控制环的制作方法

本发明涉及一种被设计成在离开制造线时检验紧固件的尺寸特性是否符合紧固件的设计方案的控制量规。更确切地讲，本发明涉及一种针对紧固件的控制环，该紧固件具有包括扩大的头部和沿轴线延伸的圆柱形轴的类型，该轴包括平行于该轴线的至少一个涂层带。这样的紧固件在申请FR 3 008 754中得以描述并且在图1A和图1B中表示出。使用这种类型的紧固件来组装飞机中的金属结构和复合材料结构。

背景技术：

图1A和图1B分别以端视图和侧视图表示上述类型的金属紧固件10，该金属紧固件包括凸出头部12、圆柱形轴14、以及螺纹部分16。在多个变体中，该紧固件可以包括拉拽杆，该拉拽杆可以拉拽该紧固件以将其过盈插入预先钻孔的结构中。该杆可以是紧固件10的组成部分，或者是可通过插入到螺纹部分16内制成的攻丝极端中的螺纹极端而移动的。在多个变体中，该螺纹部分可以由环形卷边槽取代。在多个变体中，头部12可以是埋头的。

轴14被设计成与包括一种或多种金属和/或复合材料的一组结构中制成的孔发生紧密接触，并且包括四个传导部分20，即，该轴并不包括用于防止电流在该轴的传导部分与该孔的壁之间流动的任何涂层或涂料。该轴还包括平行于该紧固件的回转轴线A安排的四个润滑带22。每个润滑带22在轴14上延伸并且在头部12的下方的一部分上延伸距离X。传导部分20和润滑部分22是交替地围绕该轴的圆周来安排的，如图1A中所示出的。以此方式，在所组装的结构的整个厚度上提供了电传导，而不管该紧固件所插入其中的结构的组分如何。润滑部分22可以在轴14的整个高度上对其提供润滑，以使得该紧固件可以过盈安装而不会卡住或断裂。

所使用的润滑剂可以是固体MoS₂类型的膜，或者是具有铝颜料的有机树脂，例如HI-KOTE^TM 1涂层或HI-KOTE^TM 1NC涂层，这两者都是由加利福尼亚州托兰斯的Hi-Shear公司市售的电介质。该润滑剂是在紧固件10的设计方案中指定的轴向长度和宽度上以5至13μm的厚度例如通过粉化来沉积的。

不论制造紧固件10的手段并且不论沉积润滑带22的手段如何，都必须对这些带的尺寸特性(特别是长度和宽度)加以测量并且将之与该紧固件的设计方案的尺寸特性加以比较，以确保它们相符。

已知可以检验该紧固件的设计方案中所指定的带22的尺寸的多种不同尺寸测量装置。

第一装置是3D装置，该装置可以通过对紧固件的触探来检验这些尺寸。已知的第二装置是包括相机的计算机化装置，该相机拍摄这些紧固件并且与参考图像比较来分析这些图像。

这些装置是可靠的，但是购买和维护昂贵，笨重，易碎，而且需要专门培训的工作人员。

技术实现要素：

本申请的一个目的是要提供一种用于在尺寸上检验现有技术的紧固件的润滑带的长度和宽度的装置，该装置是易于制造的、使用简单且快速、遭受磨损小并且是可靠的。

因此，本发明的目的是一种被设计成检验紧固件的控制环，该紧固件包括扩大的头部和沿轴线延伸的圆柱形轴，该轴包括平行于该轴线的至少一个涂层带，该带在圆周宽度上延伸。

该环包括在第一极端与第二极端之间沿回转轴线延伸的圆柱形管状本体，其特征在于：

-该第一极端包括两个相邻的弧形部段，每个弧形部段具有在垂直于该环的回转轴线的平面中延伸的端壁，这两个壁的平面不是同一平面并且是与该第一极端在轴向上偏离的；并且

-每个弧形部段包括在穿过该环的回转轴线的径向平面上延伸的至少一个侧壁；并且在于

-一个弧形部段的宽度是由有待检验的最小带宽度来限定的，并且这两个弧形部段的累积宽度是由有待检查的最大带宽度来限定的。

因此获得了用于对紧固件的特性进行尺寸控制的简单设备。这样的设备首先由任何类型的材料来加工或模制都是制造不昂贵的，在使用中几乎受到磨损很少，实际上是不可能调整不当的，不需要定期校准，并且可以由需要执行安装紧固件之前的检查的任何操作者携带和使用。

相比于这些紧固件的材料，选择具有低硬度的材料还降低了对紧固件造成损坏(例如擦伤)的风险。

已知所有的技术上可能的组合，则根据本发明的控制环可以包括以下特征中的一者或多者。

在一种实施例形式中，这两个相邻的弧形部段是在该管状本体内在轴向上一直延伸至位于该第一极端与该第二极端之间的这些端壁的凹口。

在另一种实施例形式中，这两个相邻的弧形部段是在该管状本体外在轴向上一直延伸至超出该第一极端的这些端壁的伸出部。

对可以被组合在单一环上的这些实施例形式中的一者或另一者的选择是具体由使用条件(例如照明条件和/或读取对比度)或由用户舒适度偏好来指定的。

在一种实施例形式中，凹口的或伸出部的侧壁的至少一个部分在与该本体的径向平面偏离角度(α)的平面中延伸。已知该环的本体的可能厚度，则这导致更易于光学读取。

在一种实施例形式中，该环的第二极端具有从所述第二极端轴向地延伸过该本体的一部分而到达第一端壁的至少一个凹口，该凹口的一个轴向长度是由在所述第二极端与被安排在该紧固件的轴上的轴向带极端之间的有待检查的最小距离来限定的。

在一种实施例形式中，该环的第二极端还具有从所述第二极端轴向地延伸过该本体的一部分而到达第二底壁的至少一个第二凹口，所述第二凹口的一个轴向长度是由在所述第二极端与被安排在该紧固件的轴上的轴向带极端之间的有待检查的距离的公差范围来限定的。

以这种方式，对于这些带的长度或终止位置的控制获得了与对这些带的宽度的检查同样的益处。

在一种实施例形式中，为了针对该紧固件头部的形状调整其自身，该第二极端包括对应地与埋头的或凸出的紧固件头部的底部互补的锥形或平坦的表面。

在一种实施例形式中，该第二极端包括与埋头的或凸出的紧固件头部的底部交错互补的锥形表面和平坦表面。

为了帮助阐明所执行的控制并且降低误读的风险，至少一个端壁或侧壁包括指示接受或拒绝所检查的尺寸的视觉手段。

该视觉手段例如是施加在所述壁上的颜色或靠近所述壁来施加的提示。

本发明还考虑了用于通过本发明的控制环对包括头部和沿轴线延伸的圆柱形轴的紧固件进行控制的方法，该轴包括平行于该轴线的至少一个涂层带，该带在圆周宽度上延伸，该方法包括以下步骤：

a)将该环带间隙地安装在该紧固件圆柱形轴上；

b)在该轴的圆周上转动该环以使带的第一边缘与该第一极端的第一弧形部段的侧壁对齐；

c)如果与所述带的第一边缘相反的、该带的第二边缘被包括在该第二弧形部段中并且未被包括在该第一弧形部段中，即如果所述带的宽度大于该第一弧形部段的宽度并小于这两个相邻弧形部段的宽度，则报告该带的圆周宽度是相符的。

因此，就已经检验了该紧固件头部上的带的宽度的符合性。

在一种实施方式中，针对该紧固件的每个涂层带重复针对一个带所执行的步骤b)和c)，并且如果针对至少一个涂层带的步骤c)未检验通过，则该紧固件被报告为不符的。

因此，通过简单地使紧固件相对于该环旋转，实现了对紧固件的完全控制。

本发明还考虑了用于通过本发明的控制环对包括头部和沿轴线延伸的圆柱形轴的紧固件进行验证的方法，该轴包括平行于该轴线的至少一个涂层带，该带在圆周宽度上延伸，该方法包括以下步骤：

a)将该环带间隙地安装在该紧固件圆柱形轴上；

b)滑动该环以使该第二极端顶在该紧固件头部下方；

c)在该轴的整个圆周上转动该环；

d)如果在该环的旋转过程中这些带中没有一个显现在该第一凹口中，则报告该紧固件符合这些带的最大长度的标准。

因此，就已经检验了该紧固件轴上的带的长度的符合性。

在一种实施方式中，该方法还包括由如果每个带的轴向极端与该第二凹口相对地显现则报告该紧固件为符合这些带的最小长度标准来构成的步骤。

在一种实施方式中，该环的第二极端被放置成顶在紧固件头部的下方。因此，降低了在带长度控制过程中环在紧固件轴上错误定位的风险。

附图说明

阅读以下描述并且观察与其相关的附图将更好地理解本发明及其不同应用。这些仅供参考之用，并非限制本发明。这些图示出了：

-图1A：已经描述了的有待检查的现有技术紧固件的端视图；

-图1B：已经描述了的有待检查的现有技术紧固件的侧视图；

-图2：控制环的第一实施例的等距视图；

-图3：控制环的第二实施例的等距视图；

-图4：控制环的第三实施例的等距视图；

-图5：控制环的第四实施例的等距视图；

-图6：放置在有待检查的紧固件的轴上的图2的环的端视图；

-图7：放置在有待检查的紧固件的轴上的图2的环的另一端视图，其中该轴已经相对于图6逆时针旋转90°。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的控制环100的第一实施例。控制环100包括具有回转轴线B的管状本体110，该管状本体配备有通孔，该通孔在所述管状本体的第一极端120和与该第一极端相反的第二极端140引出。该环例如是由铝制成的。该环的内直径在一个公差内与待检查的紧固件的轴14的外直径相匹配，以使得该环能够在轴14上不受过多阻力地滑动。

该本体的第一极端120包括两个U形凹口122和124，这些U形凹口对应地从极端120轴向地延伸过本体110的一部分而到达端壁126和端壁128。端壁126和128在垂直于轴线B的平行平面上延伸，并且是彼此轴向偏离的。这两个凹口122和124是相邻的并且具有不同的轴向长度和不同长度的宽度(或弧形部段)。

术语“宽度”和“弧形部段”在说明书的其余部分可以互换使用并且是指被润滑带22覆盖的弧形部段的长度。

凹口122包括两个侧向壁130和132以及端壁126。壁132被安排在径向平面、即平行于该环的半径延伸的并穿过该环的回转轴线B的平面中。壁130包括在径向平面上延伸的部分130A(图6、图7)、以及在与该径向平面偏离角度α(图6、图7)的平面上延伸的斜切部分130B。这种斜切使视觉检查更容易。在未示出的变体中，整个壁130可以是斜切的。侧向壁130和132之间的凹口122的宽度与带22的最小允许宽度相匹配。侧向壁130和134之间的这两个凹口122和124的宽度与带22的最大允许宽度相匹配。侧向壁132和134之间的壁128的宽度代表了在紧固件10的设计方案中针对带22的宽度所接受的公差范围。

凹口122和124的轴向长度差不用于测量带22的轴向尺寸，但可以在视觉上区分出由这些凹口的侧壁所表示的这两个最小和最大宽度。

为了方便该环的使用，在端壁128下方在本体110上铭刻有视觉上指示所测量的带的宽度的可接受的公差范围的字词“通过”。在一个变体中，端壁128可以包括在视觉上指示所述可接受尺寸范围的颜色(例如绿色)。

在该实施例中，第二极端140包括平坦表面而没有凹口。

图3示出了根据本发明的第二实施例的环100B。环100B包括本体110B和第一极端120B，该第一极端与图2中所示出的第一实施例的第一极端120相同。

在图3的示例中，环100B的第二极端140B包括U形凹口142B，该U形凹口从极端140B轴向地延伸过本体110B的一部分而到达端壁144B，该端壁在垂直于环100B的轴线B的平面中延伸。凹口142B包括两个侧向壁146B和148B以及端壁144B。侧向壁146B和148B各自安排在径向平面上。本体110B的一部分145B是斜切的，以方便视觉检测。

只有当带22不延伸至紧固件的头部下方的倒圆13、但在与该头部下方的倒圆相距一个精确距离处停止时凹口142B才是必需的。在这种特定的情况下，凹口142B轴向地延伸过与该紧固件的设计方案中所指定的、该头部的下部部分与带22的轴向极端之间的最小距离相匹配的距离。凹口142B的宽度必须足以允许视觉检查，但并不用于测量该涂层带的正确宽度。

第二极端140B包括被设计成与头部凸出的紧固件的头部的底部发生接触的平坦表面150B。极端140B的下壁包括被设计成接纳头部凸出的紧固件的头部下方的倒圆13的台阶152B。

为了方便该环的使用，在靠近侧壁146B、靠近第二极端140B的本体110B上铭刻了在视觉上指示所测量长度的可接受尺寸范围的字词“通过”。在一个变体中，侧壁146B可以包括在视觉上指示所测量长度的可接受尺寸范围的颜色(例如绿色)。

图4示出了根据本发明的第三实施例的环100C。环100C包括本体110C、第一极端120C以及第二极端140C。不同于图2中所示出的带，此实施例的第一极端120C不具有U形凹口、但包括两个U形凸出部122C和124C，这些U形凸出部也是相邻的、对应地在轴向上超出极端120C延伸直至端壁126C和端壁128C。

凸出部122C包括两个侧向壁130C和132C以及端壁144B。壁132C被安排在径向平面中。侧向壁130C和132C之间的凸出部122C的宽度与带22的最小允许宽度相匹配。侧向壁130C和134C之间的这两个凸出部122C和142C的宽度与带22的最大允许宽度相匹配。侧向壁132C和134C之间的宽度表示在紧固件10的设计方案中所接受的公差。

凸出部122C和124C的轴向方向上的长度差不用于测量带22的轴向尺寸，但可以在视觉上区分出由这些凸出部的侧壁表示的这两个最小和最大宽度。

为了方便该环的使用，在端壁128C下方在该环的本体110C上铭刻有在视觉上指示所测量的宽度的可接受的尺寸范围的字词“通过”。在一个变体中，端壁128C可以包括一种颜色，例如绿色。

在侧壁130C附近并在极端120C下方，靠近壁134C铭刻了表示拒收该紧固件的提示“不通过”，从而在视觉上指示所测量宽度的不可接受的尺寸范围。在一个变体中，极端120C的平坦表面和侧壁130B可以包括在视觉上指示所测量的宽度的不可接受的尺寸范围的颜色(例如红色)。这些是任选的，并且该量规可以仅包括“通过”指示、仅包括绿色、仅包括“不通过”指示、或仅包括红色。

环110C的第二极端140C包括没有凹口的平坦表面。在未示出的变体中，该第二极端可以包括如图3中所示出的凹口142B或者图5中所表示的并将在以下描述的一系列凹口142D、152D和162D。

图5示出了根据本发明的第四实施例的环100D。环100D包括本体110D和第一极端120D，该第一极端等同于图4中所示出的环100C的第一极端120C。在一个变体中，该第一极端可以与环100C的第一极端120C相同。

在图5的示例中，环100D的第二极端140D包括一系列(三个)相继的U形凹口142D、152D、162D，这些U形凹口对应地从极端140D轴向地延伸过本体110D的一部分而到达三个端壁，这些端壁在垂直于轴线B的并且彼此轴向偏离的平面中延伸。这三个凹口142D、152D和162D是相对于穿过它们中间的径向平面对称的，这三个凹口的中间径向平面是同一个平面。

每个凹口包括两个侧向壁和一个端壁。这些侧向壁各自安排在径向平面上。端壁越接近极端140D，凹口的宽度就越大。使用不同宽度的相继且相邻的多个凹口可以通过在径向方向上使每个凹口的侧向壁移位来在实体标记出公差范围。

第一凹口142D的轴向长度表示将紧固件的头部下方的倒圆13与带22的轴向极端分离开所需要的最小距离。该凹口相当于环100B的凹口142B。

第二凹口152D的轴向长度和第一凹口142D的轴向长度因此表示将紧固件的头部下方的倒圆13与带22的轴向极端之间的距离的公差范围。

第三凹口162D在轴向上延伸超出的距离比该紧固件的设计方案中所指定的头部13的下部部分与带22的轴向极端之间的最大距离更大。

这些凹口142D、152D和162D的宽度必须足以允许视觉检查，但并不用于测量润滑带的宽度，以防止检测错误。

为了方便该环的使用，在靠近第二凹口152D的侧壁的本体110D上铭刻了在视觉上指示所测量的带的长度的可接受的公差范围的字词“通过”。在一个变体中，该第二凹口的侧壁可以包括绿色。

该环可以包括其他视觉指示，例如包括字词“埋头”以指示该环是适用于埋头紧固件、在凹口142D和162D的侧向壁附近包括“不通过”以指明轴向极端出现在这些范围内的带超出了这些公差。在一个变体中，“不通过”指示可以通过将红色涂覆到这些凹口的侧向壁上来取代。

现在将参照图6和图7来说明使用环100、100B或100C或100D对紧固件10的轴上的涂层带22进行测量的方法。

图6和图7示出了通过图2所示的环100对紧固件10的涂层带22进行的测量。环100是以俯视图示出的，并且该紧固件轴是以截面示出的。这些润滑带22被示意性示出，并且被大大地放大。

该方法包括以下步骤，这些步骤可以用不同的顺序来执行，因为一个尺寸的不符就会导致该紧固件不符。

第一步骤由将环100带间隙地安装在有待检查的紧固件的圆柱形轴14上构成。

操作者然后在该轴的整个圆周上转动该环，以使得有待检查的带22'出现在这两个凹口122和124中。为此，操作者使凹口122的壁130A与该带的极端22'a对齐。

在带22'的情况下，该带的第二极端22'b出现在凹口122的壁132与第二凹口124的壁134之间。因此，带22'的宽度是在例如由端壁128的宽度所限定的公差范围内，因为该宽度既宽于所需最小宽度又窄于所允许的最大宽度。

带22'的宽度是相符的，操作者在该紧固件的轴14上转动环100以检测相邻的涂层带22"。。图7中示出了此位置。

如前所述，操作者使凹口122的壁130A与该带的一个极端22"对齐。

在带22"的情况下，该带的第二极端22”b并未出现在凹口122的壁132与第二凹口124的壁134之间。因此，带22"的宽度超出由端壁128的宽度所限定的公差范围，因为该宽度宽于最大允许宽度。因此，该带不符合设计方案并且紧固件14被报告为不符的。

如果带22"的第二极端22"b在壁132之前的凹口122的宽度中终止，其也应视为不符的，因为该宽度将小于最小允许宽度。因此，紧固件14应被视为是不符的。

如果所有这些带22都被视为是符合的，则所检查的紧固件14也被视为符合该设计方案。

使用量规100C来测量这些带22的宽度的符合性类似于先前所描述的，区别之处在于操作者必须使带的极端22'b或22"b与凸出部122C的壁130C对齐并且检查该带的极端22'a或22"a是否出现在第二凸出部的壁128C的宽度内。如果因为该带太窄或因为该带太宽而极端22'a或22"a未出现，则该带是不符合的并且该紧固件被视为是不符合的。

如果紧固件14包括并未延伸过轴14的整个长度而是仅延伸过该轴的远离紧固件10的头部下方的倒圆13的一部分的带22的话，则要求环100B或100D。为此，操作者例如将环100B安装在该紧固件的圆柱形轴14上并且滑动该环，直到该本体的第二极端140B顶在该紧固件头部的下方。如果紧固件10的头部是凸出的，则第二极端140B需要平坦部分，以便顶在凸出头部12的下方。如果紧固件10的头部是埋头的，则第二极端140B需要锥形部分。

操作者然后在该轴的整个圆周上转动该环，以在视觉上检查每个带22是否出现在凹口142B中。

如果有一个带22未出现，则将该紧固件报告为不符的，因为这个带22离该头部的底部太远并且其长度不符合该方案。如果所有带都出现，则将该紧固件报告为符合该方案的。

凹口142B仅检查头部下方的倒圆13与带22的轴向极端之间的最小距离。如果紧固件10的设计方案指定了这些带22必须位于包括在针对头部下方的倒圆的最小公差范围内的距离处的话，则操作者应使用图5中所示出的环100D。

该检测方法等同于先前描述的检测方法，不同的是带22的轴向极端必须与第二凹口152D的侧壁相对地出现才被视为是相符的。如果带22的轴向极端与第三凹口162D相对地出现，则该带太短。如果带22的轴向极端与第一凹口142D相对地出现，则该带太长。在这两种情况下，该带的长度都不符合该方案，并且将该紧固件视为是不符的。

有利地，环将包括在第一极端处检验带的宽度的一个装置和在第二极端处检查带的长度的两个装置，一个适用于埋头紧固件，另一个适用于头部凸出的紧固件。因此，单一环可以快速实现几种控制。可以使用环100B或100D来检测轴向带长度没有要求的紧固件，从而仅使用检查带的宽度的视觉手段。

这样的环是制造简单的，由于这些侧向壁不受摩擦而经受小的磨损，并且归功于这些控制壁附近或之上施加的通过/不通过的标记或颜色代码而是使用简单的。

当然，该环可以用于测量具有任何类型涂层的带而不仅是润滑带的宽度和长度。