專利名稱：緊固件和緊固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊固件和一種用于緊固兩個或多個元件的緊固方法，尤其是涉及一種緊固件和一種用于將包括至少一個復雜形狀的板的兩個或多個元件連接在一起的緊固方法，例如，用于連接一通過壓制成形方法制造而成的泵外殼的元件和一泵設(shè)備中的馬達的法蘭。
背景技術(shù)：
在一個泵設(shè)備中，為了使泵設(shè)備重量輕并且降低泵設(shè)備的制造成本，實踐中已經(jīng)通過下述方法形成一種泵外殼，即裝配通過金屬板(如不銹鋼板)的壓制成形制造而成的壓制產(chǎn)品，然后將這種泵外殼安裝到馬達的法蘭上。
傳統(tǒng)地，在這種泵設(shè)備中，如圖7中所示，預備一個由壓制產(chǎn)品制成的泵外殼(壓制的泵外殼)10，而且在后側(cè)板12的周邊部分的圓周上的預定位置處，螺栓14通過焊接等方式被固定到泵外殼10的后側(cè)板12上，因此螺栓14的桿部分從后側(cè)板12向后突出。接著，螺栓14的桿部分穿過形成于馬達法蘭16中的通孔16a，而且后側(cè)板12在后側(cè)板12的周邊部分與法蘭16接觸，然后螺母18被擰到螺栓14上，以將后側(cè)板12和法蘭16緊固到一起，從而將泵外殼10安裝到馬達上。這種緊固方法也用于將另一元件固定到具有復雜形狀的板上。
但是，通過焊接等將螺栓固定到具有復雜形狀的板上的工作是低效率的，而且是引起制造成本增加的主要因素。特別是，在由通過金屬板如不銹鋼板的壓制成形而制造的壓制產(chǎn)品組成的泵外殼(壓制的泵外殼)中，許多焊接操作和許多元件是必需的，因此工作效率特別低。盡管已經(jīng)對壓制的泵外殼提出了一些降低生產(chǎn)成本的建議，但由于上述原因，這種壓制的泵仍然導致生產(chǎn)成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于上述問題而產(chǎn)生，因此本發(fā)明的一個目的是提供一種緊固件和一種緊固方法，其能有效并廉價地將一板狀元件和另一個元件連接在一起，其中所述板狀元件具有復雜的形狀，例如為一構(gòu)成泵外殼等的壓制元件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種泵設(shè)備，該設(shè)備包括通過所述緊固件連接在一起的一馬達和一泵外殼。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種緊固件，其包括一個具有一主體和從該主體中突出的薄壁部分的鎖緊螺帽，該鎖緊螺帽可通過將薄壁部分插入板狀元件的一通孔中并鑿壓(鉚接)薄壁部分的方式固定到板狀元件上；以及一個擰入該鎖緊螺帽的螺栓。
根據(jù)本發(fā)明，鎖緊螺帽通過鑿壓被固定到板狀元件上，而且鎖緊螺帽的柱狀薄壁部分的一部分被插入板狀元件的通孔的不平整(突起和凹槽)處。因此，另一個元件可以被固定到板狀元件上，而不需進行低效率的焊接操作。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，不平整的內(nèi)表面包括鋸齒狀突起。對于這種布置，位于板狀元件一側(cè)處的空間可以被保持氣密或水密。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種緊固方法，其包括在板狀元件中形成一個通孔；將一個具有一主體和從該主體中突出的薄壁部分的鎖緊螺帽通過將該薄壁部分插入板狀元件的一通孔中并鑿壓薄壁部分的方式固定到該板狀元件上；放置另一個將被固定在該板狀元件上的元件；通過將一個螺栓擰入該鎖緊螺帽中的方式將另一個元件和板狀元件連接在一起。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種泵設(shè)備，其包括一個具有板狀元件的泵外殼，一個具有一主體和從該主體中突出的薄壁部分的鎖緊螺帽通過將該薄壁部分插入板狀元件的一通孔中并鑿壓薄壁部分的方式固定到該板狀元件上；一個具有一法蘭的馬達，通過將馬達的法蘭放置在板狀元件上并將一個螺栓擰入鎖緊螺帽中的方式使法蘭和板狀元件連接在一起，從而將該泵外殼安裝在馬達上。
根據(jù)本發(fā)明，一鎖緊螺帽通過鑿壓被固定到一泵外殼的板狀元件上，而且形成在鎖緊螺帽上的圓筒狀薄壁部分的一部分被插入一個通孔的凹槽中，以防止鎖緊螺帽轉(zhuǎn)動。因此，一馬達的法蘭可以被固定到該板狀元件上，而不需要進行低效率的焊接操作。特別是，通過使用本發(fā)明的緊固件來緊固馬達和泵外殼(壓制的泵外殼)，可以通過消除一部分焊接操作提高工作效率，而且可以通過提供一個密封元件使泵外殼的內(nèi)部保持氣密或水密，其中該泵外殼由通過金屬板(如不銹鋼板)的壓制成形制造而成的壓制產(chǎn)品組成，并需要許多焊接操作和許多元件。
附圖簡要說明

圖1是將根據(jù)本發(fā)明的一實施例的緊固件應(yīng)用到其上的泵殼體(壓制的泵外殼)的剖面圖；圖2是鎖緊螺帽的放大剖面圖；圖3是一個前視圖，其中顯示出采用了根據(jù)本發(fā)明的實施例的緊固件的一泵設(shè)備的局部剖開部分；圖4A-4D是表示通過鑿壓將一個鎖緊螺帽固定到一板狀元件上的過程的一個例子；
圖5A-5D是表示通過鑿壓將一個鎖緊螺帽固定到一板狀元件上的過程的另一個例子；圖6是表示鑄造泵殼體組件的剖面圖；圖7是傳統(tǒng)的泵殼體(壓制的泵外殼)的剖面圖。
實現(xiàn)發(fā)明的最佳方式下面將參照圖1至6描述根據(jù)本發(fā)明實施例的緊固件和緊固方法。
圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的緊固件應(yīng)用到其上的泵殼體(壓制的泵外殼)，所述泵殼體由通過金屬板(如不銹鋼板)的壓制成形制造而成的壓制產(chǎn)品組成。如圖1所示，緊固件包括一個固定到后側(cè)板12上的大致圓筒狀的鎖緊螺帽20和一個擰入鎖緊螺帽20中的螺栓30，后側(cè)板12為泵殼體(壓制的泵外殼)的一個元件。后側(cè)板12是通過壓制成形制造而成的板狀元件，并具有復雜的形狀。
如圖2中所示，鎖緊螺帽20具有一個在一端開口的孔22，并在其內(nèi)圓周中具有陰螺紋。鎖緊螺帽20具有一個圓筒狀的主體和一個圓筒狀薄壁部分24，薄壁部分24在孔22的開口端從圓筒狀主體中突出，并具有例如約1.5mm的厚度。一個環(huán)形槽26形成在鎖緊螺帽20中，以便圍繞圓筒狀薄壁部分24，而且由彈性材料構(gòu)成的一環(huán)形密封元件40被安裝到環(huán)形槽26中，如果需要的話。
如圖1所示，圓筒狀薄壁部分24以這樣一種狀態(tài)被插入形成在后側(cè)板12中的通孔12a內(nèi)，以便密封元件40被安裝到環(huán)形槽26中，而且然后圓筒狀薄壁部分24被鑿壓，從而鎖緊螺帽20在一流體通道側(cè)被牢牢地固定到泵殼體10的后側(cè)板12上。作為馬達的一元件的法蘭16以這樣一種狀態(tài)與泵殼體10的后側(cè)板12接觸，以便形成在法蘭16中的通孔16a與鎖緊螺帽20的孔22對準，然后將一個螺栓30擰入通過鑿壓固定到后側(cè)板12上的鎖緊螺帽20中，從而泵殼體10被安裝到馬達上。
后側(cè)板12的通孔12a具有不平整性(不規(guī)則性)，至少在其內(nèi)圓周表面的一部分上包括有小突起和凹槽。因此，當鎖緊螺帽20的圓筒狀薄壁部分24被鑿壓并徑向向外膨脹時，一部分圓筒狀薄壁部分24變形，以便與突起和凹槽接合，因此可防止鎖緊螺帽20轉(zhuǎn)動。另外，通過這種鑿壓，環(huán)形密封元件40受壓并變形，因此使泵外殼10的內(nèi)部保持氣密或水密。在圖1中，盡管只有一個固定到后側(cè)板12上的鎖緊螺帽20被示出，但若干鎖緊螺帽20可以被固定在后側(cè)板12的周邊部分中的圓周上的預定位置處。因此，還可使用多個被擰入鎖緊螺帽20中的螺栓30。
在這種方式中，鎖緊螺帽20通過鑿壓被固定到后側(cè)板12上，而且鎖緊螺帽20的一部分圓筒狀薄壁部分24插入通孔12a的凹槽中，用以防止鎖緊螺帽20轉(zhuǎn)動。因此，馬達的法蘭16可以被固定到后側(cè)板12上，而不需進行低效率的焊接操作。特別地，通過使用本發(fā)明的固定件來固定馬達和泵外殼(壓制的泵外殼)10，可以通過消除一部分焊接操作提高工作效率，而且可以通過提供環(huán)形密封元件40使泵外殼的內(nèi)部保持氣密或水密，其中泵外殼由通過金屬板(如不銹鋼板)的壓制成形制造而成的壓制產(chǎn)品組成，并需要許多焊接操作和許多元件。
圖3示出一個通過將一個泵外殼固定到馬達法蘭上裝配而成的泵設(shè)備。如圖3中所示，馬達M具有連接到一馬達框架上并用作一馬達支架的法蘭16和一個可轉(zhuǎn)動的主軸42，主軸42由上、下軸承44(圖3中僅示出下軸承)可轉(zhuǎn)動地支撐。
如上所述，若干鎖緊螺帽20在后側(cè)板12的周邊部分中的圓周上的預定位置處通過鑿壓被固定到泵外殼10的后側(cè)板12上，而且螺栓30被擰入鎖緊螺帽20中，以將法蘭16和后側(cè)板12固定，因此泵外殼10被安裝在馬達M的法蘭16上。
在該例子中，泵外殼10具有一個外殼罩17，而且一個機械密封件46被設(shè)置在主軸42穿過外殼罩17的位置處，從而密封外殼罩17和主軸42之間的間隙。包括一個O-形環(huán)的環(huán)形密封元件40被安裝在環(huán)形槽26中，以使泵外殼10的內(nèi)部保持氣密或水密。
泵外殼10具有一個由后側(cè)板12和外殼罩17限定的泵室10a和一個與泵室10a連通的一個吸入口10b及一個排出口10c。如上所述，當泵外殼10被安裝在馬達M的法蘭16上時，主軸42的前端部分位于泵室10a中。一個葉輪48通過螺母49固定到主軸42的前端部分上。
在具有上述結(jié)構(gòu)的泵設(shè)備中，主軸42和葉輪48通過激勵馬達M一體轉(zhuǎn)動，而且流體(液體)通過吸入口10b被吸入泵室10a中并由葉輪48壓縮，然后通過排出口10c排出到外部。
圖4A-4D示意地示出將鎖緊螺帽20固定到板50上的過程的一個例子。板50對應(yīng)于圖1至3中所示的后側(cè)板12。在該例子中，鎖緊螺帽20的圓筒狀薄壁部分24的高度基本上與板50的厚度相等。首先，如圖4A所示，通過沖壓、鉆孔等在板50的預定位置處形成一個孔52。接著，如圖4B所示，形成一個通孔56，以便通過預備孔52的鋸齒形切口操作在其前表面中形成鋸齒54。然后，如圖4C所示，鎖緊螺帽20的圓筒狀薄壁部分24從板50的后側(cè)插入通孔56中，然后圓筒狀薄壁部分24被鑿壓，即通過抵靠著圓筒狀薄壁部分24壓下沖頭而使該部分受壓膨脹。因此，鎖緊螺帽20通過鑿壓被固定到板50上，如圖4D所示。此時，圓筒狀薄壁部分24的一部分插入形成在通孔56表面中的鋸齒54的凹槽中，從而防止鎖緊螺帽20轉(zhuǎn)動。
圖5A-5D示意地示出將鎖緊螺帽20固定到板50上的過程的另一個例子。在該例中，鎖緊螺帽20的圓筒狀薄壁部分24的高度比板50的厚度大。首先，如圖5A所示，通過沖壓、鉆孔等在板50的預定位置處形成一個孔52。接著，如圖5B所示，形成一個通孔56以便通過預備孔52的穿孔操作在其內(nèi)周表面中形成突起和凹槽。然后，如圖5C所示，鎖緊螺帽20的圓筒狀薄壁部分24從板50的后側(cè)插入通孔56中，然后圓筒狀薄壁部分24被鑿壓，即通過抵靠著圓筒狀薄壁部分24壓下沖頭而使該部分受壓膨脹。因此，鎖緊螺帽20通過鑿壓被固定到板50上，如圖5D所示。此時，圓筒狀薄壁部分24的一部分變形，以便沿著突起和凹槽插入形成在通孔56內(nèi)圓周表面中的凹槽中，從而防止鎖緊螺帽20轉(zhuǎn)動。
在根據(jù)本發(fā)明的緊固件和緊固方法被應(yīng)用到泵外殼(壓制的泵外殼)上時，壓制的泵外殼和鑄造的泵外殼可以通過普通裝配線裝配以提高工作效率，其中泵外殼由通過金屬板(如不銹鋼板)的壓制成形制造而成的壓制產(chǎn)品組成。
具體地說，在鑄造的泵外殼中，如圖6所示，在鑄造的泵外殼60的后側(cè)表面的預定位置處形成螺紋孔60a。馬達的凸緣(未示出)與鑄造的泵外殼60接觸，而且螺栓62被擰入螺紋孔60a中。因此，鑄造的泵外殼60被安裝到馬達上。因此螺栓可以從相同方向被固定在壓制的泵外殼和鑄造的泵外殼中，而且因此在壓制的泵外殼和鑄造的泵外殼中可以使用相同的裝配線。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，鎖緊螺帽通過鑿壓被固定到板狀元件上，而且鎖緊螺帽的柱狀薄壁部分的一部分被插入板狀元件的通孔的不平整(突起和凹槽)處。因此，另一個元件可以被固定到板狀元件上，而不需要進行低效率的焊接操作。
工業(yè)實用性本發(fā)明涉及一種緊固件和一種用于將包括至少一個復雜形狀的板的兩個或多個元件連接在一起的緊固方法。本發(fā)明可以用來連接由壓制成形制造而成的泵外殼的元件和泵設(shè)備中的馬達的法蘭。
權(quán)利要求
1.一種緊固件，包括一鎖緊螺帽，它具有一主體和從所述主體中突出的一薄壁部分，通過將所述薄壁部分插入一板狀元件的通孔中并鑿壓所述薄壁部分的方式，所述鎖緊螺帽被固定到所述板狀元件上；和一擰入所述鎖緊螺帽的螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固件，其特征在于，所述板狀元件的所述通孔具有不平整的內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固件，其特征在于，所述不平整的內(nèi)表面包括有鋸齒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的緊固件，其特征在于，還包括一個插入在所述板狀元件和所述鎖緊螺帽之間的密封元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的緊固件，其特征在于，所述板狀元件包括泵外殼的一個元件，而且所述螺栓在所述板狀元件與馬達的一個法蘭接觸后被擰入所述鎖緊螺帽中。
6.一種緊固方法，包括在一板狀元件中形成一個通孔；將一個具有一主體和從所述主體中突出的一薄壁部分的鎖緊螺帽通過將所述薄壁部分插入所述板狀元件的通孔中并鑿壓所述薄壁部分的方式固定到所述板狀元件上；設(shè)置另一個將被固定在所述板狀元件上的元件；通過將一螺栓擰入所述鎖緊螺帽中的方式將所述另一個元件和所述板狀元件連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊固件，其特征在于，還包括在將所述鎖緊螺帽固定到所述板狀元件上之前將一密封元件安裝到所述鎖緊螺帽上。
8.一種泵設(shè)備，包括一個具有一板狀元件的泵外殼，一個具有一主體和從所述主體中突出的一薄壁部分的鎖緊螺帽通過將所述薄壁部分插入所述板狀元件的一通孔中并且鑿壓所述薄壁部分的方式被固定到所述板狀元件上；和一個具有一法蘭的馬達，通過將所述馬達的法蘭放置在所述板狀元件上并通過將一個螺栓擰入所述鎖緊螺帽中以將所述法蘭和所述板狀元件連接在一起的方式，所述泵外殼被安裝在所述馬達上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵設(shè)備，其特征在于，還包括一個插入在所述泵外殼的所述板狀元件和所述鎖緊螺帽之間的密封元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緊固件和一種用于將包括至少一個復雜形狀的板的兩個或多個元件連接在一起的緊固方法。該緊固件包括一個具有一主體和從該主體中突出的薄壁部分(24)的鎖緊螺帽(20)。通過將所述薄壁部分(24)插入一個板狀元件(12)的一通孔中并鑿壓所述薄壁部分(24)的方式，將所述鎖緊螺帽(20)固定到所述板狀元件(12)上。
文檔編號F16B37/04GK1527909SQ0182148
公開日2004年9月8日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者宮崎義晶, 打田博, 梶原研一, 森喜久一, 森田千年, 一, 年 申請人:株式會社荏原制作所