固定構件，公單元，及包含這種公單元的把手工具與量計的製作方法

2023-05-27 08:56:11

專利名稱：固定構件，公單元，及包含這種公單元的把手工具與量計的製作方法
技術領域：
本發明提供了關於一種包含一螺紋端部的固定構件，該螺紋端部的一端面具有一能夠與一把手工具或測試量計合作的凹槽；一種公單元，其在形狀上凸起且能夠插入至一固定構件的一凹槽中；以及一種包含這種公單元的把手工具及測試量計。此類型的固定構件意欲與螺帽相關聯以便組裝來自總成的單一側的至少兩個部分。本發明的一較佳應用可見於航空工業中。然而，此發明可用於任何其他工業領域中，特別用於難以接近經組裝的該等部分的側中的一者的情況下。
背景技術：
法國專利FR2809781為已知的且是關於包含頭部及螺紋端部的固定構件，該螺紋端部的端面具有在形狀上為多瓣的凹槽，該凹槽意欲與具有相應形狀的工具合作。該多瓣形狀使得能夠施加顯著鎖緊扭力且亦避免在組成固定構件的金屬中形成裂痕，特別是在凹槽已由金屬的塑性變形獲得之後藉由輥軋產生螺紋的情況下。根據一具體實例，凹槽的瓣是由外圓弧及由兩個平坦側面形成，鄰近瓣因此是由與平坦面相切的內圓弧連接。根據另一具體實例，凹槽的瓣是由外圓弧與具有較大曲率半徑的兩個內圓弧形成。按以下方式使用這種固定構件將其置放於穿過經組裝的至少兩個結構而製成的一開口中，其中使其頭部停置於經組裝的結構的一側上。將一螺帽置放於在自該開口突出的螺紋端部上的結構的另一側上。包含與固定構件的凹槽互補的凸起尖端的把手工具將該尖端插入至該凹槽中，以便相對於經組裝的結構以旋轉方式將該固定構件維持固定。亦包含用於鎖緊螺帽的組件的此同一工具藉由產生特定位準的鎖緊扭力而將螺帽旋擰至螺紋端部上，該螺紋端部是由工具的尖端以旋轉方式而維持固定。當螺帽為鎖定螺帽及/或當在總成內的應力增加時，此扭力更加顯著。因此，在螺紋端部的凹槽與尖端之間產生反作用扭力，該反作用扭力傾向於使該端部在固定構件的凹槽內樞轉。由於互補多瓣形狀且由於凹槽及凸起形狀的特定尺寸，無損壞出現在位於凹槽的周邊邊緣周圍的環形區域中，且螺帽以令人滿意的方式旋擰至固定構件上。儘管此凹槽提供關於在現有技術中熟知的六角形凹槽的顯著改良，但可藉以將固定構件組裝至總成上而無過量變形的最大扭力受限制。超過此限制的任何扭力增加導致變形，特別是對於鎖緊或移除工具的尖端。因此，本發明的一目的為提供一種能夠藉由比現有技術中的固定構件的扭力多的扭力來組裝的螺紋固定構件。本發明亦是關於一種具有與凹槽的形狀互補的形狀的公單元，其具有改良的扭力強度。

發明內容
本發明是關於一種具有一螺紋端部的固定構件，該螺紋端部的一端面具有一在形狀上為多瓣的凹槽，該凹槽經設計以避免在已藉由鍛造、擴孔或機械加工獲得凹槽之後藉由輥軋產生螺紋的情況下在螺紋端部中出現裂痕。此凹槽亦使得構件能夠支撐更顯著位準的反作用扭力而不影響其牽引或疲乏行為，且特別是在螺紋端部中。根據本發明，此結果是藉助於一種沿一對稱軸延伸的固定構件獲得，該固定構件包含一螺紋端部，該螺紋端部的一端面含有一凹槽。該凹槽包含呈多瓣連續曲線形式的周邊邊緣，每一瓣的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有第一半徑的第一凸圓弧，具有第二半徑的第二凹圓弧定位於該第一凸圓弧的每一側上。每一瓣是經由具有大於第一半徑的第三半徑的第三凸圓弧連接至鄰近瓣。已示範了由申請者執行的測試當將工具插入至凹槽中且當將螺帽旋擰至固定構件的外螺紋上時，在螺紋端部中產生的應力受限制且具有低位準。因此，此同一端部的變形程度為低的。本發明亦是關於一種可併入至把手工具或測試量計中的公單元。根據本發明，該公單元能夠插入至固定構件的互補凹槽中。該公單元具有包含呈多瓣連續曲線形式的周邊邊緣的凸起形狀。每一瓣的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有第一半徑的第一凸圓弧，具有第二半徑的第二凹圓弧定位於第一凸圓弧的每一側上。每一瓣是經由具有大於第一半徑的第三半徑的第三凸圓弧連接至鄰近瓣。已示範了由申請者執行的測試在組裝於把手工具的端部處且經受反作用扭力的這種公單元中產生的應力亦受限制且具有低位準。因此，在由固定螺帽產生的相同反作用扭力下，要求公單元的外部形狀達到較小程度。本發明亦是關於一種包含根據本發明的公單元的把手工具。本發明亦是關於一種包含根據本發明的公單元的測試量計。本發明提供方案如下本發明實施例提供了一種沿一對稱軸(A)延伸的包含一螺紋端部(6)的固定構件 (1)，該螺紋端部(6)的一端面(8)含有一凹槽(10)，該凹槽(10)包含一呈一多瓣連續曲線形式的周邊邊緣(12)，每一瓣(L)的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有一第一半徑(Rl)的一第一凸圓弧(14)，具有一第二半徑(似)的一第二凹圓弧(16)定位於該第一凸圓弧(14)的每一側上，且每一瓣(L)是經由一具有大於該第一半徑(Rl)的一第三半徑(R3、R3u)的第三凸圓弧(18、18u)連接至鄰近瓣。其中，該凹槽的該周邊邊緣(12)內切於以該對稱軸㈧為中心的一圓02)中，且其中該螺紋端部(6)的螺紋底座的直徑(Dfilet)與該內切圓02)的直徑(Dl)之間的比率在1. 32與1. 72之間。其中，該凹槽包含一中心圓柱形中空部(對、2如)，該中心圓柱形中空部Q4、Mu) 的直徑(D3、D3u)等於該第三半徑(R3、R3u)的兩倍，且其中該中心圓柱形中空部的該直徑 (D3、D3u)與該內切圓(22)的該直徑(Dl)之間的比率在0. 63與0. 88之間。其中，該第一半徑(Rl)是由以下公式定義Rl = 1/2X (Dl+D3，3u) X λ，Dl為該內切圓02)的該直徑，D3，;3u為該中心圓柱形中空部Q4、Mu)的該直徑，λ為一在0. 06與0. 26之間的係數。其中，該第二半徑(R2)與該第一半徑(Rl)之間的比率在0. 66與1. 06之間。
其中，該凹槽(10)的該周邊邊緣(12)包含3至7個瓣。本發明實施例還提供了一種能夠插入至一固定構件(1)的一凹槽中且在形狀上互補的公單元(34、58)，該公單元(34、58)具有一包含呈一多瓣連續曲線形式的一周邊邊緣(36)的凸起形狀，每一瓣(Lo)的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有一第一半徑(R38)的一第一凸圓弧(38)，具有一第二半徑(R40)的一第二凹圓弧00)定位於該第一凸圓弧(38)的每一側上，且每一瓣(Lo)是經由一具有大於該第一半徑(R31)的一第三半徑￠4 的第三凸圓弧0 連接至鄰近瓣。其中，該公單元包含一具有等於該第三半徑￠4 的兩倍的一直徑(D42)的中心圓柱形截面(46)，且其中該公單元內切於與該等瓣(LO)相切且具有一預定義直徑(D44)的一圓G4)中，以使得該中心圓柱形截面的該直徑(D42)與該內切圓04)的該預定義直徑 (D44)之間的比率在0. 63與0. 88之間。其中，該第一半徑(R38)是由以下公式定義R38 = 1/2 X (D42+D44) X λ，D44為該內切圓04)的該預定義直徑，D42為該中心圓柱形中空部06)的該直徑，λ為一在0. 06與0. 26之間的係數。其中，該第二半徑(R40)與該第一半徑(R38)之間的比率在0. 66與1. 06之間。其中，該凸起形式的該周邊邊緣包含3至7個瓣。本發明實施例還提供了一種包含能夠插入至一固定構件(1)的一凹槽(10)中的一尖端(30)的把手工具，該尖端(30)具有包含如申請專利範圍第7至11項中任一項的公單元(34)的一端部(32)。本發明實施例還提供了一種能夠測試如本申請專利範圍提供的固定構件(1)的一凹槽(10)的至少一尺寸的測試量計(50)，該測試量計(50)包含一具有至少兩個端部 (54,56)的可夾持主體，且一第一端部(54)裝配有如申請專利範圍提供的公單元(58)。其中，測試量計(50)在另一端部(56)處包含一具有一圓形橫截面的第二公單元 (60)，該圓形橫截面經選取以便具有一大於該凹槽(10)的該第三半徑(舊)的半徑。其中，測試量計(50)在另一端部(56)處包含一第三多瓣公單元(60')，每一瓣峰的橫截面是由一具有大於經檢查的該凹槽(10)的該第一半徑(Rl)的一半徑的凸圓弧形成，該第三公單元(60')內切於具有比該凹槽(10)的該內切圓02)的直徑大的一直徑的一圓中。其中，測試量計(50)在另一端部(56)處包含一第四多瓣公單元(60")，每一瓣峰的該橫截面是由一具有小於經檢查的該凹槽(10)的該第一半徑(Rl)的一半徑的凸圓弧形成，該第四公單元(60")內切於具有與該凹槽(10)的該內切圓02)的直徑相同的直徑的一圓中。其中，測試量計(50)包含定位於該第一端部(54)或該另一端部(56)附近的用於經檢查該凹槽(10)的至少一符合性或非符合性指示項(64、62)。


圖1為根據本發明的一具體實例的具有多瓣凹槽的固定構件的透視圖2為根據本發明的一具體實例的具有多瓣凹槽的固定構件的螺紋端部的端視圖；圖3為根據本發明的一具體實例的具有多瓣凹槽的固定構件的螺紋端部的部分的近視端視圖；圖4為根據本發明的一具體實例的具有多瓣凸起形狀的尖端的側視圖；圖5為根據本發明的一具體實例的具有多瓣凸起形狀的尖端的端部的端視圖；圖6為自系統的橫向橫截面看在系統內產生的應力的示意性表示，該系統包含根據本發明的一具體實例的組裝至把手工具上的尖端，該尖端經插入至根據本發明的一具體實例的凹槽中且經受反作用扭力；圖7為自系統的橫向橫截面看在系統內產生的應力的示意性表示，該系統包含組裝至把手工具上且插入至根據現有技術的六角形凹槽中的六角形尖端，其中該尖端經受反作用扭力；圖8為自系統的橫向橫截面看在系統內產生的應力的示意性表示，該系統包含根據現有技術的組裝至把手工具上且插入至根據現有技術的多瓣凹槽中的多瓣尖端，其中該尖端經受反作用扭力，圖9為根據本發明的一具體實例的用於凹槽的測試量計的透視圖，該測試量計的一端部裝備有根據本發明的一具體實例的多瓣凸起公單元；圖10為根據本發明的一具體實例的意欲檢查多瓣凹槽的一尺寸的測試量計的端部的端視圖；圖11為根據本發明的一具體實例的意欲檢查多瓣凹槽的另一尺寸的測試量計的端部的端視圖。
具體實施例方式在閱讀僅出於說明的目的且參看隨附圖式而提供的以下描述之後，將更好地理解本發明及其優點。圖1表示根據本發明的一具體實例的固定構件1。此構件可由任何金屬製成，且為了應用於航空工業中，較佳由具有高彈性極限及具有低塑性變形的金屬(諸如，鈦合金)製成。固定構件1沿對稱軸A延伸且除了實質上平滑的柄4之外，亦在一端部處包含意欲停置於經組裝的結構堆棧(未表示)的一側上的頭部2，柄4意欲穿過在結構堆棧中製成的孔。此柄在形狀上可為圓柱形或錐形的。固定構件1亦包括意欲自結構堆棧的另一端部突出的螺紋端部6。在圖1中，出於清晰的目的而未表示螺紋。螺紋端部6具有端面8，在端面8上產生凹槽10。凹槽10在螺紋端部6內延伸經過某一距離且在此實施例中具有錐形底座。圖2表示在端面8上的凹槽10的橫截面。凹槽10包含周邊邊緣12，當自固定構件的端部看固定構件時，周邊邊緣12形成連續的多瓣線。周邊邊緣12包含均勻地分布於周邊邊緣12上的五個相同瓣L。有利地，瓣的數目為至少三個以便傳遞足夠位準的扭力。 有利地，瓣的數目小於或等於七個。超過此數目，則製造方法根據螺紋的直徑可能會產生螺紋端部6的不良徑向擴孔。
較佳地，定位該等瓣使得任何兩個瓣不在直徑上相對，以便限制螺紋端部6的徑向變形。更佳地，瓣的數目為奇數以便限制在螺紋輥軋期間出現任何裂痕。每一瓣L的橫截面是由一系列連續的三個圓弧形成，亦即-具有第一半徑Rl的第一凸圓弧14，-具有第二半徑R2的兩個第二凹圓弧16，該等凹圓弧16定位於第一凸圓弧14的
每一側。每一瓣L是經由具有大於第一半徑Rl的第三半徑R3的第三凸圓弧18連接至鄰近瓣L。如在圖3中更精確地表示，描繪周邊邊緣12的實線為根據本發明的第一具體實例產生的凹槽10的實線。半徑Rl與R2在其連接點處相切。根據第二具體實例，凹槽10具有第三凸圓弧18u，該凸圓弧18u具有表示為圖2及圖3中的點線的第三半徑R3u，第三半徑Mil比R3稍小若干微米且因此仍大於第一半徑Rl。 在後一實施例中，兩個圓弧16稍長以便與第三圓弧18u的端部相切。半徑Rl與R2，及R2 與Mil在其連接點處相切。端面8具有在形狀上大體為圓形的外圓周20，外圓周20具有對應於具有螺紋的螺紋底座的直徑(亦即，對應於螺紋端部6的在螺紋底部處的直徑)的直徑Dfilet。當自凹槽10的端部看時，凹槽10的周邊邊緣12完全內切於具有直徑Dl的圓22 中。換言之，瓣L的所有瓣峰位於圓22上。凹槽10具有中心圓柱形中空部對、2如，其具有第三半徑R3、R3u，乃至具有直徑 D3、D3u。因此，周邊邊緣12的所有點包括於由圓對、2如與22所界定的環形空間28內。圓20、22及對、2如具有同一中心點0(凹槽10的中心)。此點0理想地位於固定構件1的對稱軸A上。具有半徑Rl的第一凸圓弧14各自具有中心點P。所有點P位於唯一圓上，該圓具有中心0且具有經計算以使得此圓位於環形空間觀內的直徑。兩個凹圓弧16各自具有中心點N。所有點N位於唯一圓上，該圓具有中心0且具有經計算以使得此圓位於環形空間觀內的直徑。可以若干不同方式產生凹槽10。第一方法涉及拉削或擴孔，其由以下步驟組成-首先使用鑽孔器將螺紋端部6穿孔至直徑D3-其次使用具有能夠產生中空部瓣L的多瓣凸起形狀的衝頭拉削或擴孔為多瓣形狀。此製造方法簡單且快速，然而需要用以適合每一直徑的衝頭的調整。第二方法涉及機械加工。此方法由以下步驟組成藉由移除材料以便獲得多瓣凹槽的程序化機械工具對凹槽10進行機械加工，凹槽的中心中空部對、2如具有等於第三半徑R3、R3u的兩倍的直徑。此製造方法不如前一方法快，然而較為靈活，此是因為同一機械工具可用以產生若干不同凹槽大小。第三方法涉及鍛造。此方法由以下步驟組成藉由塑形衝頭撞擊此端部以便在單一步驟中產生多瓣形狀。
根據製造選定凹槽10的方法，可在形成凹槽10之前或之後產生螺紋6。在任何情況下，若凹槽10的內切圓22未經定尺寸以避免此效應，則存在於端部中發生鼓凸的風險。根據本發明的一具體實例，將凹槽10的內切圓22的直徑Dl定義為等於螺紋底座的直徑Dfilet除以在大約1. 32與大約1. 72之間的係數、的結果。術語大約在此例子中及在下文的描述中可理解為意謂若干百分比的邊限為可接受的。Dl = Dfilet/γ此係數保證對於無論何選定製造方法，螺紋端部6的直徑Dfilet皆將不會增加。 因此，此確保直徑Dfilet保持在針對固定構件1設定的容許極限內。根據以下公式，將中心中空部對、2如的直徑D3、D!3u定義為隨Dl而變D3 = δ XDl,或D3u = δ XDl,δ為在大約0· 63與大約0· 88之間的係數。此係數確保凹槽10的內壁與經插入的工具的外壁之間的接觸表面為足夠的以傳輸所要扭力。此係數愈小，接觸表面愈大。自D3、D;3u計算，推導出第三凸弧18、18u的半徑 R3、R3u。根據凹槽10的平均直徑(亦即，根據直徑Dl與直徑D3、D;3u的總和的一半)定義第一半徑Rl。此等於Rl = 1/2 X (D1+D3) X λ ,λ為在大約0. 06與大約0. 26之間的係數。此係數λ使得能夠獲得具有與凹槽的表面積相對成比例的表面積的瓣L。此情形確保瓣不會太小亦不會太大，瓣太小則將會在瓣的周邊區中產生過多應力，瓣太大則將將在將把手工具的尖端插入至凹槽10中時導致變形風險。將第二半徑R2定義為隨第一半徑Rl而變。典型地，R2 = KXRl,K為在大約0. 66與大約1. 06之間的係數。此係數K使半徑Rl與R2關聯以便確保在凹槽10與把手工具的尖端之間的最佳接觸表面。由於此特定幾何形狀，凹槽10具有中心圓柱形中空部對、2如，其直徑D3、D!3u相對於根據現有技術的多瓣凹槽的中心中空部的直徑而增加。此特性使得在將工具插入至凹槽10中且在螺紋端部6上的螺帽的鎖緊操作期間以旋轉方式將固定構件1維持固定時，能夠在系統內傳遞更多反作用扭力。兩個凹圓弧16確保第一圓弧14與第三圓弧18、18u之間的過渡而無銳角。其凹形狀亦在工具上產生壓力點，因此改良工具在瓣L中的固持。係數Y、δ及K的範圍考慮到凹槽10的瓣的可能數目及固定構件1的直徑。符合此等值使得能夠產生瓣的內壁的足夠大的表面積，以將工具的尖端部維持於凹槽內而凹槽不在反作用力下滑動。表面積經最大化以使得能夠傳遞最大位準的扭力。亦最小化凹槽的變形風險。
如先前所描述，本發明亦是關於一種具有凸起形狀的能夠插入至根據本發明的凹槽10中的公單元。這種公單元可組成組裝至機動或手動把手工具的鼻部上餓尖端的端部， 或組成手動把手工具(諸如，扳手)的端部。圖4表示根據本發明的一具體實例的沿對稱軸B延伸且包含公單元的端部32的把手工具的尖端30。尖端的另一端部33適合於組裝於工具內。端部32為在形狀上凸起的具有周邊邊緣36的公單元34，公單元34的橫截面(如在圖5中所表示)為多瓣連續曲線。根據本發明的一較佳具體實例，周邊邊緣36包含均勻地分布於周邊邊緣36上的五個相同瓣Lo。或者，瓣的數目為至少三個且最多七個瓣以便適應凹槽10的形狀。由於公單元34在形狀上與凹槽10互補，因此每一瓣Lo的橫截面是由一系列連續的三個圓弧形成，亦即-具有第一半徑R38的第一凸圓弧38，-具有第二半徑R40的兩個第二凹圓弧40，該等凹圓弧40定位於第一凸圓弧38 的每一側。每一瓣Lo是經由具有大於第一半徑R31的第三半徑R42的第三凸圓弧42連接至鄰近瓣Lo。當自周邊邊緣36的端部看時，周邊邊緣36完全內切於具有直徑D44的圓44中。由於此特定幾何形狀，尖端30的端部32具有(詳言之)中心圓柱形截面46，其直徑D42(等於第三半徑R42的兩倍)相對於根據現有技術的工具的中心截面的直徑而增加。 對於根據現有技術的固定構件的相同柄直徑，此特性使得當將尖端30插入至凹槽10中且在螺紋端部6上的螺帽的鎖緊操作期間以旋轉方式將固定構件1維持固定時，能夠傳遞更多反作用扭力。公單元34較佳經組態以使得當將尖端30插入至凸起凹槽10中時，合適間隙J (在圖6中可見)存在於公單元34的外壁與凹槽10的內壁之間。選取間隙J以使得尖端可易於插入至凹槽10中及自凹槽10移除，即使在存在諸如密封劑或油漆的額外材料時亦如此。根據凹槽10(尖端30意欲插入至其中)的直徑Dl而定義內切圓44的直徑D44， 從而考慮所需製造容限及間隙J。使用以下公式，根據此直徑D44而計算中心圓柱形截面46的直徑D42 D42 = δ XD44,δ為與用於凹槽10的係數相同的在大約0.63與大約0.88之間的係數。藉由將中心圓柱形截面46的直徑D42除以二而直接推導出第三半徑R42。根據端部32的平均直徑(亦即，根據內切圓44的直徑D44與中心圓柱形截面46 的直徑D42的總和的一半)而定義第一半徑R38。此等於R38 = 1/2 X (D42+D44) X λ ,λ為與用於凹槽10的係數相同的在大約0. 06與大約0. 26之間的係數。將第二半徑R40定義為隨第一半徑R38而變。典型地R40 = KXR38,K為與用於凹槽10的係數相同的在大約0. 66與大約1. 06之間的係數。
圖6展示由完工單元仿真的在系統內產生的應力，該系統包含源於把手工具或整合至把手工具中的尖端30，根據本發明的一具體實例的尖端30的端部32插入至根據本發明的一具體實例的凹槽10中，端部32具有半英時或12. 70mm的直徑且經受2. 66N. m的反作用扭力。根據對螺紋端部6上的螺帽的鎖緊作出反應的尖端旋轉的方向，接觸區在每一瓣 L的一側上受限於凹槽10的兩個圓弧16及端部32的弧40。在此等區中的在圖中由矩形區Zl所識別的一者中，可清晰地看出應力受限，無論此應力是在螺紋端部6中抑或在端部32中。詳言之，該等應力並未到達螺紋端部的周邊邊緣。在凹槽10的第一圓弧14及第三圓弧18中，應力幾乎為零，且在端部32的第一圓弧38及第三圓弧42中，應力為低的。兩個極其區域化且應力極低的區Z2出現於端部32 的第三圓弧42中。圖7表示在根據現有技術的具有六個插口面的六角形凹槽10'內及插入至凹槽 10'中且經受扭力矩的六角形尖端30'內產生的按每完工單元計算的應力。應力標度與在圖6中的應力標度相同。對於相同螺紋直徑且在恆定扭力下，相比於在根據本發明的一具體實例的多瓣凹槽10內及尖端30內產生的應力，由區Zl'所識別的在凹槽10'及尖端 30'內的應力明顯較高且分布較廣。圖8表示在根據現有技術的多瓣凹槽10"內及插入至凹槽10"中且經受扭力矩的多瓣尖端30"內產生的按每完工單元計算的應力。應力標度與在圖6及圖7中的應力標度相同。對於相同螺紋直徑且在恆定扭力下，相比於在根據本發明的一具體實例的多瓣凹槽10內及尖端30內產生的應力，由區Zl"所識別的在凹槽10"及尖端30"內的應力明顯較高且分布較廣。此外，應力清晰地出現於呈在瓣之間的凸圓弧的形式的所有連接區Z2"內。該等應力的位準及範圍明顯高於在根據本發明的端部34中所產生的應力的位準及範圍。此意謂插入至凹槽10中且經受扭力的具有根據本發明的公單元34的尖端30將經歷極小變形尖端30的破裂將較少發生。因此，更多固定構件1可藉由同一尖端30鎖緊。實際上，凹槽10及尖端30的第三圓弧18、42的凹形狀分別減少對尖端30的外直徑的要求及在尖端30的外直徑上發生的永久變形。由於此特定形狀，在使用相同直徑、相同扭力及相同材料的情況下，相比於根據現有技術的多瓣凹槽，根據本發明的凹槽10在經歷塑性變形之前能夠多傳輸高達20%的扭力，且相比於根據現有技術的六角形凹槽，根據本發明的凹槽10在經歷塑性變形之前能夠多傳輸高達60%的扭力。如先前所描述，本發明亦是關於一種用於檢查根據本發明的一具體實例的凹槽10 的符合性的測試量計50，測試量計50包含呈如先前描述的公單元的形狀的端部。實際上，在根據所描述的方法中的一者製造凹槽之後，常常在對固定構件1的質量控制期間檢查凹槽10與製造圖式的符合性。出於此目的，如圖9中所表示的測試量計50包含具有整體細長形狀且具有兩個相對端部M及56的可夾持主體52。第一端部M包含與先前所描述的公單元34相同的第一公單元58。在未表示的替代具體實例中，量計的主體可具有包含若干端部的形狀(諸如，十字形或星形)。因此，第一公單元58的每一凸起瓣的橫截面是由一系列連續的三個圓弧形成，亦即-具有第一半徑的第一凸圓弧，-具有第二半徑的兩個第二凹圓弧，該等凹圓弧定位於第一凸圓弧的每一側。每一瓣是經由具有大於第一半徑的第三半徑的第三凸圓弧連接至鄰近瓣。凸起形式較佳經組態以使得當將公單元58插入至凹槽10中時，合適間隙存在於凸起形式的外壁與凹槽10的內壁之間。然而，此間隙小於針對用於尖端30的公單元34所選擇的間隙J。以與公單元34的尺寸(瓣半徑、中心圓柱形截面的直徑)相同的方式定義第一公單元58的尺寸(瓣半徑、中心圓柱形截面的直徑)，以達到間隙的最接近程度；因此下文中將不重複定尺寸規則。此第一公單元58檢查凹槽10的周邊邊緣12不具有小於由製造圖式定義的半徑的任何半徑。若公單元58不能進入至凹槽10中，則因此出於非符合性的原因必須丟棄固定構件1。若第一公單元58可插入至凹槽10中，則操作者必須檢查某些尺寸不會太大。出於此目的，量計50在第二端部56處包含具有(例如)圓形橫截面且具有大於凹槽10的第三半徑R3的半徑的第二公單元60。此第二公單元60檢查中心圓柱形中空部對、2如的直徑相對於尖端30的中心圓柱形截面42的直徑D42不會太大，尖端30將用以在鎖緊螺帽時將固定構件1維持固定。或者，如在圖10中所表示，端部56可裝配有包含三個瓣的第三公單元60'，每一瓣峰的橫截面是由具有小於經檢查的凹槽10的第一半徑Rl的半徑的凸圓弧形成。此等半徑的中心定位於一圓上以使得第三公單元60'內切於具有大於凹槽10的內切圓22的直徑 Dl的直徑的圓中。此單元60'檢查凹槽10的直徑Dl不會太大。或者，如在圖11中所表示，端部56可裝配有包含三個瓣的第四公單元60"。每一瓣峰的橫截面是由具有稍大於經檢查的凹槽10的第一半徑Rl的半徑的凸圓弧形成。此等半徑的中心定位於一圓上以使得第三公單元60"內切於具有小於或等於凹槽10的內切圓 22的直徑Dl的直徑的圓中。此單元60"檢查凹槽10的第一半徑Rl相對於尖端30的第一半徑不會太大，尖端30將用以在鎖緊螺帽時將固定構件1維持固定。藉由連續地旋轉量計，將包含第三公單元60'或第四公單元60〃的端部56插入接著自凹槽10移除若干次，以便檢查所有瓣。若公單元60'、60"中的一者進入至凹槽10 中，則出於非符合性的原因必須丟棄固定構件1。實際上，若公單元60、60'或60"的尺寸中的一者大於最大可接受尺寸，則過多間隙存在於尖端30的端部32與凹槽10之間，且接觸表面將不會經定尺寸以傳輸準許的最大扭力。此情形可導致凹槽10及/或尖端30的瓣L的劣化。測試量計的主體52包含用於經檢查的凹槽10的至少一非符合性指示項62，指示項62位於承載第二公單元60、第三公單元60'或第四公單元60"中的一者的第二端部56 附近。在所說明的實施例中，顯示可見陳述「NO G0(不通過)」，其通知操作者若公單元60、 60'或60"進入至凹槽10中，則出於非符合性的原因必須丟棄此固定構件1。
測試量計亦可包含用於經檢查的凹槽的符合性指示項64，指示項64位於量計50 的主體52上第一端部M附近。在所說明的實施例中，顯示可見陳述「GO(通過)」。顯然， 任何其他符合性或非符合性指示項可為以操作者的語言撰寫的可見指示項或可由任何其他適當符號、顏色或凸起標記(諸如，盲文)組成。以上所述僅是本發明的實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種沿一對稱軸(A)延伸的包含一螺紋端部(6)的固定構件(I)，該螺紋端部(6)的一端面(8)含有一凹槽(10)，該凹槽(10)包含一呈一多瓣連續曲線形式的周邊邊緣(12)， 每一瓣(L)的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有一第一半徑(Rl)的一第一凸圓弧(14)，具有一第二半徑(R2)的一第二凹圓弧(16)定位於該第一凸圓弧(14)的每一側上，且每一瓣(L)是經由一具有大於該第一半徑(Rl)的一第三半徑(R3、R3u)的第三凸圓弧(18、18u)連接至鄰近瓣。
2.如申請專利範圍第I項的固定構件(I)，其中該凹槽的該周邊邊緣(12)內切於以該對稱軸(A)為中心的一圓(22)中，且其中該螺紋端部(6)的螺紋底座的直徑(Dfilet)與該內切圓(22)的直徑(Dl)之間的比率在I. 32與I. 72之間。
3.如申請專利範圍第2項的固定構件(I)，其中該凹槽包含一中心圓柱形中空部(24、 24u)，該中心圓柱形中空部(24、24u)的直徑(D3、D3u)等於該第三半徑(R3、R3u)的兩倍， 且其中該中心圓柱形中空部的該直徑(D3、D3u)與該內切圓(22)的該直徑(Dl)之間的比率在0. 63與0. 88之間。
4.如申請專利範圍第3項的固定構件(I)，其中該第一半徑(Rl)是由以下公式定義Rl = 1/2 X (Dl+D3，3u) X 入，Dl為該內切圓(22)的該直徑，D3，3u為該中心圓柱形中空部(24、24u)的該直徑，入為一在0. 06與0. 26之間的係數。
5.如申請專利範圍第4項的固定構件(I)，其中該第二半徑(R2)與該第一半徑(Rl) 之間的比率在0. 66與I. 06之間。
6.如申請專利範圍第I至5項中任一項的固定構件(I)，其中該凹槽(10)的該周邊邊緣(12)包含3至7個瓣。
7.—種能夠插入至一固定構件(I)的一凹槽中且在形狀上互補的公單元(34、58)，該公單元(34、58)具有一包含呈一多瓣連續曲線形式的一周邊邊緣(36)的凸起形狀，每一瓣 (Lo)的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有一第一半徑(R38)的一第一凸圓弧(38)，具有一第二半徑(R40)的一第二凹圓弧(40)定位於該第一凸圓弧(38)的每一側上，且每一瓣(Lo)是經由一具有大於該第一半徑(R31)的一第三半徑(R42)的第三凸圓弧(42)連接至鄰近瓣。
8.如申請專利範圍第7項的公單元(34、58)，其中該公單元包含一具有等於該第三半徑(R42)的兩倍的一直徑(D42)的中心圓柱形截面(46)，且其中該公單元內切於與該等瓣 (LO)相切且具有一預定義直徑(D44)的一圓(44)中，以使得該中心圓柱形截面的該直徑 (D42)與該內切圓(44)的該預定義直徑(D44)之間的比率在0. 63與0. 88之間。
9.如申請專利範圍第8項的公單元(34、58)，其中該第一半徑(R38)是由以下公式定義R38 = 1/2 X (D42+D44) X 入，D44為該內切圓(44)的該預定義直徑，D42為該中心圓柱形中空部(46)的該直徑，入為一在0. 06與0. 26之間的係數。
10.如申請專利範圍第9項的公單元(34、58)，其中該第二半徑(R40)與該第一半徑(R38)之間的比率在0. 66與1. 06之間。
11.如申請專利範圍第7至10項中任一項的公單元(34、58)，其中該凸起形式的該周邊邊緣包含3至7個瓣。
12.一種包含能夠插入至一固定構件(1)的一凹槽(10)中的一尖端(30)的把手工具， 該尖端(30)具有包含如申請專利範圍第7至11項中任一項的公單元(34)的一端部(32)。
13.—種能夠測試如申請專利範圍第1至6項中任一項的固定構件(1)的一凹槽(10) 的至少一尺寸的測試量計(50)，該測試量計(50)包含一具有至少兩個端部(M、56)的可夾持主體，且一第一端部(54)裝配有如申請專利範圍第7至11項中任一項的公單元(58)。
14.如申請專利範圍第13項的測試量計(50)，其中測試量計(50)在另一端部(56)處包含一具有一圓形橫截面的第二公單元(60)，該圓形橫截面經選取以便具有一大於該凹槽 (10)的該第三半徑(R3)的半徑。
15.如申請專利範圍第13項的測試量計(50)，其中測試量計(50)在另一端部(56)處包含一第三多瓣公單元(60')，每一瓣峰的橫截面是由一具有大於經檢查的該凹槽(10) 的該第一半徑(Rl)的一半徑的凸圓弧形成，該第三公單元(60')內切於具有比該凹槽 (10)的該內切圓02)的直徑大的一直徑的一圓中。
16.如申請專利範圍第13項的測試量計(50)，其中測試量計(50)在另一端部(56) 處包含一第四多瓣公單元(60")，每一瓣峰的該橫截面是由一具有小於經檢查的該凹槽 (10)的該第一半徑(Rl)的一半徑的凸圓弧形成，該第四公單元(60")內切於具有與該凹槽(10)的該內切圓02)的直徑相同的直徑的一圓中。
17.如申請專利範圍第13至16項中任一項的測試量計(50)，其中測試量計(50)包含定位於該第一端部(54)或該另一端部(56)附近的用於經檢查該凹槽(10)的至少一符合性或非符合性指示項(64、62)。
全文摘要
本發明提供了一種包含一螺紋端部(6)的固定構件(1)，該螺紋端部(6)的一端面含有一能夠容納在形狀上互補的一尖端的凹槽(10)，該凹槽(10)包含一呈多瓣連續曲線形式的周邊邊緣(12)。每一瓣L的橫截面是由一系列連續的三個圓弧界定，亦即，具有第一半徑(R1)的第一凸圓弧(14)，具有第二半徑(R2)的第二凹圓弧(16)定位於第一凸圓弧的每一側上。每一瓣是經由具有大於第一半徑(R1)的第三半徑(R3、R3u)的第三凸圓弧(18、18u)連接至鄰近瓣。本發明還提供了一種具有與凹槽(10)的形狀互補的凸起形狀的公單元(34、58)，以及一種包含這種公單元的把手工具及測試量計(50)。
文檔編號F16B23/00GK102536990SQ20111037451
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月22日 優先權日2010年11月24日
發明者阿諾德·吉拉爾德 申請人:利西太空公司