖视图；图4是沿着图1的线4-4的剖视图；图5表示了在首先插入到工作面中的孔之后，类似于图1的固定器；图6是连续进给带的一部分，通过该部分在图5中的固定器已经认为被插入；图7示出了在将工作面拉到一起的过程期间图5中的固定器。
图8示出了图5和7中的固定器的进一步的操作，其中工作面被固定并且部分固定器已经被分离。
图9示出了在图5、7和8中的实施例的移去过程的第一部分；图10示出了在图9中的固定器的移去过程的最终部分；图11示出了在最初插入到工作面中的孔之后，第一方面的本发明的第二实施例的部分剖视的侧视图；图12示出了在固定器已经将工作面紧固到一起并且固定器的一部分已经移去的图11中的固定器；图13、14、15和16依次示出了在图11和12中的实施例的插入的过程，其中图13基本上与图11相同，并且图12被包括在图16中；图17和18依次示出了图12的实施例的移去；图19示出了与电缆绑扎带结合的图12的实施例的变型的部分剖视的侧视图；图20示出了图19中的实施例，其中电缆绑扎带围在电缆(未示出)的四周并且被锁定就位；图21是在第二方面的本发明的固定器的第一实施例的纵向截面；图22以小比例示出了图21的第一和第二纵向主体；图23是沿着图21的线3-3的剖视图；图24示出了第一和第二接合装置的放大的详细接合状态；图25是在第二方面的本发明的第二实施例的纵向剖视图；图26是沿着图25的线6-6的剖视图；图27示出了图25的实施例，其中设有能够在宽横截面区域的第二位置处处于第一和第二位置的装置；图28示出了处于制造过程中的飞行器的机身中的适当位置处本发明的多个固定器(例如图1到4的实施例)；图29示出了本发明的第三方面的实施例的侧视图；图30示出了图29的实施例的端视图；图31示出了图29的实施例的顶视图；图32示出了图29的实施例的透视图；图33示出了图29的实施例的部件分解视图(从上方透视)；和图34示出了图29的实施例的部件分解视图(从下方透视)。
具体实施例方式
首先参见图1至4，固定器80设计为手工使用，并且被插入到第一工件14中的孔12中和第二工件18中的孔16中。通常在此阶段，第二工件18与第一工件14相隔开，如图1中的虚线轮廓所示。(图5和7示出了工件14和18被拉到一起的正常过程)。工件14例如可代表飞行器的蒙皮面板，同时工件18可代表飞行器的机架的部分。
固定器80具有带多个棘轮齿22的纵向主体82。在设计插入到孔12和16中的固定器80的一端是探头84，以帮助对齐。
由整块材料模制成的固定器80具有第一工作接合部件86(以根部施压件的形式)、爪部件88和第二工作接合部件90。爪部件88通过棘爪锁92接合棘轮齿22。
在该实施例中，第二工作接合部件90由四个叶片94组成。在图1中，这些部件被表示在窄的横截面区域的第一位置中，围绕纵向主体82的一部分。同样在图1中，在叶片的根部，叶片94通过窄带状的材料96连接到根部施压件86上。其目的下面将要描述。窄带状的材料96包括用于接合齿22的第二棘爪锁98。
位于纵向主体82的一端的探头84向扩张部分100锥形地延伸。当纵向主体82向上移动时(参见图1中所示的方向)，扩张部分100迫使叶片94分开，从而使得第二工作接合装置90能够处在宽的横截面区域的第二位置。为此，工件14和18需要处在图1中实现轮廓所示的位置，否则叶片98不能通过部分100向外扩张。例如，通过在根部施压件86上的向下的压力和/或通过向上拉拔纵向主体82，工件14和18可以连接到一起。
图2是沿着图1的线2-2的剖视图，其大致穿过工作面14和18之间分界面(并且省略那些工作面)，并且表示了窄带状的材料96和第二棘爪锁98。可以看到存在四个第二棘爪锁98，并且这些对应于四个窄带状的材料96。相反地，在该实施例中，棘爪锁92没有分段提供，而是连续地围绕相应的齿22。
在图3中，可以看出叶片94在相邻的叶片之间提供有缝隙95。可能希望提供给叶片94以较窄的缝隙，或者不明显的缝隙。在图3中，第二棘爪锁98和窄带状材料96的位置被示出，但是以虚线表示，因为它们在该横截面处实际上是看不见的。
然而，在图1到4中的实施例适合于手动插入，在图5和7到10中的轻微变型是要用手动工具或者例如由空气作动力的工具，进行插入操作。注意，在图1中的纵向主体82稍微长于图5和图7到8中的纵向主体。
参见图5和6，为了将固定器80插入到孔12和16中以及为了固定工件14和18，固定器80从连续进给带(feeder strip)102(图6)中提供。需要注意的是带102被表示为在每个固定器80的“头部”附近连接固定器80。连续进给带102被连接到固定器80的其它的部分上，例如根部施压件86或者爪部件88上，也在本发明的范围之内。固定器80被推进孔12和16中。
例如，通过在根部施压件86上加压，通过将爪部件88推入棘轮齿22中，可以使工件14和18移动到一起，达到图7所示的位置。当固定器80沿着图7中的箭头方向106移动时，纵向主体82的扩张部分100使叶片94如图示的向外张开，固定工件14和18到一起。在这个阶段，棘爪锁92和第二棘爪锁98与齿22相接合。
如图8所示，纵向主体82超出爪部件88的部分现在可以通过适当的剪切装置(在108处部分示出)被剪切掉。结果是齐整的固定器可以使工作保持在一起，同时铆接或者其它的永久固定可发生在附近的铆钉孔(未示出)中。如果铆钉是通过机械手插入的话，这是特别有用的，因为剪切后的固定器呈现较低的轮廓并且不会阻碍机械手的操作。
如果希望移去固定器80，遵照如图9和10所示的程序。如图9所示，纵向主体82的剩余部分以箭头110的方向推进。为了做到这些，可以使用一种工具(未示出)通过通道104来抓住结合的爪/根部施压件，并且采用足够的力对纵向主体82进行冲击，以折断棘爪锁92。棘爪锁92的碎片在图9中示意性地示出，回想一下，实际上棘爪锁92表示限定的冲击。然而，第二棘爪锁98保持与齿22的接合(参见图2)。在纵向主体82从爪部件88中推出足以使叶片94回到其关闭位置之后，如图10所示，固定器80可以从工件14和18中拔出。由于在第二棘爪锁98和齿22之间的接合，在图10中的箭头112方向上拉动固定器将会导致固定器80的剩余部分从孔12和16中拔出。
现在将描述在图11到18中的第二实施例。首先看图11，固定器120具有纵向主体122，其带有多个棘轮齿22。在该实施例中，纵向主体122是一个圆筒。柱塞114设置在圆筒122之内，在柱塞一端具有连续的带116，执行在先前的实施例中与带102相同的功能。柱塞114的另一端是探头118。探头118类似于探头84，其具有扩张部分124。柱塞114在图11和12中示出，其具有台肩126、颈部128和斜坡130以及止挡部132。至少在斜坡130的区域内，柱塞114是充分弹性的，以使得斜坡130通过孔134进入到纵向主体122之中。由于在颈部128和斜坡132的最宽部分之间的倾斜，柱塞114能够相对容易地从图11所示的位置移动到图12所示的位置。但是，由于在斜坡130的最宽的部分和台肩126之间的接触，需要更大的力来使柱塞114反向运动。
在图11的实施例中，第一工作接合部件86和爪部件88基本上与图1的实施例相同，因此采用相同的数字标记。对应的实施例在这方面之间的差别是，在图11的实施例中基本上存在三个部分柱塞114、纵向主体122和根部施压件86(与爪部件88相结合)。在图1的实施例中，存在两个部分，也就是纵向主体82和根部施压件86(与爪部件88和第二工作接合装置90相结合)。
在图11的实施例中，第二工作接合装置136不仅如先前的实施例中一样形成有叶片138，而且是纵向主体122的一部分或者连接到纵向主体122上。探头118的扩张部分124用来使叶片138打开到宽的横截面区域的第二位置。
转向图13至16所示的插入顺序，在图13中，工件14和18示出比在图5所示的更宽的间距关系。通过在箭头140的方向移动固定器120，固定器120插入到孔12和16中。如先前实施例的情况一样，插入过程可通过手动工具或者机械手进行，并且可以采用安装在连续进给带116上的固定器，如图6所示的带102一样。
然后，如图14所示，柱塞114在图14所示的箭头142方向进行移动。在这种情况下，斜坡130被拉拔通过孔134以到达在图12中更详细示出的位置。同时，探头118的扩张部分124迫使叶片138分开。
在箭头142的方向上继续对固定器120进行拉紧，结合使爪部件88推入棘轮齿22，使得工件14和18拉到一起，如图15所示。此时，固定器120的多余部分通过剪切装置108剪断。这可以通过图16看出，固定器120的剩余部分可靠地使工件14和18保持在一起。
为了移去固定器120，参见图17和18所示的过程。一工具(未示出)被用来在箭头144所示的方向上以足够的力来冲压柱塞114的剩余部分，以在孔134的狭窄部分上使斜坡30破裂。然后，探头118的扩张部分124可以从叶片138中离开，因此叶片138可以折拢。在齿22中的棘爪锁92使得固定器120能够以整体的形式拔出，如图18中的箭头146所示。
现在转向图19，在这里示出了与图12的实施例(在多余的部分移去之后(参见图16))结合的电缆绑扎带，其具有弹性臂148和150。电缆绑扎带被示出与爪部件88结合成一体，该爪部件88与根部施压件86组合在一起。需要理解的是，电缆绑扎带可以替代地与图1中实施例的相同的部件结合成一体。
在传统的电缆绑扎带的情况下，臂148带有齿152并且臂150包括在通道156中的互补的齿154。
一旦固定器120已经以图13到16所示的方式被插入时，电缆(未示出)被放置在适当的位置，并且臂148插入通道156并且充分地拉动以环绕该电缆，齿152以通常的方式与齿154相接合。
需要理解的是，除了电缆绑扎带，可采用其它类型的固定部件，例如环(例如用于挂照片)或者杯钩。可替换地，固定器120可以与其它类型的要连接或固定到工件上的产品相结合。
现在参见图21至27(本发明的第二方面)。
需要理解是，在这些附图中的实施例用于说明临时固定器或者临时铆钉的实施例。但是，如果能够处于第一和第二横截面区域位置的装置被忽略，这些附图也用来表示本发明怎样在其它的情况下工作。
首先参见图21至24，固定器200具有第一纵向主体202，该纵向主体202具有第一接合装置204。在该实施例中，第一接合装置204是具有0.6毫米螺距的螺旋状的螺钉螺纹。
第二纵向主体206具有大致圆筒形开口208。开口208连续通过喉部210。喉部210具有第二接合装置，在该实施例中为内部螺旋状的螺纹212。在喉部210的区域，第二纵向主体206具有缝隙214。在图21和22中仅仅示出了一个缝隙214。优选地，存在有四个这样的缝隙214。
第二纵向主体206包括翼216。这些翼在铰链218处连接到纵向主体206上，并且优选提供四个翼，其中的两个在图21和22中示出。
第一纵向主体202包括探头220和阶梯形部分222，阶梯形部分设计用来装配入一个插入工具(未示出)中。
每个第一接合装置204和第二接合装置212都分别包括台肩224和226(参见图24)。在这些台肩之间的接合可防止第一纵向主体202在开口208之内以向下的方向移动，如图21中所示。但是，第一纵向主体202能够在开口208内向上移动。
为了操作固定器200，通过将阶梯形部分222从端部228通过开口208送入，第一纵向主体202被插入到第二纵向主体206中。然后，将已装配的固定器插入到插入工具(未示出)中，该工具可以夹住一些或者所有的阶梯形部分222。已装配的固定器200由工具插入到两个或者更多工件的埋头螺孔230中，这些工件以数字232示意地表示。插入工具被驱动，以使其拉起第一纵向主体202到一预置的张力，台肩224沿着台肩226进行棘齿接合。参见图21，探头220的向上移动会导致翼216的张开(以图27所示的同样的方式)，以保持工件232到一起。插入工具逆时针旋转第一纵向主体202以将其锁定在开口208中的适当位置。
第一纵向主体202的突起被剪断(通过插入工具)，从而与埋头螺孔的头部相平齐。第一纵向主体202的剩余部分能够以所需的张力使工件232保持在一起。
如果固定器200将被永久的铆钉所代替，则固定器200被钻出并且以已知的方式进行替换。
现在参见图25至27，除了第二接合装置之外固定器240与先前实施例中的固定器200是同样的。然而，在图21至23的先前的实施例中，允许螺纹212充分变形的缝隙214允许第一纵向主体202在开口208之内单向通过，而在固定器240中不存在缝隙214。反之，如图26中所看到的，在第二纵向主体236的内部形成的是内螺纹234，内螺纹234已经形成以使它们的内部周边表示为六角形的周边。
当在图25中的第一纵向主体202被向上拉时，螺纹234能够充分的弯曲，以允许在第一纵向主体202上的外螺纹204通过。为了单向运动，螺纹204和螺纹234包括在图24中所示出的用于螺纹204和212的台肩。
在图25至27中的实施例可与图21至24所述同样地操作，因为第一纵向主体202被拉起并且扭曲以锁定其在适当的位置。
与图21至24中所示出的实施例相比，在图25至27中所示的固定器的实施例可能提供更大的强度。在图25至27的实施例中的内螺纹234可以水平变形，而不需要在图21至24的实施例中的缝隙214。
图28示出了被铆接的飞机机身的一部分，其中多个固定器80处于适当的位置。示出的所有的固定器都是本发明的固定器，尽管仅仅一些被标志。所以，由固定器80占据的孔还可以被铆接，这时固定器80需要被移去，如上所述。
现在参见在图29至34中的本发明的第三方面的实施例，固定器160以带状固定器的形式被示出。但是，需要理解的是，固定器可以采取不连续的固定器的形式。
固定器160具有安装在通道162中的三个可旋转的锁定部件158。每个锁定部件可以围绕轴164进行旋转。每个锁定部件158在侧面图中通常是楔形的，相对于薄的边缘168的厚的边缘166(参见图34)。每个锁定部件158包括一磁铁170。
如图32最佳地示出，当固定器160被锁定时，锁定部件158的厚的边缘166位于通道162的臂174的上部172之间。在该构造中，通过突出部176被接合的部件(未示出)被防止从与突出部176的接合中移出，因为臂174的上部172被防止向内偏斜，这是因为锁定部件158的厚的边缘166的存在。
为了释放由突出部176与该部件(未示出)的接合，必须旋转锁定部件158，从而使得薄的边缘168位于通道162的上部172。为此，一简单的条状磁铁沿着底板178或者在其区域内被重击(swiped)。取决于磁铁的极性，锁定部件158将向右或者向左旋转180度。在每个锁定部件158上的磁铁170确保了所有锁定部件一致地旋转。当薄的边缘168位于在上部172之间时，存在偏斜的空间，并且突出部176不再与该部件(未示出)相接合。
使条状磁铁的极性反向并且再次重击它，将会使锁定部件158回到其原始位置。
本领域技术人员应当理解锁定部件158的旋转可通过其它的方式实现，例如通过利用电磁场。在另一个实施例(未示出)中，锁定部件158可以全部都具有一致的厚度，而不是楔形和如图33和34中所示的形状。可替代地，锁杆可连接到可旋转的锁定部件上。部件的旋转可用来在臂174的上部172之间提升锁杆，防止向内偏转。锁定部件的进一步的旋转能够将锁杆返回到其初始的释放位置。
如专利申请No.WO99/47819中更详细的描述，锁定和释放动作可以通过遥控激活而实现，其中在诸如磁铁的致动装置和锁定部件之间可以实施无材料连接。但是，本发明的第三方面的情况中硬接线或者其它材料的连接也可使用，在本发明的范围之内。
工业实用性可以预计的是，本发明的固定器能够以极其低的价格被制造，并且因为第一工作接合部件(在第一方面的固定器中)能够由塑料或者其它的可模制材料制成，所以为该部件中的固定器提供一些变化是经济的，例如接纳采用弯曲表面。
而且，容易将本发明的固定器适用在复合工件中，并且在临时装配期间可以使损坏最少。
关于这样一些工业部门，其中需要采用临时固定器直到永久固定器被插入，并且尤其是在机械手插入永久固定器的情况下，在纵向主体的一部分可以被剪切掉这样一种本发明的固定器是尤其有用的。剪切掉固定器呈现低轮廓的外观，其不会阻碍机械手的操作。
本发明的连接装置作为一简单的锁定装置是有用的，其可以隐藏在视野之外，并且能够通过条状磁铁或者其它的激活装置进行操作。例如，一种应用是作为医药箱的锁定。
本领域技术人员还需要理解的是本发明的范围不限于在此所描述的具体的实施例，修改和变化都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种固定器，其包括纵向主体；安装在该纵向主体上的第一工作接合部件；与纵向主体相关联的第二工作接合部件；以及在纵向主体上的用于调整在纵向主体上的第一工作接合部件的位置的装置，第二工作接合部件包括能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置的装置。
2.如权利要求1所述的固定器，其中第一工作接合部件是根部施压件，根部施压件安装在纵向主体上并且适合于被推向工作面，所述工作面将被卡在第一工作接合部件和第二工作接合部件之间。
3.如权利要求1或2所述的固定器，其中第二工作接合部件安装或者固定到纵向主体上，或者与纵向主体成一整体。
4.如权利要求1或2所述的固定器，其中第二工作接合部件与第一工作接合部件成一整体，或者连接到第一工作接合部件上。
5.如权利要求1到4中的任意一项所述的固定器，其中能够处于第一位置和第二位置的装置包括翼或叶片。
6.如权利要求1到5中的任意一项所述的固定器，其中位置调整装置包括棘轮齿和爪。
7.如权利要求6所述的固定器，其中棘轮齿在纵向主体上。
8.如权利要求6或7所述的固定器，其中所述爪与第一工作接合装置整体形成。
9.如权利要求8所述的固定器，其中第一工作接合部件，第二工作接合部件和爪部件制成一体件或者处于固定的空间关系。
10.如权利要求1至8中任意一项所述的固定器，其中第二工作接合部件连接到纵向主体或者与纵向主体成一整体。
11.如权利要求1到10中的任意一项所述的固定器，其包括用于连接一个或多个部件的装置。
12.如权利要求11所述的固定器，其中电缆绑扎带与第一工作接合部件结合成整体。
13.如权利要求1到12中的任意一项所述的固定器，其安装在或者形成在传送器带上。
14.采用权利要求1至13中的任意一项所述的固定器来固定工作面的方法，该方法包括下面的步骤将第二工作接合部件插入到工作面中的孔中；使包括在第二工作接合部件中的装置处于宽的横截面区域的第二位置；使在纵向主体上的第一工作接合部件的位置改变，以使工作面在第一工作接合部件和第二工作接合部件之间保持所需的接触；以及可选择性地基本上移去在第一工作接合部件和位置改变装置之外的可接近的所有的纵向主体。
15.从由固定器所固定的工作面中移去权利要求1至13中的任意一项的固定器的方法，该方法包括下面步骤使第二工作接合部件处于窄的横截面区域的第一位置；以及从工作面的孔中拔出固定器。
16.一种固定器，其包括具有第一接合装置的第一纵向主体；和第二纵向主体，第二纵向主体具有适合于容纳第一纵向主体的开口；和在开口的至少一部分中的第二接合装置；其中第一接合装置和/或第二接合装置适合于充分变形，以允许第一纵向主体轴向滑动通过在第二纵向主体中的开口，当一个纵向主体相对另一个旋转时，第二接合装置适合于与第一纵向主体上的第一接合装置相接合。
17.如权利要求16所述的固定器，其包括能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置的装置。
18.如权利要求17所述的固定器，其中能够处于第一位置和第二位置的装置是第二纵向主体的一部分或者被固定到第二纵向主体上。
19.如权利要求16到18中的任意一项所述的固定器，其中第一接合装置和第二接合装置允许第一纵向主体在第二纵向主体内单向运动。
20.如权利要求16到19中的任意一项所述的固定器，其中第一纵向主体包括在其一些或者全部长度上的第一接合装置。
21.如权利要求16到20中的任意一项所述的固定器，其中第一接合装置是螺旋状的螺纹或者锯齿或者凹槽，它们都具有台肩，该台肩适合于接合在第二接合装置中的倒钩或者台肩。
22.如权利要求17到21中的任意一项所述的固定器，其中第二纵向主体基本上是圆筒形，能够处于窄的横截面区域的第一位置和宽的横截面区域的第二位置的装置包括所述圆筒的延续部分，该圆筒被部分地分段。
23.如权利要求22所述的固定器，其中所述装置为铰接到所述圆筒上的翼。
24.如权利要求16到23中的任意一项所述的固定器，其中第二接合装置呈螺纹或者环形槽和突起的形式，适合于通过纵向缝隙进行变形和增加横截面区域，该缝隙切入在所述螺纹或者凹槽和突起之中。
25.如权利要求1到13或者16至24中的任意一项所述的固定器，其中纵向主体的一端适合于接合插入工具，另一端是探头。
26.一种适合于可释放地固定第一部件和第二部件的连接装置，该连接装置包括通过激活装置在锁定位置和释放位置之间可移动的锁定装置，其中在锁定位置处第一部件锁定到第二部件上，在释放位置处第一部件从第二部件中释放，其中锁定装置在可变形的通道中是可移动的，在第一位置处锁定装置防止在锁定装置的区域内的通道的变形，锁定装置是至少一个适合于在可变形通道内能旋转的可旋转部件。
27.如权利要求26所述的连接装置，其中所述锁定装置是楔形。
28.如权利要求26或27所述的连接装置，其中所述激活装置包括或包含磁铁或者电磁体。
29.如权利要求28所述的连接装置，其中锁定装置包括两个或者更多的可旋转的部件，这些部件适合于使杆上升或者下降。
30.如权利要求26至29中任意一项所述的连接装置，其具有两个或者更多的锁定装置。
31.如权利要求1到13中的任意一项所述的固定器，其基本上如参照附图1至4或者5至10，或者11至18，或者19和20所描述。
32.如权利要求16到25中的任意一项所述的固定器，其基本上如参照附图21至24，或者25至27所描述。
33.如权利要求26到30中的任意一项所述的固定器，其基本上如参照附图29至34所描述。
全文摘要
一种固定器(80)，它将工件(14，18)连接到一起并且具有纵向主体(82)，其中第一工作接合部件(86)安装在纵向主体上。第二工作接合部件(90)与纵向主体(82)相关联并且可与其成一整体或者连接到或者安装到其上。棘轮齿(22)和棘爪锁定装置(92)允许调整在纵向主体(82)上的第一工作接合部件(86)的位置。第二工作接合部件(90)包括叶片部件(94)，其能够处于窄的横截面区域的第一位置，和在扩张部件(100)的作用下宽的横截面区域的第二位置。固定器(80)可以从工件(14，18)中移去。
文档编号F16B13/10GK1930398SQ200580008162
公开日2007年3月14日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月4日
发明者D·拉达克, L·D·巴拉特曼 申请人:远程接合技术公司