一種改進的負載指示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改進的負載指示裝置并特別地涉及用于提供緊固組件之間的預(yù)定的張緊力的指示的改進的負載指示螺母和墊圈。
【背景技術(shù)】
[0002]通常已知的是，如果緊固組件，比如螺母和螺栓等，沒有正確地用正確的壓縮力或負載張緊或固定在一起，那么那些組件可能最終失效或分離或者經(jīng)受某種形式的機械疲勞。因此，如果包括這種緊固組件的結(jié)構(gòu)裝配件欠載或者超載(即，分別是張緊不足或過于張緊)，那么就會潛在地產(chǎn)生多種機械問題。典型地，欠載狀態(tài)通常會導致結(jié)構(gòu)組件的疲勞或失效，因為通常會存在外部振蕩力。例如，螺母和螺栓的張緊不足時，如果振蕩力通過螺母或螺栓作用，螺栓通常會因折斷(由于疲勞)而失效或者最終由于振蕩力而變松。
[0003]在超載狀態(tài)下，螺母和螺栓通常經(jīng)受同樣可能導致緊固組件失效的應(yīng)力。因此，如果張緊力太高，螺栓和/或螺母，或者它們的螺紋通常會超過它們的設(shè)計負載，常常會導致這些組件的折斷或斷裂。
[0004]因而，給予緊固組件正確的張緊力、負載或緊固力以確保機械裝配件的結(jié)構(gòu)完整性是非常重要的，從而增加了機器和裝配件的壽命和/或安全性。
[0005]一種用于張緊螺母和螺栓之類的緊固件的常用技術(shù)是使用一種比如扭矩扳手的裝置來施加緊固負載。然而，這種裝置通常具有的固有缺陷是使用了多達約90%的力量(取決于潤滑)來克服不同緊固組件中的摩擦阻力。因此，其可能被證實以僅約10%的可用剩余力量來克服不可預(yù)知的摩擦阻力從而保證正確的張緊負載被施加至緊固組件上是非常困難的。所以，這種緊固技術(shù)對于一些緊固應(yīng)用是不精確的，可能導致緊固組件欠載或超載而操作者未意識到這種情況的存在。
[0006]在共同待審的公開的PCT專利申請W02013/030567中描述的負載指示裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中遇到的許多問題，其內(nèi)容通過引用合并于本文中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明不但描述了進一步的有益解決方案以允許對緊固組件的可靠的和穩(wěn)定的張緊，還提供對于負載指示裝置的改進、修改和改善。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種負載指示裝置，包括:
[0009]本體部分，所述本體部分限定延伸穿過所述本體部分的孔洞；
[0010]可移動部件，所述可移動部件設(shè)置在所述本體部分的至少一部分中，并配置成在與孔洞的軸線基本正交的方向上移動；及
[0011]調(diào)節(jié)器件，所述調(diào)節(jié)器件聯(lián)接至所述可移動部件并且可操作以在所述本體部分被壓縮時使所述可移動部件移位。
[0012]提供了一種負載指示裝置，其至少包括可移動部件，可移動部件被配置成當本體被壓縮時，在聯(lián)接至可移動部件的調(diào)節(jié)器件的作用下在與裝置的本體部分基本正交的方向上移動，這被發(fā)現(xiàn)是特別有益的，因為裝置能夠?qū)υO(shè)置在裝置的本體部分兩側(cè)的兩個緊固部件之間的張緊或負載提供可靠的和精確的指示。
[0013]特別地，由于調(diào)節(jié)器件固有的可調(diào)節(jié)特性，裝置因此可以被“微調(diào)”，使得可移動部件的位移程度能夠通過設(shè)置調(diào)節(jié)器件以配合特定張緊或負載需求來精確地控制。因此，當本體部分被壓縮時，調(diào)節(jié)器件作用在可移動部件上以引起部件的預(yù)定的位移，其隨后能夠如在以下實施例中所描述的被檢測。
[0014]在示例性的實施例中，裝置的本體部分可以是以螺母或墊圈的形式。螺母可以是任何尺寸并可以按比例定尺寸以配合特定應(yīng)用，本體部分的孔洞是帶螺紋的。對于本體部分采用墊圈形式的實施例來說，通常會使用螺母或其他傳統(tǒng)的固定組件來固定連接件或機械裝配件，墊圈被“夾”在螺母和連接件等之間。
[0015]因此，本發(fā)明的裝置可以被用于任何兩個或更多個機械裝配件要被連接在一起的設(shè)置之中。以此方式，本發(fā)明的裝置能夠使緊固組件緊固至期望的或預(yù)定的張緊而不需要扭矩扳手或其他機械(張緊)測量器件。因此，操作者，比如工程師或機械師，能夠確定在使用本發(fā)明的裝置時能夠達到所需的張緊而不用擔心緊固組件已經(jīng)欠負載或超負載了。
[0016]在優(yōu)選實施例中，所述調(diào)節(jié)器件經(jīng)由彈性器件聯(lián)接至所述可移動部件。最優(yōu)選的是，彈性器件采用彈簧夾的形式，彈簧夾推靠可移動部件并且當本體部分被壓縮時(例如，當螺母或墊圈在張緊下時)由調(diào)節(jié)器件作用在彈簧夾上。
[0017]調(diào)整裝置優(yōu)選地包括調(diào)節(jié)螺釘，其在示例性實施例中被設(shè)置為基本平行于本體部分的孔洞的軸線。以這種方式，當本體部分被壓縮時(沿孔洞軸線的方向上)，調(diào)節(jié)螺釘沿孔洞軸線移動并向下對彈簧夾推壓，這樣轉(zhuǎn)而引起可移動部件的可測量位移。
[0018]在優(yōu)選的實施例中，調(diào)節(jié)螺釘被設(shè)置在本體部分本身的本體內(nèi)，這是通過基本平行于所述孔的軸線鉆入螺母或墊圈的本體取得的。
[0019]可移動部件最優(yōu)選地采取規(guī)銷的形式，其在示例性實施例中被放置在規(guī)銷外殼內(nèi)，規(guī)銷外殼優(yōu)選地設(shè)置在本體部分的至少一部分內(nèi)。通常情況下，螺母或墊圈的側(cè)壁上的孔可以被鉆出以容納規(guī)銷外殼，目的是讓規(guī)銷外殼牢固地就位在孔內(nèi)。為了防止流體(例如油或水等)進入殼體和孔之間，比如O形環(huán)的密封件可繞外殼的外邊緣放置。
[0020]規(guī)銷位于殼體內(nèi)，并且能夠相對孔洞的軸線基本正交地移動，使得規(guī)銷基本在相對螺母或墊圈的本體的徑向上移動。
[0021]偏壓器件優(yōu)選地附接至規(guī)銷。偏壓器件的功能是當張緊或壓縮從本體部分除去時(即當螺母被松開時)用來將銷恢復到其原始位置。偏壓器件可以優(yōu)選地包括螺旋彈簧。然而，任何合適的彈性器件都可以替換地或附加地用于將規(guī)銷恢復到其原始位置。
[0022]規(guī)銷的內(nèi)端(即最靠近孔洞的一端)優(yōu)選地附接至彈簧夾，當螺母或墊圈被壓縮時，其通過調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖饔猛茐阂?guī)銷(和彈簧)。以這種方式，調(diào)節(jié)螺釘?shù)拇怪边\動于是可被轉(zhuǎn)換成規(guī)銷的可測量的徑向(即水平)位移，這轉(zhuǎn)而可以被用于確定螺母或墊圈的壓縮負載的程度。
[0023]規(guī)銷的另一端優(yōu)選終止于端蓋，其作為當銷水平移位時移動的可移位接觸表面。在示例性實施例中，本裝置還包括負載檢測裝置，其可操作用于檢測規(guī)銷相對螺母或墊圈的本體的位移。負載檢測裝置可以優(yōu)選采取可附接探頭的形式，其可以通過磁性器件或任何其它合適的附接機構(gòu)(例如，卡口式配合件或鎖扣等)被附接到所述規(guī)銷外殼。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，探頭包括線性轉(zhuǎn)換器，其可操作以將規(guī)銷的任何檢測到的位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓水平。優(yōu)選地，規(guī)銷的端蓋與線性轉(zhuǎn)換器的接觸表面接合，這樣當銷移動時引起探頭內(nèi)的附接的轉(zhuǎn)換器的線性位移。產(chǎn)生的電壓水平可以借助于預(yù)校準裝置和/或理論的或經(jīng)驗的模型轉(zhuǎn)換成等效負載，這轉(zhuǎn)而使操作者能確定螺母或墊圈的負載的程度。
[0025]在優(yōu)選的實施例中，探頭與手持式監(jiān)控裝置通信，手持式監(jiān)控裝置包括顯示器，例如LCD或TFT屏幕等，和/或指示器，例如LED或燈泡等。以這種方式，螺母或墊圈的負載可以被輸送到操作員，或者是以數(shù)值(例如以牛頓表示的確切負載或％負載等)或者通過某種形式的發(fā)光顯示器，例如著色序列的燈等，或兩者。實際上，任何合適的數(shù)據(jù)表示形式都可以用于指示裝置的負載。
[0026]探頭可以通過電纜或電線，或替代地通過無線連接，例如WiFi或蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)被物理地連接到手持式監(jiān)控裝置。此外，探頭也可以被配置成提供基于文本的信息，諸如SMS型消息，到手持式監(jiān)控裝置或智能電話等，該消息提供裝置當前的負載程度。
[0027]事實上，如將被理解的，本裝置可以因此不僅被配置成提供在連接件或機械裝配件初始的擰緊過程中關(guān)于裝置的負載的信息，也可以通過能夠提供定期更新或警告到中央服務(wù)器、手持裝置或智能電話等而作為長期監(jiān)控系統(tǒng)，由此通知操作者需要注意特定螺母或螺母組可能需要再擰緊。
[0028]盡管上述實施例是相關(guān)于線性轉(zhuǎn)換器描述的，但可以理解的是，轉(zhuǎn)換器或檢測器的任何其它合適的形式可替換地(或者附加地)與本發(fā)明的裝置使用。特別是，在其它實施例中，規(guī)銷的端蓋與探頭之間的氣隙的電容可被測量以獲得一個相應(yīng)的電壓。當端蓋移動(由于螺母或墊圈的壓縮)氣隙的電容將發(fā)生變化，這轉(zhuǎn)而可以被用于經(jīng)由預(yù)校準的裝置或模型數(shù)據(jù)來確定在裝置上的負載。
[0029]以基本相同的方式，基于測量渦電流的實施例也可用于確定在裝置上的負載，同樣因為在規(guī)銷的端蓋和探頭之間的氣隙的變化將改變所測量的渦電流，這可以被用來獲得相應(yīng)的電壓。
[0030]其它實施例可以基于利用超聲波或使用管道鏡等對位移直接成像。在超聲波實施例中，超聲波脈沖可以由探頭發(fā)射，從端蓋的“反彈”時間可以被測量。端蓋位置的變化會使反彈計時產(chǎn)生變化，從而使得規(guī)銷的位移也能準確地確定。其結(jié)果是，在裝置上的負載可通過預(yù)校準裝置或模型數(shù)據(jù)來計算。以類似的方式，激光脈沖可替換地使用以通過測量光的反射脈沖的光傳播時間來確定銷的位移。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種負載指示裝置，包括:
[0032]本體部分，所述本體部分限定延伸穿過所述本體部分的孔洞；
[0033]孔，所述孔在與所述孔洞的軸線基本正交的方向上至少部分地穿過所述本體部分延伸；及
[0034]成像器件，所述成像器件設(shè)置成