專利名稱：鎖定元件以及螺栓接合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)所附權(quán)利要求1的引言部分的鎖定元件。本發(fā)明還涉及根據(jù)所附權(quán)利要求9的螺栓接合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
之前已知在螺栓接合結(jié)構(gòu)中用于鎖定目的的墊圈，并且其通常包括用于螺栓元件的中心孔、帶有由徑向延伸的齒形成的花紋的一側(cè)以及帶有由徑向延伸的凸起部形成的花 紋的另一側(cè)。該墊圈成對使用，凸起部花紋表面彼此面對，并且凸起部的螺旋節(jié)距超過螺栓 元件螺紋的螺距，這產(chǎn)生了抵抗螺栓接合結(jié)構(gòu)的松開的鎖定效果。鎖定需要一對墊圈的事實(shí)導(dǎo)致接合結(jié)構(gòu)的較為復(fù)雜的安裝。而且，形成不同的花 紋必需要不同的模具等。此外，螺栓接合結(jié)構(gòu)的墊圈的消耗是相當(dāng)大的。本發(fā)明的目的是提供一種對這些現(xiàn)有技術(shù)問題的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
該目的通過分別示出根據(jù)權(quán)利要求1以及權(quán)利要求9所述的特征的鎖定元件以及 螺栓接合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其它的優(yōu)點(diǎn)通過在各個從屬權(quán)利要求中所指定的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)。


基于下文的示例以及優(yōu)選的實(shí)施方式的說明，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，將更進(jìn)一步理 解本發(fā)明，其中圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的墊圈的第一實(shí)施方式的立體圖；圖2(a)以及圖2(b)分別示意性示出了緊固前以及經(jīng)緊固的根據(jù)本發(fā)明的帶有鎖 定墊圈的螺栓接合結(jié)構(gòu)；圖3示意性示出了圖2的已松開的螺栓接合結(jié)構(gòu)，已經(jīng)由墊圈的花紋造成了壓 痕；圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的墊圈的第二實(shí)施方式的立體圖；圖5(a)_(c)分別示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的主要呈螺母的形式的鎖定元件的立 體圖、側(cè)視圖以及仰視圖；圖6示意性示出了不管相互的轉(zhuǎn)動，兩個對象(墊圈)的螺旋構(gòu)造的凸起部表面 之間的匹配；以及圖7示意性示出了由于相互的轉(zhuǎn)動，兩個對象(墊圈)的平直凸起部表面之間的 失配。
具體實(shí)施例方式在圖1中，1標(biāo)明了根據(jù)本發(fā)明的鎖定墊圈的第一實(shí)施方式，墊圈用于在圖2的螺栓接合結(jié)構(gòu)2中進(jìn)行鎖定。墊圈包括中心孔3以及一個側(cè)面4，該側(cè)面4包括由徑向延伸的凸起部5形成的花 紋，凸起部5的主要表面5’具有螺旋構(gòu)型，該主要表面的螺旋節(jié)距超過墊圈將要鎖定的螺 栓元件6 (螺栓或螺母)的螺紋的螺距。與這種鎖定墊圈的通常的成對使用相反，根據(jù)本發(fā)明的墊圈用于作為接合結(jié)構(gòu)中 的單一的鎖定元件，如圖2(a)所示。墊圈的相反的另一側(cè)面7包括用于防止所述另一側(cè)面與表面9之間的轉(zhuǎn)動的機(jī)械 裝置8，在經(jīng)緊固的接合結(jié)構(gòu)中，所述另一側(cè)面用于抵靠表面9而作用。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述另一側(cè)面7的所述機(jī)械裝置包括由徑向延伸的凸起部 10形成的花紋，凸起部10的主要表面10’具有螺旋構(gòu)型，即，所述機(jī)械裝置包括與如圖1中 示意性所示的所述一個側(cè)面4的花紋類型基本相同的花紋。優(yōu)選地，凸起部5，10具有徑向延伸的脊11，脊11包括較為銳利的邊緣12以促進(jìn) 表面6’，9的穿透，在經(jīng)緊固的接合結(jié)構(gòu)中，凸起部作用于表面6’，9上。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，優(yōu)選為硬化鋼的墊圈材料比螺栓接合結(jié)構(gòu)的其余部件 (即，例如，元件6(螺栓或螺母)以及工件13)的材料硬。也可以設(shè)想其它類型的機(jī)械裝置。因此，根據(jù)另一實(shí)施方式，所述機(jī)械裝置8包括由徑向延伸的齒14形成的花紋，如 圖4中示意性所示。優(yōu)選地，齒在墊圈的圓周方向上彼此非常接近，相鄰齒之間的距離不大 于齒寬的一半。根據(jù)又一實(shí)施方式，所述機(jī)械裝置包括未示出的銷或其它凸出元件，所述銷或其 它凸出元件設(shè)置成與表面9協(xié)作，例如，設(shè)置成裝配在所述表面內(nèi)的未示出的預(yù)先制造的 凹部內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在圖5中，鎖定元件是螺母15或螺栓16，螺栓由圖5(b) 中的虛線17示意地標(biāo)出，螺母的一個側(cè)面18或螺栓頭的底面19設(shè)有由凸起部20形成的花 紋，即，與上述墊圈的花紋類型相同的由徑向延伸的以及成螺旋構(gòu)型的凸起部形成的花紋， 所述側(cè)面18，19傾向于與工件13或相應(yīng)件的表面9相互作用。因此，在這種情況下，不應(yīng)用任何墊圈，凸起部花紋是螺母或螺栓鎖定元件的一部 分。如同墊圈的情況一樣，凸起部20包括具有較為銳利的邊緣12的脊11。從上面給出的描述中，應(yīng)當(dāng)已經(jīng)在顯著且充分的程度上使根據(jù)本發(fā)明的鎖定元件 以及根據(jù)本發(fā)明的螺栓接合結(jié)構(gòu)的功能變得清晰。因此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，螺栓接合結(jié)構(gòu)的鎖定由單一的鎖定墊圈執(zhí)行，該鎖定 墊圈至少具有包括凸起部花紋的一個側(cè)面；包括用于與例如工件表面相互作用的機(jī)械裝 置的另一個側(cè)面。當(dāng)接合結(jié)構(gòu)被緊固時，兩個側(cè)面通過刺穿表面而造成壓痕21，側(cè)面花紋作 用在該表面上，如圖3所示。如果所述相反側(cè)面包括凸出元件，例如，銷，則將這些凸出元件 設(shè)置在相應(yīng)的凹部內(nèi)。由于呈螺旋構(gòu)型的凸起部，獲得了大的接觸區(qū)域。當(dāng)機(jī)械裝置8包 括由與所述一個側(cè)面4的凸起部5相應(yīng)且螺旋節(jié)距超過螺栓接合結(jié)構(gòu)的螺紋的螺距的徑向 延伸凸起部10形成的花紋時，該機(jī)械裝置將通過提供這樣的鎖定作用即，與所述一個側(cè) 面的凸起部花紋所提供的，即，由于螺距差所引起的鎖定作用相應(yīng)，來防止所述另一側(cè)面7與表面6’、9之間的轉(zhuǎn)動，所述另一側(cè)面用于抵靠所述表面6’、9而作用。當(dāng)松開該接合結(jié)構(gòu)時，具有由墊圈在緊固期間所造成的壓痕的螺栓元件(螺栓或 螺母)抵靠墊圈凸起部滑動?？商娲?，墊圈抵靠具有由墊圈在緊固期間造成的壓痕21的 工件或相應(yīng)件滑動。通過銳利的凸起部脊的邊緣并且也通過超過螺栓元件以及工件或相應(yīng) 件的硬度，即，與凸起部相互作用的表面6’，9的硬度的墊圈硬度，促進(jìn)了壓痕的形成。這對 于例如呈齒的形式的機(jī)械裝置而言也一樣。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，螺栓接合結(jié)構(gòu)的鎖定是通過螺栓元件(螺母或螺 栓)來執(zhí)行的，該螺栓元件自身通過由在與工件或相應(yīng)件相互作用的一個側(cè)面上的凸起部 20形成的花紋同樣構(gòu)成鎖定元件。當(dāng)接合結(jié)構(gòu)被緊固時，螺栓元件的具有凸起部20的花紋 的側(cè)面18、19通過刺穿表面來造成壓痕21，側(cè)面花紋以與圖3所示相同的方式作用在所述 表面上。當(dāng)松開根據(jù)本發(fā)明的另一方面的接合結(jié)構(gòu)時，與緊固期間造成的壓痕一起同時作 為鎖定元件的螺栓元件(螺栓或螺母)的凸起部抵靠壓痕21滑動。如同墊圈的情況一樣， 通過銳利的凸起部脊并且也通過超過工件或相應(yīng)件的硬度，即，與凸起部相互作用的表面 6’，9的硬度的螺栓元件硬度促進(jìn)了壓痕的形成。因此，由于原本作為墊圈、螺栓頭或螺母的一部分或者作為由所述機(jī)械裝置的成 螺旋構(gòu)型的凸起部所造成的凹痕21的成螺旋構(gòu)型的凸起部，在具有所述螺旋構(gòu)型的凸起 部的兩個對象之間的接觸中獲得盡可能大的接觸區(qū)域，相對的螺旋凸起部表面相對于相同 的軸線對中，總是在整個可能的接觸表面上匹配而不考慮兩個對象之間的相互轉(zhuǎn)動的角 度。以這種方式，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的鎖定元件時，可獲得可靠的凸起部鎖定作用。在非螺旋凸起部即平直凸起部表面的情況下，具有平直凸起部表面的兩個對象僅 在相互轉(zhuǎn)動的單一位置完全匹配。因此，具有平直凸起部表面的鎖定元件在相互轉(zhuǎn)動的對 象之間提供非常小的接觸表面、高接觸壓力以及高摩擦力，這意味著不能獲得可靠的凸起 部鎖定效果而僅僅獲得摩擦方式的鎖定。成螺旋構(gòu)型的凸起部表面與平直凸起部表面之間的功能的區(qū)別如圖6以及圖7所
7J\ ο在圖6(a)以及圖7(a)中，即將匹配。在圖6(b)以及6(c)中，仍為即將匹配而無 關(guān)相互轉(zhuǎn)動，如在A以及B處所能夠看到的。在表示相互轉(zhuǎn)動的圖7(b)以及7(c)中，如可 在B處所見，僅在外圍處即將匹配，而如可在A處所見，基本上在接觸表面的其余部分處不 匹配，其中，在A處，在對象之間存在間隙A’。以上，已經(jīng)結(jié)合示例以及優(yōu)選的實(shí)施方式描述了本發(fā)明。當(dāng)然，可在不偏離基本的創(chuàng)造性思想的情況下設(shè)想其它的實(shí)施方式以及較小的變 化及附加。因此，當(dāng)然可翻轉(zhuǎn)根據(jù)本發(fā)明的墊圈使得機(jī)械裝置8作用在螺栓元件上，例如，螺 栓的底面6’。此外，如果機(jī)械裝置8呈銷或其它凸出元件的形式，則這些機(jī)械裝置8可設(shè)在鎖定 元件傾向于抵靠其而作用的表面上。在這種情況下，鎖定元件的機(jī)械裝置將是例如預(yù)先制 造的凹部，凸出元件用于裝配在所述凹部中。此外，如果機(jī)械裝置呈銷等的形式，則因為所述機(jī)械裝置(銷等以及凹部)優(yōu)選為預(yù)先形成，所以鎖定元件不必比鎖定元件傾向于與其一起作用的表面硬。就所涉及的鎖定元件(墊圈、螺栓、螺母等)而言，這些元件優(yōu)選由可硬化的鋼制 成并且元件的硬度優(yōu)選地大于或等于(彡)465HV。因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為局限于所示的實(shí)施方式，而是可在所附權(quán)利要求的范 圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
一種用于在螺栓接合結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鎖定的鎖定元件，所述鎖定元件包括一個側(cè)面，其包括由徑向延伸的凸起部形成的花紋，所述凸起部的主要表面具有螺旋構(gòu)型，所述凸起部的螺旋節(jié)距超過在所述螺栓接合結(jié)構(gòu)中所包含的螺紋的螺距，其特征在于，所述鎖定元件是用于在接合結(jié)構(gòu)(2)中用作為單一的鎖定元件的墊圈(1)，并且所述墊圈的相反的另一側(cè)面(7)包括機(jī)械裝置(8)，所述機(jī)械裝置(8)用于提供鎖定作用以防止所述另一側(cè)面與所述另一側(cè)面所要作用抵靠的表面(6’，9)之間的轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定元件，其特征在于，所述機(jī)械裝置(8)包括由徑向延伸的 凸起部(10)形成的花紋，所述凸起部(10)的主要表面(10’ )具有螺旋構(gòu)型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定元件，其特征在于，所述機(jī)械裝置(8)包括由徑向延伸的 齒(14)形成的花紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖定元件，其特征在于，所述齒(14)之間沿圓周方向的距離 是小的并且不大于齒寬的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定元件，其特征在于，所述機(jī)械裝置(8)是銷或其它類似的凸出元件，所述銷或其它類似的凸出元件設(shè)置成與所述表面中的優(yōu)選 為預(yù)先制造的凹部協(xié)作；或者凹部，用于與所述表面的銷或其它類似的凸出元件協(xié)作，所述凹部優(yōu)選為預(yù)先制造。
6.一種用于在螺栓接合結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鎖定的鎖定元件，所述鎖定元件包括一個側(cè)面，其包括由徑向延伸的凸起部形成的花紋，所述凸起部的主要表面具有螺旋 構(gòu)型，所述凸起部的螺旋節(jié)距超過在所述螺栓接合結(jié)構(gòu)中所涉及的螺紋的螺距，其特征在于，所述鎖定元件是螺母(15)或螺栓(16)，包括由凸起部(20)形成的花紋的側(cè)面(18， 19)是用于與工件(13)或相應(yīng)件的表面(9)相互作用的側(cè)面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的鎖定元件，其特征在于，所述凸起部(15，20)具 有徑向連續(xù)的脊(11)，所述脊(11)包括較為銳利的邊緣(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的鎖定元件，其特征在于，所述鎖定元件(1，15， 16)的材料比所述螺栓接合結(jié)構(gòu)(2)的其余部件(6，13)的材料硬，所述鎖定元件(1，15， 16)的材料優(yōu)選為硬化鋼。
9.一種螺栓接合結(jié)構(gòu)，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的鎖定元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺栓接合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鎖定元件是墊圈(1)并且 所述機(jī)械裝置(8)用于作用在所述接合結(jié)構(gòu)中的工件(13)上。
全文摘要
一種用于在螺栓接合結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鎖定的鎖定元件(1)，該鎖定元件包括一個側(cè)面(4)，該側(cè)面(4)包括由徑向延伸凸起部(5)形成的花紋，凸起部(5)的主要表面(5’)具有螺旋構(gòu)型，凸起部的螺旋節(jié)距超過在螺栓接合結(jié)構(gòu)內(nèi)所包含的螺紋的螺距。特別地，該鎖定元件的特征在于，該鎖定元件是用于作為單一鎖定元件應(yīng)用于接合結(jié)構(gòu)(2)的墊圈(1)，并且墊圈的相對的另一側(cè)面(7)包括機(jī)械裝置(8)，用于提供鎖定作用以防止所述另一側(cè)面與所述另一側(cè)面抵靠其作用的表面之間的轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還涉及一種螺栓接合結(jié)構(gòu)。
文檔編號F16B43/00GK101815879SQ200880109952
公開日2010年8月25日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者馬蒂亞斯·安德森 申請人:諾德鎖具公司