緊固件安裝工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于安裝(即安裝、設(shè)置或放置)緊固件的緊固件安裝工具。具體而言，本發(fā)明涉及用于安裝鉚釘(特別是盲鉚釘)的安裝工具，該鉚釘是通過回拉(拔)鉚釘?shù)男緱U然后折斷該芯桿來進(jìn)行安裝的。
【背景技術(shù)】
[0002]利用液壓活塞和氣缸裝置回拉緊固件的芯桿并且折斷芯桿的氣動緊固件安裝工具已經(jīng)被公知和使用了許多年。例如，專利公開1^4，517，820、68 2116102 A和EP 0828575BI均公開了這樣的工具。在上述專利公開中的每一個中，拉桿/活塞桿的前端被布置為附接至緊固件夾緊組件，并且液壓活塞被固定到該拉桿/活塞桿上?；乩o固件的芯桿并折斷芯桿涉及大的力和高壓，這就是為什么使用液壓系統(tǒng)的原因。例如，在液壓缸中產(chǎn)生的峰值壓力通常在40MPa的區(qū)域內(nèi)。大的力和高壓以及與折斷緊固件芯桿相關(guān)聯(lián)的高機(jī)械沖擊還需要緊固件夾持部和活塞組件由高強(qiáng)度和高韌性的材料(即高強(qiáng)度鋼)形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一方面提供一種緊固件安裝工具，其用于通過夾持和回拉緊固件的芯桿來安裝緊固件，所述緊固件安裝工具包括液壓缸和位于所述液壓缸內(nèi)的用于回拉緊固件的芯桿的液壓活塞組件，所述液壓活塞組件的特征在于包括具有第一抗拉強(qiáng)度的細(xì)長拉伸部分和具有第二抗拉強(qiáng)度的分離的中空活塞部分，所述中空活塞部分安裝在所述細(xì)長拉伸部分上，使得所述細(xì)長拉伸部分至少部分延伸穿過所述中空活塞部分，其中，所述細(xì)長拉伸部分和所述中空活塞部分由不同材料形成，并且所述第一抗拉強(qiáng)度比所述第二抗拉強(qiáng)度低。
[0004]優(yōu)選地，所述中空活塞部分提供所述液壓活塞組件的液壓流體接觸活塞表面的至少一部分，更優(yōu)選地，所述中空活塞部分大致提供所述液壓活塞組件的整個液壓流體接觸活塞表面。
[0005]通過本發(fā)明，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，沒有必要用相同的高強(qiáng)度和高韌度/韌性的材料形成緊固件安裝工具的中空活塞部分和細(xì)長拉伸部分，并且還發(fā)現(xiàn)，存在與用不同材料形成中空活塞部分和細(xì)長拉伸部分相關(guān)聯(lián)的意想不到的優(yōu)點(diǎn)，這將在下面說明。
[0006]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述中空活塞部分的材料具有比所述細(xì)長拉伸部分的材料低的密度和/或韌度。例如，在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，中空活塞部分的材料可以具有在范圍2.65g/cm3-2.95g/cm3內(nèi)的密度，例如2.8g/cm3，和/或可以具有至少400MPa的抗拉屈服強(qiáng)度，抗拉屈服強(qiáng)度優(yōu)選地為至少450MPa，且優(yōu)選地為不大于600MPa，更優(yōu)選地為不大于550MPa，例如大約500MPa。在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，例如，細(xì)長拉伸部分的材料可以具有在范圍7.75g/cm3-8.05g/cm3內(nèi)的密度，和/或可以具有至少1400MPa的抗拉屈服強(qiáng)度，抗拉屈服強(qiáng)度優(yōu)選地為至少1500MPa，且優(yōu)選地為不大于2200MPa，更優(yōu)選地為不大于2000MPa。優(yōu)選地，中空活塞部分的一部分可以由低密度的金屬材料形成，例如鋁或鋁合金。細(xì)長拉伸部分優(yōu)選地由鋼形成，更優(yōu)選地由高強(qiáng)度鋼形成。
[0007]迄今為止，在緊固件安裝工具的領(lǐng)域中所理解的那樣，出于已經(jīng)提到的原因，即活塞組件在使用期間受到高壓、大的力和大沖擊，所以液壓活塞組件需要由高強(qiáng)度和高韌性的材料(即，高強(qiáng)度鋼)形成。具體而言，除了與工具的液壓系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的高壓，鉚釘(或其它緊固件)的芯桿的折斷(因在所述芯桿折斷時會產(chǎn)生較大的瞬時彎矩)導(dǎo)致大機(jī)械沖擊被傳遞到液壓活塞組件。這種較大瞬時彎矩不僅影響活塞組件的細(xì)長拉伸部分，還會影響安裝在細(xì)長拉伸部分上的中空活塞部分。在該領(lǐng)域以前所理解的那樣，為了確保緊固件安裝工具的液壓系統(tǒng)有足夠的耐用性，整個液壓活塞組件因此需要由相同的高強(qiáng)度和高韌度的材料形成。然而，通過本發(fā)明，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，液壓活塞組件的中空活塞部分可以由比形成細(xì)長拉伸部分的材料的韌度和/或強(qiáng)度低(可選地是大大地低)的材料形成。例如，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，中空活塞部分可以由低密度的金屬材料形成，例如鋁或鋁合金，而細(xì)長拉伸部分由高強(qiáng)度鋼形成。細(xì)長拉伸部分優(yōu)選地由高強(qiáng)度和高韌度的材料形成，以便能夠不僅承受與回拉緊固件的芯桿相關(guān)的高抗拉應(yīng)力，而且還能夠承受與芯桿折斷相關(guān)的大機(jī)械沖擊。然而，盡管需要承受液壓系統(tǒng)的高壓和液壓活塞組件受到的大機(jī)械沖擊，但中空活塞部分可以優(yōu)選地由具有相對低的強(qiáng)度和韌度的低密度材料形成。
[0008]由不同材料形成液壓活塞組件的細(xì)長拉伸部分和中空活塞部分的能力提供以下意想不到的優(yōu)點(diǎn)(與本領(lǐng)中的現(xiàn)有理解相反):每個部分可以被分別優(yōu)化，從而為制造商和最終用戶提供大大的益處。例如，對于本發(fā)明而言，現(xiàn)在能夠?qū)⒏呙芏?、高?qiáng)度、高韌度的材料的使用量減少至僅液壓活塞組件的一部分(即細(xì)長拉伸部分)，從而也能夠減少這種材料的加工量(以及所涉及的時間、精力和成本)。另外，與液壓活塞組件的中空活塞部分相關(guān)聯(lián)的重量、成本和加工難度可以被最小化。此外，為緊固件安裝工具的用戶提供了較輕的工具，該工具還可能更耐用，因?yàn)榧?xì)長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別優(yōu)化。例如，重量更輕的工具可以使該工具更易于使用(特別是在工具為手持式工具的情況下)，并且可以提供更久的耐用性(特別是在工具被機(jī)器人使用或工具作為自動安裝裝置的一部分的情況下)。
[0009]優(yōu)選地，所述細(xì)長拉伸部分包括與所述中空活塞部分的止擋區(qū)域抵接的止擋部。所述細(xì)長拉伸部分的所述止擋部最好包括橫向地向外的突出部。在使用中，所述液壓缸中的任何液壓流體最好都位于所述中空活塞部分的與所述細(xì)長拉伸部分的所述止擋部相反的一側(cè)。有利地，所述中空活塞部分的至少一部分可圍繞所述細(xì)長拉伸部分的所述止擋部的至少一部分延伸。
[0010]所述中空活塞部分最好在所述細(xì)長拉伸部分上固定就位。例如，所述中空活塞部分壓力配合在所述細(xì)長拉伸部分上。然而，基本上可以使用任何類型的固定，例如螺紋附接。
[0011]所述細(xì)長拉伸部分和所述中空活塞部分最好一起密封，以防止液壓流體在所述細(xì)長拉伸部分與所述中空活塞部分之間流動。例如，至少一個密封件(例如，O形圈密封件)可以位于細(xì)長拉伸部分與中空活塞部分之間。該密封件可以由聚合材料(例如聚氨酯)形成。
[0012]細(xì)長拉伸部分的前部區(qū)域優(yōu)選地布置成直接或間接地附接有緊固件芯桿夾持組件。細(xì)長拉伸部分優(yōu)選地完全延伸穿過中空活塞部分。
[0013]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述細(xì)長拉伸部分沿其長度是中空的，以便在使用中允許緊固件的被折斷的芯桿從所述細(xì)長拉伸部分的前端到所述細(xì)長拉伸部分的后端穿過所述細(xì)長拉伸部分，并且從所述后端排出，例如，進(jìn)入到附接在緊固件安裝工具上的緊固件芯桿收集容器中。所述細(xì)長拉伸部分的后部區(qū)域優(yōu)選地包括中空引導(dǎo)部，所述中空引導(dǎo)部附接在所述細(xì)長拉伸部分的其余部分上或與所述細(xì)長拉伸部分的其余部分形成為一體，以用于在使用中至少輔助地將緊固件的被折斷的芯桿引導(dǎo)為越過所述液壓缸的后端。
[0014]所述中空活塞部分優(yōu)選地帶有圍繞所述中空活塞部分的外周的一個或多個密封件，以在所述液壓活塞組件與所述液壓缸之間進(jìn)行密封，從而防止液壓流體在所述液壓活塞組件與所述液壓缸之間流動。有利地，所述中空活塞部分帶有沿著所述細(xì)長拉伸部分的長度的一部分彼此間隔開的至少兩個所述的在外周的密封件。所述多個密封件或每個密封件優(yōu)選由聚合材料(例如聚氨酯)形成。所述中空活塞部分包括在兩個外周密封件之間的位置處在所述中空活塞部分的中空區(qū)域與所述中空活塞部分的外周之間延伸穿過的孔，所述孔與在所述細(xì)長拉伸部分的外周與所述細(xì)長拉伸部分的中空區(qū)域之間延伸的第二孔連通?？梢栽O(shè)置孔，以減輕/防止在外周密封件之間的空氣壓力增高。所述中空活塞部分帶有位于兩個外周密封件之間且圍繞所述中空活塞部分的外周的襯墊。例如，襯墊(如果存在的話)可以有助于使液壓活塞組件在液壓缸中的居中，和/或可以防止(或減少)金屬對金屬的接觸。
[0015]彈簧和/或其它彈性壓縮裝置可接觸所述中空活塞部分的后表面和/或所述細(xì)長拉伸部分的所述止擋部。以便在緊固件的芯桿被回拉(并可選地被移除)并且活塞部前面的液壓壓力已被解除后，使液壓活塞組件返回到其向前位置或開始位置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的緊固件安裝工具優(yōu)選地為液壓氣動工具，例如在US 4，517，820、GB2116102 A和EP 0828575 BI中公開的類型的液壓氣動工具。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的緊固件安裝工具例如可以是手持式工具或構(gòu)造為由機(jī)器人或其它自動化緊固件安裝裝置進(jìn)行操作的工具(例如，工具模塊)。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種包括如本文所述的緊固件安裝工具的自動化緊固件安裝裝置或者機(jī)器人緊固件安裝裝置。
【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將在參考附圖的情況下通過舉例的方式對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的緊固件安裝工具的實(shí)施例的透視圖；
[0021]圖2是圖1所示的緊固件安裝工具的剖視圖；
[0022]圖3示出圖2的細(xì)節(jié)，尤其是安裝工具的主體的位于手柄上方的一部分；
[0023]圖4a是圖1至圖3所示的緊固件安裝工具的液壓活塞組件的主要部分的剖視圖，而圖4b是該主要部分的透視圖；以及
[0024]圖5a是根據(jù)本發(fā)明的緊固件安裝工具的另一實(shí)施例的液壓活塞組件的主要部分的剖視圖，而圖5b是該主要部分的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的手持式緊固件安裝工具的實(shí)施例，該實(shí)施例包括抽芯鉚釘(breakstem rivet)安裝工具。緊固件安裝工具包括含有手柄3的主體1，并且該工具還包括氣動式汽缸和活塞裝置5以及緊固件芯桿收集容器7。工具通過壓縮空氣而被氣動驅(qū)動，壓縮空氣在使用中經(jīng)由可被附接至供氣連接器9的供氣軟管(未示出)來供應(yīng)到工具。供氣連接器9可以附接至兩個供氣開口 IlaUlb中的任一個供氣開口，供氣開口 IlaUlb分別位于工具的主體I的左右兩側(cè)上且位于手柄3下方。在使用中，通過位于手柄3頂部的觸發(fā)閥13致動該工具。緊固件支承部分15 (通常稱為砧)位于主體I的前端17，而緊固件芯桿收集容器7位于主體的相對后端19。懸掛環(huán)部分21附接在主體I的前端與后端之間，在使用中，通過懸掛環(huán)部分21，工具可以從線懸掛下來。
[0026]圖2以剖視圖的方式示出圖1的手持式緊固件安裝工具。示出的氣動式汽缸和活塞裝置5以及液壓式主缸活塞裝置23均為公知。在使用中，用戶對觸發(fā)閥13的致動使空