專利名稱：旋擰頭式鎖緊墊圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及螺母-螺栓類型的緊固件，尤其是涉及一種鎖緊墊圈，該墊圈的旋擰頭上有一個(gè)嚙合凸面，與之相對(duì)的有一個(gè)由擴(kuò)大的環(huán)形凸緣所限定的摩擦面。
在選擇一種能夠以簡(jiǎn)捷的方式松開所涉及的緊固件的適宜的斜楔作用式鎖緊墊圈的時(shí)候，常會(huì)遇到各種問(wèn)題和困難。當(dāng)裝設(shè)一種已知的鎖緊墊圈并以其凸面與凸面螺栓頭的下端嚙合擰緊時(shí)，如果振動(dòng)力或有意用扳手迫使螺栓朝松馳方向轉(zhuǎn)動(dòng)，墊圈摩擦面和接合面材料間的摩擦將阻止墊圈轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，墊圈和螺栓凸面的升程大于螺栓螺紋的升程，這樣振動(dòng)力就易于使螺栓朝松弛方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使它沿墊圈和螺栓凸面頭的凸面向上滑。這種凸面的運(yùn)動(dòng)造成楔固作用，將螺栓的螺母楔緊在一側(cè)為螺栓的螺紋和另一側(cè)為與墊圈的接合面之間。因此，當(dāng)用扳手?jǐn)Q松螺栓時(shí)，兩凸面將一個(gè)疊壓在另一個(gè)的頂部，這將使螺栓拉長(zhǎng)。如果對(duì)螺栓的拉伸超過(guò)彈性極限而到達(dá)塑變區(qū)，則這種拉伸使螺栓造成永久的損壞。如果在凸面疊壓的狀態(tài)下緊固件反復(fù)地拆卸和組裝，最終就會(huì)達(dá)到其破壞點(diǎn)，從而使之失效。這種由于在凸面疊壓狀態(tài)下反復(fù)擰松操作所引起的緊固件失效的危險(xiǎn)，極大地限制了斜楔作用式鎖緊墊圈的應(yīng)用，特別是限制了常用于短的夾緊長(zhǎng)度場(chǎng)合的蓋螺栓的應(yīng)用。
作為先有技術(shù)的一個(gè)例子，在授予Oldenkott的美國(guó)專利NO.3417802中公開了一種可截獲的鎖緊墊圈組件，它包括一個(gè)帶有多個(gè)平側(cè)面的鎖緊墊圈和一個(gè)位于一端面上的凸面以及一個(gè)位于相對(duì)端面上的帶齒接合表面。其中，墊圈做得極薄，使得在生產(chǎn)中僅用最少的金屬。
本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈，它帶有一個(gè)中心旋擰頭，該旋擰頭具有能與市場(chǎng)上可得到的螺母和螺栓頭形狀相匹配的橫截面形狀，例如六角、六頂端、八頂端、十頂端、十二頂端和錨環(huán)(torx)形。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈，它具有一個(gè)擴(kuò)大的凸緣，以便當(dāng)與相關(guān)的工件接合時(shí)構(gòu)成較大的摩擦面。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種旋擰頭式鎖緊墊圈，它具有一個(gè)環(huán)形的直徑擴(kuò)大的凸緣，該凸緣限定一個(gè)足夠長(zhǎng)的摩擦力矩臂，以防止墊圈在振動(dòng)力的作用下朝松弛方向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供這樣一種墊圈，其特征是包括兩個(gè)整體成型的主體部分，其中之一是一個(gè)擴(kuò)大的摩擦凸緣而另一個(gè)是具有與旋擰套筒扳手相匹配的合適的外形的旋擰頭，由此當(dāng)擰松時(shí)可使墊圈隨同螺母或蓋螺栓一起旋轉(zhuǎn)，而不承受凸面疊壓(這種疊壓會(huì)導(dǎo)致緊固件損壞)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低的墊圈，它被制成為具有能與任何給定的套筒扳手、相關(guān)的螺栓頭、螺釘頭或所用的螺母的外形相匹配的旋擰頭。
結(jié)合圖示本發(fā)明的實(shí)施例的附圖，將更充分地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。在研究了這個(gè)實(shí)施例后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)懂得在不超出所公開的基本原理的情況下可以做出各種改變，而這些結(jié)構(gòu)和操作形式上的改變都將屬于所附權(quán)利要求的范圍。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1表示的是處于緊固件的鎖緊結(jié)構(gòu)中的凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈的放大側(cè)視圖，其中螺母帶有一個(gè)嚙合凸面，該圖還用局部剖面表示了旋擰套筒扳手和固定到一個(gè)工件上的緊固組件;
圖2是沿圖1中2-2線所取的截面圖;
圖3是凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈的頂面視圖;
圖4是沿圖3中4-4線所取的截面圖;
圖5是鎖緊墊圈的底面視圖，其中所示的環(huán)形凸緣的摩擦面帶有徑向齒;
圖6是鎖緊墊圈的底面視圖，其中環(huán)形凸緣的摩擦面基本上是平的;
圖7是沿墊圈一個(gè)截面所取的放大截面圖，其中環(huán)形凸緣具有較小的徑向面，以便在旋擰頭和工件之間獲得較大的靈活性;
圖8是與圖7類似的截面圖，表示了環(huán)形凸緣的另一種形式;
圖9是與圖7和圖8類似的另一個(gè)截面圖，表示了環(huán)形凸緣的又一種形式;
圖10、11和12表示了三種可供選擇的旋擰頭外形;
圖13是一個(gè)十二頂端螺栓和一個(gè)嚙配的凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈的正視圖;
圖14是表示裝有與緊固件嚙合的第二個(gè)墊圈的本發(fā)明裝置的部分剖面圖。
先具體地參照?qǐng)D1，它示出了由標(biāo)號(hào)10總體表示的緊固裝置，該裝置包括一個(gè)具有六角頭14的典型的螺栓12和一個(gè)與之嚙配的擰在螺桿17上的六角螺母16，緊固裝置10緊固到由零件20和22限定的工件18上。
根據(jù)下面詳細(xì)的說(shuō)明，可容易地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。由標(biāo)號(hào)24表示的凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈適宜與其它多種形狀的螺栓和螺母，例如六頂端、八頂端和十二頂端螺栓裝配。
墊圈24包括兩個(gè)整體成型的部分，一個(gè)是旋擰頭26，另一個(gè)是環(huán)形擴(kuò)大的凸緣28。如圖1-6所示，旋擰頭26具有典型的六角螺栓的一般形狀，它具有六個(gè)用于與扳手接配的連接的側(cè)面30。旋擰頭26還帶有一個(gè)中心孔32，螺栓或螺釘?shù)穆輻U17插入其中。
旋擰頭26的上嚙合面具有多個(gè)連續(xù)的凸臺(tái)34(如圖所示，至少具有3個(gè))，每個(gè)凸臺(tái)由傾斜的凸面36限定并且垂直或稍傾斜于前端面38。
墊圈凸緣28從旋擰頭26的下部徑向向外延伸，從而當(dāng)緊固裝置緊固到工件上時(shí)作為向下的鎖緊力的力矩臂，凸緣28的上表面40是傾斜的，它由旋擰頭26向下并向外傾斜(如圖4、7、8和9所示)。
凸緣28的下表面限定一個(gè)摩擦環(huán)42，摩擦環(huán)的尺寸和結(jié)構(gòu)可根據(jù)內(nèi)凹槽43的直徑而改變，這一點(diǎn)下面將要說(shuō)明。這樣，摩擦環(huán)42的下表面直接與工件的相對(duì)表面相接觸(見(jiàn)圖1)。
圖4所示的凸緣28設(shè)有帶傾斜摩擦面44的環(huán)42，該環(huán)可調(diào)節(jié)摩擦面44和工件18的表面之間的接觸程度，接觸的程度取決于緊固裝置的緊固力的大小。例如，向下的緊固力越大，那么由于摩擦環(huán)被壓平而使摩擦面44與工件的接觸面積越大。
在一些特定的條件下，例如當(dāng)墊圈和軟材料或和表面很堅(jiān)硬的材料一同使用時(shí)，可以采用其它變型形式的摩擦環(huán)。因此，圖7所示的摩擦環(huán)44a是沿著凸緣28的外邊緣而成形的，其中凹槽43的直徑大于旋擰頭的寬度。也就是說(shuō)，凹槽43的半徑R由線W所示的側(cè)壁向外延伸，摩擦環(huán)44a的寬度小于凸緣28的寬度d。圖8所示的凹槽43的半徑R終止于側(cè)壁W處，故摩擦環(huán)44b與凸緣28的寬度d相等。圖9所示的凹槽的半徑R是位于側(cè)壁W之內(nèi)的，因此，摩擦環(huán)44c具有大于凸緣28寬度d的較大的摩擦表面。
進(jìn)一步分析摩擦環(huán)42，設(shè)想利用多個(gè)等間距的徑向齒45以便在墊圈和工件之間提供附加的摩擦元件。
圖10和11示出了兩種常見(jiàn)的八頂端旋擰頭26a和26b，它們分別具有凸面36a和36b。圖12示出了一種凸緣式鎖緊墊圈，它具有十二頂端旋擰頭26c和凸面36c。圖13進(jìn)一步示出了一個(gè)緊固裝置10，它包括一個(gè)十二頂端螺栓和一個(gè)與之相配的十二頂端凸緣式鎖緊墊圈。
再參見(jiàn)圖1，很容易發(fā)現(xiàn)螺母16以壁-壁對(duì)正的方式鎖緊到鎖緊墊圈24上，從而使套筒扳手50安裝在螺母16和旋擰頭26上。這樣就可使螺母和墊圈一起旋轉(zhuǎn)并從螺桿17上擰下，而不會(huì)損壞緊固裝置。
還設(shè)想了另一種可選擇的結(jié)構(gòu)或用途，例如圖14所示的那樣，此結(jié)構(gòu)采用了一種典型的螺母52并包括一個(gè)適宜的斜楔鎖緊式墊圈54，該墊圈具有一個(gè)凸面56和一個(gè)摩擦面58，用于與螺母52的下表面60相嚙合，而不是圖1所示的那種單凸面式墊圈。
從上面的描述中可以理解本發(fā)明及其附帶的優(yōu)越性，而且顯然在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍或不損于其自身固有的優(yōu)越性的條件下，根據(jù)本發(fā)明部件的結(jié)構(gòu)和布置可以對(duì)本發(fā)明作出各種改變。上述的結(jié)構(gòu)也僅作為例子描述的，而并不希望將本發(fā)明僅限制為上面所述和所示的特定形式，事實(shí)上它應(yīng)由附屬的權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種螺紋緊固件和斜楔作用式鎖緊墊圈的組合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)緊固裝置，它具有一個(gè)螺桿和一個(gè)適于擰到該螺桿上的螺母，在所述螺桿的一端成形有一個(gè)緊固件頭部，所述頭部和所述螺母具有多個(gè)能與扳手相接配的垂直側(cè)面，其中所述頭部或螺母的一個(gè)側(cè)面包括多個(gè)連接的凸面；一個(gè)單件式的斜楔作用式鎖緊墊圈，它具有第一主體部分和整體成形的第二主體部分，所述的每個(gè)主體部分具有一個(gè)貫通的中心孔，所述第一主體部分限定一個(gè)具有多個(gè)連接的凸面的旋擰頭，在鎖緊狀態(tài)下這些凸面適于與所述緊固件或螺母的凸面相接觸，該旋擰頭還具有多個(gè)能與扳手相接配的垂直側(cè)面，這些側(cè)面與所述緊固件頭部或螺母上的垂直側(cè)面相對(duì)正并且相配合，所述的第二主體部分由一個(gè)擴(kuò)大的、徑向延伸的凸緣限定，所述凸緣具有一個(gè)摩擦接合面，該接合面適于與固定有所述螺紋緊固件的工件表面相接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中所述的凸緣包括一個(gè)由成形在所述第二主體部分的下表面上的中心凹槽所限定的摩擦接合環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合結(jié)構(gòu)，其中所述緊固件頭部或螺母上的凸面和所述旋擰頭上的凸面分別設(shè)置成彼此接觸，從而使所述垂直側(cè)面對(duì)齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的組合結(jié)構(gòu)，其中所述凸緣的所述摩擦環(huán)的接合面由所述凹槽的直徑有選擇地確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合結(jié)構(gòu)，其中所述凹槽的直徑大于所述旋擰頭的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的組合結(jié)構(gòu)，其中所述凹槽的直徑等于所述旋擰頭的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的組合結(jié)構(gòu)，其中所述凹槽的直徑小于所述旋擰頭的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的組合結(jié)構(gòu)，其中所述摩擦環(huán)的摩擦接合面上具有多個(gè)徑向延伸的齒。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的組合結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)套筒扳手，該扳手具有適于裝套在所述緊固件頭部或螺母以及所述鎖緊墊圈的旋擰頭上的垂直接配內(nèi)側(cè)面，從而能使所述鎖緊墊圈和所述緊固件的頭部或螺母一起旋轉(zhuǎn)。
10.一種和斜楔作用式緊固件配合使用的斜楔作用式鎖緊墊圈，包括具有中心孔的第一主體部分和下部的第二主體部分，所述第一主體部分由一個(gè)旋擰頭限定，該旋擰頭具有多個(gè)連接的凸面和多個(gè)能與扳手接配的垂直側(cè)面，所述第二主體部分由一個(gè)環(huán)形延伸的凸緣限定，該凸緣具有一個(gè)適于與工件表面摩擦接合的摩擦環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的墊圈，其中所述的下部第二主體部分包括一個(gè)環(huán)形凹槽，從而限定了所述摩擦環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的墊圈，其中所述的環(huán)形凹槽的直徑大于所述第一主體部分的寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的墊圈，其中所述的環(huán)形凹槽的直徑等于所述第一主體部分的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的墊圈，其中所述的環(huán)形凹槽的直徑小于所述第一主體部分的寬度。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N和斜楔作用式緊固件配合使用的凸緣旋擰頭式鎖緊墊圈，該緊固件包括帶凸面螺母或凸面頭的螺栓或螺釘。墊圈具有螺母式的主體和多個(gè)能與特定螺母或螺栓頭的側(cè)面匹配且能與扳手接配的側(cè)面。墊圈上表面包括多個(gè)能與凸面螺母或凸面頭上的相應(yīng)凸面鎖緊接合的凸面，其下表面具有由擴(kuò)大的凸緣限定的摩擦面。凸面螺母或凸面頭上的凸面與墊圈上的相應(yīng)側(cè)面對(duì)齊，從而在取下緊固件時(shí)它們能同時(shí)旋轉(zhuǎn)而不影響緊固件的完整性。
文檔編號(hào)F16B39/282GK1042399SQ8810743
公開日1990年5月23日 申請(qǐng)日期1988年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月29日
發(fā)明者本格特·弗里伯格 申請(qǐng)人:彼爾瑪·泰特Ab公司