控制環的製作方法

2023-10-08 18:54:09 3

本發明涉及一種被設計成在離開製造線時檢驗緊固件的尺寸特性是否符合緊固件的設計方案的控制量規。更確切地講，本發明涉及一種針對緊固件的控制環，該緊固件具有包括擴大的頭部和沿軸線延伸的圓柱形軸的類型，該軸包括平行於該軸線的至少一個塗層帶。這樣的緊固件在申請FR 3 008 754中得以描述並且在圖1A和圖1B中表示出。使用這種類型的緊固件來組裝飛機中的金屬結構和複合材料結構。

背景技術：

圖1A和圖1B分別以端視圖和側視圖表示上述類型的金屬緊固件10，該金屬緊固件包括凸出頭部12、圓柱形軸14、以及螺紋部分16。在多個變體中，該緊固件可以包括拉拽杆，該拉拽杆可以拉拽該緊固件以將其過盈插入預先鑽孔的結構中。該杆可以是緊固件10的組成部分，或者是可通過插入到螺紋部分16內製成的攻絲極端中的螺紋極端而移動的。在多個變體中，該螺紋部分可以由環形卷邊槽取代。在多個變體中，頭部12可以是埋頭的。

軸14被設計成與包括一種或多種金屬和/或複合材料的一組結構中製成的孔發生緊密接觸，並且包括四個傳導部分20，即，該軸並不包括用於防止電流在該軸的傳導部分與該孔的壁之間流動的任何塗層或塗料。該軸還包括平行於該緊固件的迴轉軸線A安排的四個潤滑帶22。每個潤滑帶22在軸14上延伸並且在頭部12的下方的一部分上延伸距離X。傳導部分20和潤滑部分22是交替地圍繞該軸的圓周來安排的，如圖1A中所示出的。以此方式，在所組裝的結構的整個厚度上提供了電傳導，而不管該緊固件所插入其中的結構的組分如何。潤滑部分22可以在軸14的整個高度上對其提供潤滑，以使得該緊固件可以過盈安裝而不會卡住或斷裂。

所使用的潤滑劑可以是固體MoS2類型的膜，或者是具有鋁顏料的有機樹脂，例如HI-KOTETM 1塗層或HI-KOTETM 1NC塗層，這兩者都是由加利福尼亞州託蘭斯的Hi-Shear公司市售的電介質。該潤滑劑是在緊固件10的設計方案中指定的軸向長度和寬度上以5至13μm的厚度例如通過粉化來沉積的。

不論製造緊固件10的手段並且不論沉積潤滑帶22的手段如何，都必須對這些帶的尺寸特性(特別是長度和寬度)加以測量並且將之與該緊固件的設計方案的尺寸特性加以比較，以確保它們相符。

已知可以檢驗該緊固件的設計方案中所指定的帶22的尺寸的多種不同尺寸測量裝置。

第一裝置是3D裝置，該裝置可以通過對緊固件的觸探來檢驗這些尺寸。已知的第二裝置是包括相機的計算機化裝置，該相機拍攝這些緊固件並且與參考圖像比較來分析這些圖像。

這些裝置是可靠的，但是購買和維護昂貴，笨重，易碎，而且需要專門培訓的工作人員。

技術實現要素：

本申請的一個目的是要提供一種用於在尺寸上檢驗現有技術的緊固件的潤滑帶的長度和寬度的裝置，該裝置是易於製造的、使用簡單且快速、遭受磨損小並且是可靠的。

因此，本發明的目的是一種被設計成檢驗緊固件的控制環，該緊固件包括擴大的頭部和沿軸線延伸的圓柱形軸，該軸包括平行於該軸線的至少一個塗層帶，該帶在圓周寬度上延伸。

該環包括在第一極端與第二極端之間沿迴轉軸線延伸的圓柱形管狀本體，其特徵在於：

-該第一極端包括兩個相鄰的弧形部段，每個弧形部段具有在垂直於該環的迴轉軸線的平面中延伸的端壁，這兩個壁的平面不是同一平面並且是與該第一極端在軸向上偏離的；並且

-每個弧形部段包括在穿過該環的迴轉軸線的徑向平面上延伸的至少一個側壁；並且在於

-一個弧形部段的寬度是由有待檢驗的最小帶寬度來限定的，並且這兩個弧形部段的累積寬度是由有待檢查的最大帶寬度來限定的。

因此獲得了用於對緊固件的特性進行尺寸控制的簡單設備。這樣的設備首先由任何類型的材料來加工或模製都是製造不昂貴的，在使用中幾乎受到磨損很少，實際上是不可能調整不當的，不需要定期校準，並且可以由需要執行安裝緊固件之前的檢查的任何操作者攜帶和使用。

相比於這些緊固件的材料，選擇具有低硬度的材料還降低了對緊固件造成損壞(例如擦傷)的風險。

已知所有的技術上可能的組合，則根據本發明的控制環可以包括以下特徵中的一者或多者。

在一種實施例形式中，這兩個相鄰的弧形部段是在該管狀本體內在軸向上一直延伸至位於該第一極端與該第二極端之間的這些端壁的凹口。

在另一種實施例形式中，這兩個相鄰的弧形部段是在該管狀本體外在軸向上一直延伸至超出該第一極端的這些端壁的伸出部。

對可以被組合在單一環上的這些實施例形式中的一者或另一者的選擇是具體由使用條件(例如照明條件和/或讀取對比度)或由用戶舒適度偏好來指定的。

在一種實施例形式中，凹口的或伸出部的側壁的至少一個部分在與該本體的徑向平面偏離角度(α)的平面中延伸。已知該環的本體的可能厚度，則這導致更易於光學讀取。

在一種實施例形式中，該環的第二極端具有從所述第二極端軸向地延伸過該本體的一部分而到達第一端壁的至少一個凹口，該凹口的一個軸向長度是由在所述第二極端與被安排在該緊固件的軸上的軸向帶極端之間的有待檢查的最小距離來限定的。

在一種實施例形式中，該環的第二極端還具有從所述第二極端軸向地延伸過該本體的一部分而到達第二底壁的至少一個第二凹口，所述第二凹口的一個軸向長度是由在所述第二極端與被安排在該緊固件的軸上的軸向帶極端之間的有待檢查的距離的公差範圍來限定的。

以這種方式，對於這些帶的長度或終止位置的控制獲得了與對這些帶的寬度的檢查同樣的益處。

在一種實施例形式中，為了針對該緊固件頭部的形狀調整其自身，該第二極端包括對應地與埋頭的或凸出的緊固件頭部的底部互補的錐形或平坦的表面。

在一種實施例形式中，該第二極端包括與埋頭的或凸出的緊固件頭部的底部交錯互補的錐形表面和平坦表面。

為了幫助闡明所執行的控制並且降低誤讀的風險，至少一個端壁或側壁包括指示接受或拒絕所檢查的尺寸的視覺手段。

該視覺手段例如是施加在所述壁上的顏色或靠近所述壁來施加的提示。

本發明還考慮了用於通過本發明的控制環對包括頭部和沿軸線延伸的圓柱形軸的緊固件進行控制的方法，該軸包括平行於該軸線的至少一個塗層帶，該帶在圓周寬度上延伸，該方法包括以下步驟：

a)將該環帶間隙地安裝在該緊固件圓柱形軸上；

b)在該軸的圓周上轉動該環以使帶的第一邊緣與該第一極端的第一弧形部段的側壁對齊；

c)如果與所述帶的第一邊緣相反的、該帶的第二邊緣被包括在該第二弧形部段中並且未被包括在該第一弧形部段中，即如果所述帶的寬度大於該第一弧形部段的寬度並小於這兩個相鄰弧形部段的寬度，則報告該帶的圓周寬度是相符的。

因此，就已經檢驗了該緊固件頭部上的帶的寬度的符合性。

在一種實施方式中，針對該緊固件的每個塗層帶重複針對一個帶所執行的步驟b)和c)，並且如果針對至少一個塗層帶的步驟c)未檢驗通過，則該緊固件被報告為不符的。

因此，通過簡單地使緊固件相對於該環旋轉，實現了對緊固件的完全控制。

本發明還考慮了用於通過本發明的控制環對包括頭部和沿軸線延伸的圓柱形軸的緊固件進行驗證的方法，該軸包括平行於該軸線的至少一個塗層帶，該帶在圓周寬度上延伸，該方法包括以下步驟：

a)將該環帶間隙地安裝在該緊固件圓柱形軸上；

b)滑動該環以使該第二極端頂在該緊固件頭部下方；

c)在該軸的整個圓周上轉動該環；

d)如果在該環的旋轉過程中這些帶中沒有一個顯現在該第一凹口中，則報告該緊固件符合這些帶的最大長度的標準。

因此，就已經檢驗了該緊固件軸上的帶的長度的符合性。

在一種實施方式中，該方法還包括由如果每個帶的軸向極端與該第二凹口相對地顯現則報告該緊固件為符合這些帶的最小長度標準來構成的步驟。

在一種實施方式中，該環的第二極端被放置成頂在緊固件頭部的下方。因此，降低了在帶長度控制過程中環在緊固件軸上錯誤定位的風險。

附圖說明

閱讀以下描述並且觀察與其相關的附圖將更好地理解本發明及其不同應用。這些僅供參考之用，並非限制本發明。這些圖示出了：

-圖1A：已經描述了的有待檢查的現有技術緊固件的端視圖；

-圖1B：已經描述了的有待檢查的現有技術緊固件的側視圖；

-圖2：控制環的第一實施例的等距視圖；

-圖3：控制環的第二實施例的等距視圖；

-圖4：控制環的第三實施例的等距視圖；

-圖5：控制環的第四實施例的等距視圖；

-圖6：放置在有待檢查的緊固件的軸上的圖2的環的端視圖；

-圖7：放置在有待檢查的緊固件的軸上的圖2的環的另一端視圖，其中該軸已經相對於圖6逆時針旋轉90°。

具體實施方式

圖2示出了根據本發明的控制環100的第一實施例。控制環100包括具有迴轉軸線B的管狀本體110，該管狀本體配備有通孔，該通孔在所述管狀本體的第一極端120和與該第一極端相反的第二極端140引出。該環例如是由鋁製成的。該環的內直徑在一個公差內與待檢查的緊固件的軸14的外直徑相匹配，以使得該環能夠在軸14上不受過多阻力地滑動。

該本體的第一極端120包括兩個U形凹口122和124，這些U形凹口對應地從極端120軸向地延伸過本體110的一部分而到達端壁126和端壁128。端壁126和128在垂直於軸線B的平行平面上延伸，並且是彼此軸向偏離的。這兩個凹口122和124是相鄰的並且具有不同的軸向長度和不同長度的寬度(或弧形部段)。

術語「寬度」和「弧形部段」在說明書的其餘部分可以互換使用並且是指被潤滑帶22覆蓋的弧形部段的長度。

凹口122包括兩個側向壁130和132以及端壁126。壁132被安排在徑向平面、即平行於該環的半徑延伸的並穿過該環的迴轉軸線B的平面中。壁130包括在徑向平面上延伸的部分130A(圖6、圖7)、以及在與該徑向平面偏離角度α(圖6、圖7)的平面上延伸的斜切部分130B。這種斜切使視覺檢查更容易。在未示出的變體中，整個壁130可以是斜切的。側向壁130和132之間的凹口122的寬度與帶22的最小允許寬度相匹配。側向壁130和134之間的這兩個凹口122和124的寬度與帶22的最大允許寬度相匹配。側向壁132和134之間的壁128的寬度代表了在緊固件10的設計方案中針對帶22的寬度所接受的公差範圍。

凹口122和124的軸向長度差不用於測量帶22的軸向尺寸，但可以在視覺上區分出由這些凹口的側壁所表示的這兩個最小和最大寬度。

為了方便該環的使用，在端壁128下方在本體110上銘刻有視覺上指示所測量的帶的寬度的可接受的公差範圍的字詞「通過」。在一個變體中，端壁128可以包括在視覺上指示所述可接受尺寸範圍的顏色(例如綠色)。

在該實施例中，第二極端140包括平坦表面而沒有凹口。

圖3示出了根據本發明的第二實施例的環100B。環100B包括本體110B和第一極端120B，該第一極端與圖2中所示出的第一實施例的第一極端120相同。

在圖3的示例中，環100B的第二極端140B包括U形凹口142B，該U形凹口從極端140B軸向地延伸過本體110B的一部分而到達端壁144B，該端壁在垂直於環100B的軸線B的平面中延伸。凹口142B包括兩個側向壁146B和148B以及端壁144B。側向壁146B和148B各自安排在徑向平面上。本體110B的一部分145B是斜切的，以方便視覺檢測。

只有當帶22不延伸至緊固件的頭部下方的倒圓13、但在與該頭部下方的倒圓相距一個精確距離處停止時凹口142B才是必需的。在這種特定的情況下，凹口142B軸向地延伸過與該緊固件的設計方案中所指定的、該頭部的下部部分與帶22的軸向極端之間的最小距離相匹配的距離。凹口142B的寬度必須足以允許視覺檢查，但並不用於測量該塗層帶的正確寬度。

第二極端140B包括被設計成與頭部凸出的緊固件的頭部的底部發生接觸的平坦表面150B。極端140B的下壁包括被設計成接納頭部凸出的緊固件的頭部下方的倒圓13的臺階152B。

為了方便該環的使用，在靠近側壁146B、靠近第二極端140B的本體110B上銘刻了在視覺上指示所測量長度的可接受尺寸範圍的字詞「通過」。在一個變體中，側壁146B可以包括在視覺上指示所測量長度的可接受尺寸範圍的顏色(例如綠色)。

圖4示出了根據本發明的第三實施例的環100C。環100C包括本體110C、第一極端120C以及第二極端140C。不同於圖2中所示出的帶，此實施例的第一極端120C不具有U形凹口、但包括兩個U形凸出部122C和124C，這些U形凸出部也是相鄰的、對應地在軸向上超出極端120C延伸直至端壁126C和端壁128C。

凸出部122C包括兩個側向壁130C和132C以及端壁144B。壁132C被安排在徑向平面中。側向壁130C和132C之間的凸出部122C的寬度與帶22的最小允許寬度相匹配。側向壁130C和134C之間的這兩個凸出部122C和142C的寬度與帶22的最大允許寬度相匹配。側向壁132C和134C之間的寬度表示在緊固件10的設計方案中所接受的公差。

凸出部122C和124C的軸向方向上的長度差不用於測量帶22的軸向尺寸，但可以在視覺上區分出由這些凸出部的側壁表示的這兩個最小和最大寬度。

為了方便該環的使用，在端壁128C下方在該環的本體110C上銘刻有在視覺上指示所測量的寬度的可接受的尺寸範圍的字詞「通過」。在一個變體中，端壁128C可以包括一種顏色，例如綠色。

在側壁130C附近並在極端120C下方，靠近壁134C銘刻了表示拒收該緊固件的提示「不通過」，從而在視覺上指示所測量寬度的不可接受的尺寸範圍。在一個變體中，極端120C的平坦表面和側壁130B可以包括在視覺上指示所測量的寬度的不可接受的尺寸範圍的顏色(例如紅色)。這些是任選的，並且該量規可以僅包括「通過」指示、僅包括綠色、僅包括「不通過」指示、或僅包括紅色。

環110C的第二極端140C包括沒有凹口的平坦表面。在未示出的變體中，該第二極端可以包括如圖3中所示出的凹口142B或者圖5中所表示的並將在以下描述的一系列凹口142D、152D和162D。

圖5示出了根據本發明的第四實施例的環100D。環100D包括本體110D和第一極端120D，該第一極端等同於圖4中所示出的環100C的第一極端120C。在一個變體中，該第一極端可以與環100C的第一極端120C相同。

在圖5的示例中，環100D的第二極端140D包括一系列(三個)相繼的U形凹口142D、152D、162D，這些U形凹口對應地從極端140D軸向地延伸過本體110D的一部分而到達三個端壁，這些端壁在垂直於軸線B的並且彼此軸向偏離的平面中延伸。這三個凹口142D、152D和162D是相對於穿過它們中間的徑向平面對稱的，這三個凹口的中間徑向平面是同一個平面。

每個凹口包括兩個側向壁和一個端壁。這些側向壁各自安排在徑向平面上。端壁越接近極端140D，凹口的寬度就越大。使用不同寬度的相繼且相鄰的多個凹口可以通過在徑向方向上使每個凹口的側向壁移位來在實體標記出公差範圍。

第一凹口142D的軸向長度表示將緊固件的頭部下方的倒圓13與帶22的軸向極端分離開所需要的最小距離。該凹口相當於環100B的凹口142B。

第二凹口152D的軸向長度和第一凹口142D的軸向長度因此表示將緊固件的頭部下方的倒圓13與帶22的軸向極端之間的距離的公差範圍。

第三凹口162D在軸向上延伸超出的距離比該緊固件的設計方案中所指定的頭部13的下部部分與帶22的軸向極端之間的最大距離更大。

這些凹口142D、152D和162D的寬度必須足以允許視覺檢查，但並不用於測量潤滑帶的寬度，以防止檢測錯誤。

為了方便該環的使用，在靠近第二凹口152D的側壁的本體110D上銘刻了在視覺上指示所測量的帶的長度的可接受的公差範圍的字詞「通過」。在一個變體中，該第二凹口的側壁可以包括綠色。

該環可以包括其他視覺指示，例如包括字詞「埋頭」以指示該環是適用於埋頭緊固件、在凹口142D和162D的側向壁附近包括「不通過」以指明軸向極端出現在這些範圍內的帶超出了這些公差。在一個變體中，「不通過」指示可以通過將紅色塗覆到這些凹口的側向壁上來取代。

現在將參照圖6和圖7來說明使用環100、100B或100C或100D對緊固件10的軸上的塗層帶22進行測量的方法。

圖6和圖7示出了通過圖2所示的環100對緊固件10的塗層帶22進行的測量。環100是以俯視圖示出的，並且該緊固件軸是以截面示出的。這些潤滑帶22被示意性示出，並且被大大地放大。

該方法包括以下步驟，這些步驟可以用不同的順序來執行，因為一個尺寸的不符就會導致該緊固件不符。

第一步驟由將環100帶間隙地安裝在有待檢查的緊固件的圓柱形軸14上構成。

操作者然後在該軸的整個圓周上轉動該環，以使得有待檢查的帶22'出現在這兩個凹口122和124中。為此，操作者使凹口122的壁130A與該帶的極端22'a對齊。

在帶22'的情況下，該帶的第二極端22'b出現在凹口122的壁132與第二凹口124的壁134之間。因此，帶22'的寬度是在例如由端壁128的寬度所限定的公差範圍內，因為該寬度既寬於所需最小寬度又窄於所允許的最大寬度。

帶22'的寬度是相符的，操作者在該緊固件的軸14上轉動環100以檢測相鄰的塗層帶22"。。圖7中示出了此位置。

如前所述，操作者使凹口122的壁130A與該帶的一個極端22"對齊。

在帶22"的情況下，該帶的第二極端22」b並未出現在凹口122的壁132與第二凹口124的壁134之間。因此，帶22"的寬度超出由端壁128的寬度所限定的公差範圍，因為該寬度寬於最大允許寬度。因此，該帶不符合設計方案並且緊固件14被報告為不符的。

如果帶22"的第二極端22"b在壁132之前的凹口122的寬度中終止，其也應視為不符的，因為該寬度將小於最小允許寬度。因此，緊固件14應被視為是不符的。

如果所有這些帶22都被視為是符合的，則所檢查的緊固件14也被視為符合該設計方案。

使用量規100C來測量這些帶22的寬度的符合性類似於先前所描述的，區別之處在於操作者必須使帶的極端22'b或22"b與凸出部122C的壁130C對齊並且檢查該帶的極端22'a或22"a是否出現在第二凸出部的壁128C的寬度內。如果因為該帶太窄或因為該帶太寬而極端22'a或22"a未出現，則該帶是不符合的並且該緊固件被視為是不符合的。

如果緊固件14包括並未延伸過軸14的整個長度而是僅延伸過該軸的遠離緊固件10的頭部下方的倒圓13的一部分的帶22的話，則要求環100B或100D。為此，操作者例如將環100B安裝在該緊固件的圓柱形軸14上並且滑動該環，直到該本體的第二極端140B頂在該緊固件頭部的下方。如果緊固件10的頭部是凸出的，則第二極端140B需要平坦部分，以便頂在凸出頭部12的下方。如果緊固件10的頭部是埋頭的，則第二極端140B需要錐形部分。

操作者然後在該軸的整個圓周上轉動該環，以在視覺上檢查每個帶22是否出現在凹口142B中。

如果有一個帶22未出現，則將該緊固件報告為不符的，因為這個帶22離該頭部的底部太遠並且其長度不符合該方案。如果所有帶都出現，則將該緊固件報告為符合該方案的。

凹口142B僅檢查頭部下方的倒圓13與帶22的軸向極端之間的最小距離。如果緊固件10的設計方案指定了這些帶22必須位於包括在針對頭部下方的倒圓的最小公差範圍內的距離處的話，則操作者應使用圖5中所示出的環100D。

該檢測方法等同於先前描述的檢測方法，不同的是帶22的軸向極端必須與第二凹口152D的側壁相對地出現才被視為是相符的。如果帶22的軸向極端與第三凹口162D相對地出現，則該帶太短。如果帶22的軸向極端與第一凹口142D相對地出現，則該帶太長。在這兩種情況下，該帶的長度都不符合該方案，並且將該緊固件視為是不符的。

有利地，環將包括在第一極端處檢驗帶的寬度的一個裝置和在第二極端處檢查帶的長度的兩個裝置，一個適用於埋頭緊固件，另一個適用於頭部凸出的緊固件。因此，單一環可以快速實現幾種控制。可以使用環100B或100D來檢測軸向帶長度沒有要求的緊固件，從而僅使用檢查帶的寬度的視覺手段。

這樣的環是製造簡單的，由於這些側向壁不受摩擦而經受小的磨損，並且歸功於這些控制壁附近或之上施加的通過/不通過的標記或顏色代碼而是使用簡單的。

當然，該環可以用於測量具有任何類型塗層的帶而不僅是潤滑帶的寬度和長度。