CN102272465B - 自锁螺栓连接和包括所述螺栓连接的结构单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺栓连接，其上具有螺杆部分和螺纹配合的螺母。所述螺杆部分上的螺母的自锁效果是通过中间盘不可旋转地支承在所述螺杆部分上且在所述螺母上接收相对于所述螺母的简单方式实现的，其中，所述中间盘具有沿周向有效且在安装螺母后与径向的弹性掣子形成可靠锁定的格栅，所述径向的弹性掣子固定在螺母上，且由金属板部分形成。所述弹性地径向可移动的掣子在螺纹驱动过程中利用螺纹驱动工具推出所述格栅。

Description

自锁螺栓连接和包括所述螺栓连接的结构单元

技术领域

本发明涉及一种自锁螺栓连接，其包括螺杆部分和安装在螺杆上以便自锁的螺母。

背景技术

人们很久以前就已知锁定螺杆了。就其移动性而言，螺杆部分和螺母之间的螺纹能够例如利用塑料插入物而进行限制，这导致了螺栓连接的刚性。可替代地，能够在螺杆部分设置开口销，以防止螺母从螺杆部分松动，但这仅在有限的区域，且需要额外的步骤以附接开口销。利用安装在螺杆部分的中间垫圈紧固自锁螺母以便与之旋转，从而在螺母和间隔垫圈之间形成可靠锁定（positive lock），更确切地说，在间隔短期的型廓和螺母的多角形之间可靠锁定，这种自锁螺母通常在螺母旋拧在螺杆部分上后必需额外的工作步骤。而且，一旦这些螺母在旋拧过程中搭扣配合，它们很难能够再次松。在自锁螺母的情况下，常常仅可能实现待提供的预应力的不充分分辨率（resolution）或待调整的螺母的轴向间隙。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种自锁螺栓连接和一种包括这种螺栓连接的结构单元，所述结构单元能够容易地安装和生产及精确地调整。

本目的利用一种如下螺栓连接实现，所述螺栓连接包括螺杆部分、旋拧在螺杆部分上的多角形螺母和中间垫圈以及至少一个掣子，所述中间垫圈紧固以阻止相对于所述螺杆部分旋转且安装成在所述螺母上可旋转，所述中间垫圈包括在中间垫圈圆周上布置的格栅，所述至少一个掣子与所述格栅形成可靠锁定，其中，所述至少一个掣子由金属板元件制成，相对于所述多角形的表面弹性且柔性地安装。术语“螺杆部分”理解成意指设有外螺纹且自锁螺母旋拧在其上的销。所述销能够形成包括头部的螺杆或者所述销能够设置在复杂部件上，额外的部件利用螺母附接在所述销上。例如，轴或转向节能够包括所述螺杆部分，例如包括锥形滚柱的滚柱轴承的滚动轴承附接在所述螺杆部分上。

已经证明特别有利的是，如果设置由金属板部件制成的多个掣子，所述多个掣子沿着多角形的各自的关联表面轴向延伸，且所述多个掣子的自由端包括例如钩子的接合型廓，接合型廓能够与格栅形成可靠锁定。例如，金属板部件利用冲压和弯曲工艺能够设有相应的形状，能够包括环形套圈，所述螺杆部分穿过所述环形套圈受到间隙的引导并且所述环形套圈附接到所述螺母的指向远离中间垫圈的端面上，因此例如，为此目的设置的外缘（rim）或分布在圆周上的相应轴向形成的接片卷边（bead over）。这样，金属板部件能够形成一个到六个，优选三到六个掣子，例如在多角形的情况下形成六角形，其中掣子沿着六角形的表面边缘卷边（edge-beaded），所述边缘卷边导致预应力的调整，使得所述掣子相对于处于未受到预应力状态的掣子的六角形的表面形成倾斜角，该倾斜角足以使所述掣子的端部型廓与所述格栅接合且与所述格栅形成可靠锁定。当例如螺母或套筒扳手的螺旋工具应用于所述多角形时，所述掣子支承所述多角形的表面，并且释放与所述格栅的可靠锁定，从而所述螺母能够容易地在螺杆部分上旋转或从螺杆部分上再次去除。

已经证明特别有利的是，如果在所述螺母的多角形表面上设置切口，当利用螺旋工具施加压力时，所述掣子伸入切口中，这导致形成所述螺旋工具对多角形的有效接触斑点。而且，卷边（bead），例如从所述掣子表面径向突出的杆，能够设置在掣子中，所述杆可选择地补偿所述螺旋工具和掣子表面之间的间隙，并能够即使在将多角形不完全引导到所述螺旋工具中的情况下，使所述掣子和格栅之间的可靠锁定完全释放。

为了形成中间垫圈的格栅，所述中间垫圈能够包括分布在所述中间垫圈的外圆周上的舌状物，并且所述舌状物沿径向方向向外指向且是围绕螺母的圆形基部或凸缘的边缘卷边，从而所述中间垫圈安装在螺母上以形成格栅以便能够旋转且紧固以阻止松动。当所述螺旋工具不放置在多角形上时，所述掣子在由舌状物形成的格栅的中间间隔中沿着径向方向向外释放压力，并且因此防止所述中间垫圈相对于螺母旋转。当螺旋工具应用于所述多角形时，所述掣子弹性地压入到所述多角形的表面的切口中。所述格栅还能够利用围绕螺母的基部冲切且分布在圆周上的孔实现。

根据本发明的构思，当使用多个掣子时，分布在格栅中的中间间隔的数量不等于掣子的数量或者是掣子的数量的多倍。这意味着所述掣子在多角形的周缘上的分布设计成与格栅中的中间间隔的数量相配合，使得所述掣子中的至少一个不接合所述中间间隔且保持在两个中间间隔之间，并且在小角度旋转时与下一个中间间隔相接合。这样，能够实现相对于螺杆的螺旋角的更高的分辨率，并因此得到从待附接的部件开始的螺母轴向距离的高的分辨率，其中所述螺母处于由中间垫圈锁定的状态。例如，在格栅包括17个中间间隔和六角形包括6个掣子的情况下，能够实现从格栅中的一个掣子的锁定位置到下一个掣子的锁定位置的大约3.5°的扭转角分辨率。这样，例如，轴承已经理想地预加应力到轴上。

所述螺母相对于所述螺杆部分紧固，因此所述中间垫圈安装到所述螺杆部分上以便与之旋转。为此，例如，所述螺杆部分能够包括平展部分，其支承离开所述中间垫圈的开口的对立面。可替代地，能够在所述螺杆部分中设置纵向槽，所述纵向槽与所述中间垫圈的突出部分接合。

本发明的目的还利用包括上面提出的螺栓连接的结构单元实现。所述结构单元包括在支座上分布的轴承螺栓且包括所述螺杆部分，在所述轴承螺栓上滑动的部件和螺母，所述螺母通过相对于所述格栅定位所述掣子，在距离所述支座一调整距离处以反向支承（counter-bearing）的方式轴向地安装到所述螺杆部分上。特别地，所述滑动的部件能够是滚动轴承，例如包括锥形滚柱的滚柱轴承。所述结构单元能够用作包括轮轴轴承的轴单元以安装电动机动车的轮上。

附图说明

下面结合图1和图2中所示的示范性实施例更详细地解释本发明，其中：

图1是自上向下倾斜的自锁连接的自锁螺母的视图；以及

图2是图1所示自锁螺母的俯视图。

具体实施方式

图1示出了螺栓连接（未完整显示）的自锁螺母1，螺母1包括在其中旋拧螺杆部分的内螺纹2。在所示示范性实施例中，用于利用螺旋工具（screw tool）旋转螺母1的多角形3为六角形的形式，多角形3包括侧表面4,5，每个侧表面4,5包括切口6，掣子7,7a，8,8a，9,9a能够埋头地旋入（countersink）切口6中。掣子7、7a、8、8a、9、9a附接到共用环形套圈10上或作为单个零件安装在共用环形套圈10上，环形套圈10永久地连接到螺母1的端面11上。在所示示范性实施例中，环形套圈10被置于环形接片（annular web）12的中心上，环形接片12形成轮缘以沿轴向紧固环形套圈10。

包括掣子7、7a、8、8a、9、9a的环形套圈10形成整体部件24，并且由例如弹簧钢板的弹性材料制成。掣子7、7a、8、8a、9、9a边缘卷边（edge-beaded），从而当按压时，掣子7、7a、8、8a、9、9a能够埋头地旋入到切口6中，并且在去除预压力后，掣子7、7a、8、8a、9、9a在它们的端部13上径向地旋出。即使在螺旋工具和掣子表面之间存在间隙的情况下或如果螺旋工具没有插入到多角形3的基部，在掣子7、7a、8、8a、9、9a（sic:7、7a、8、8a、9、9a）上方横向地延伸的卷边改善了螺旋工具引起的掣子的移动。自由端13径向弯曲，并且自由端13包括依赖于格栅15相对于螺母1的旋转而与格栅15的中间间隔16径向接合的突出部分14。格栅15由接片17制成，接片17设置在中间垫圈18上并且径向地分布在中间垫圈18的圆周上方，并且轴向地进行卷边，并因此紧固螺母1的中间垫圈18以防止其松动并也将中间垫圈18置于中心。中间垫圈18保持相对于螺母的基部19可旋转且紧固到螺杆部分以与其旋转。接片17能够例如通过使设有必需冲孔的中间垫圈18的外圆周轴向地边缘卷边，或通过使径向地布置在中间垫圈18的外圆周上的舌状物轴向地边缘卷边实施。

掣子7、7a、8、8a、9、9a的自由端13支承在基部19的切口20中以便沿着周向可径向地移动，从而掣子7、7a、8、8a、9、9a能够与中间间隔16接合，且保证紧固螺栓连接以阻止其旋转。在所示示范性实施例中，掣子8与由两个相邻接片17形成的中间间隔16相接合，并因此阻止螺母1相对于中间垫圈18旋转。通过中间垫圈18安装在螺杆部分上以便与其旋转的事实，锁定螺栓连接以阻止其旋转。作为多个中间间隔16形式的格栅15的棘轮机构（ratchet mechanism）的结果，掣子7、7a、8、8a、9、9a不同时接合在中间间隔16中。而且，所述棘轮机构能够设计成使得在掣子7、7a、8、8a、9、9a的突出部分14中只有一个同时接合，从而即使在小扭转角的情况下，掣子7、7a、8、8a、9、9a的一个突出部分14锁定在格栅15的中间间隔16中的位置内，并因而改善螺旋角的分辨率。独立于整体螺纹2的斜度，基本上能够更精巧地调整螺母1相对于支座（abutment）和螺母1之间的滑动部件的轴向间隙或预应力。掣子7a显示处于突出部分14在连接片17之间滑动的状态。应当理解的是，如果要求低分辨率的螺旋角，则不需要为所有的侧向表面5设置掣子。在描述的使用六个掣子7、7a、8、8a、9、9a的情况下，这导致例如在17个中间间隔的情况下产生大约3.5°的螺旋角或扭转角分辨率。

螺母1利用螺旋工具在例如装配到多角形3上时将掣子移动到切口6中而旋拧在螺杆部分上，从而螺母1能够通过克服一般旋拧阻力在螺杆部分上旋转。螺母相对于待夹持部件的调整能够以本身已知的方式进行，例如，通过调整扭矩。在去除螺旋工具后，定位在最靠近中间间隔16的突出部分14与中间间隔接合，并将螺母1相对于螺杆部分以能够利用掣子和中间间隔的个数调整的精度进行紧固。

图2示出了图1的螺母1的俯视图。图2清楚地揭示了掣子7、7a、8、8a、9、9a相对于格栅15的不同位置。当掣子8定位在其接合状态中时，螺母沿顺时针的连续旋转引起下一个掣子8a与中间间隔接合，同时掣子7a覆盖了最大旋转距离以与中间间隔16接合。

图2显示了包括纵槽23的螺杆部分22，其中，中间垫圈18的突出部分21沿径向方向接合在纵槽23中，从而中间垫圈18安装在螺杆部分22上以便与其旋转。

与本申请一起提交的权利要求书是方案的语言表达，无损于获得进一步专利保护。申请人保留要求迄今只在说明书和/或附图中公开的特征的其他组合的权利。

从属权利要求中所使用的参引是指主权利要求的主题通过各自从属权利要求的特征的进一步实施例；它们不应当理解为对从属权利要求的特征的组合引用的主题所获得的独立保护的放弃。

由于从属权利要求的主题相对于优先权日的有关现有技术可组成单独的独立发明，申请人保留使其作为分案申请的独立权利要求的主题的权利。另外，它们还可以包括其发明创造独立于前述从属权利要求的主题的独立发明。

示范性实施例不应理解为限制本发明的范围。而且，在本公开的框架中能够做出许多修订和修改，尤其是可推知的那些变型、元件和组合和/或材料，例如，通过组合或改变结合整体描述和具体实施例以及权利要求书和单个特征或元件或方法步骤，和附图中所包括的本领域技术人员通过观察得到的客体和通过可组合特征导致的新客体或新方法步骤或方法步骤的顺序，达到这些涉及制造、检测和工作方法的程度。

Claims (9)

1.一种螺栓连接，所述螺栓连接包括螺杆部分、旋拧在所述螺杆部分上的多角形螺母和中间垫圈，以及多个掣子，其中，所述中间垫圈紧固以阻止相对于所述螺杆部分旋转，并且安装成用于在所述螺母上旋转，所述中间垫圈包括布置在其圆周上的格栅，所述多个掣子与所述格栅形成可靠锁定，其特征在于，

所述多个掣子由弹性且柔性地安装在所述螺母上的金属板部件制成，

所述多个掣子中的每一个都布置在所述多角形螺母的外轮廓的侧向表面上，所述多个掣子用一个部件整体地形成，

所述整体地形成多个掣子的部件利用连接到所述螺母的端面的环形套圈进行安装，所述螺母的端面定位成与所述中间垫圈相对，

掣子的个数不等于在所述格栅中分布的中间间隔的个数，或者是在所述格栅中分布的中间间隔的个数的多倍，

小于所述掣子的个数的至少一个掣子同时接合在所述格栅的中间间隔中。

2.根据权利要求1所述的螺栓连接，其特征在于，

所述多个掣子在掣子的受压状态下至少大致齐平地安装在所述多角形螺母的外轮廓的侧向表面的切口中。

3.根据权利要求1至2中的任意一项所述的螺栓连接，其特征在于接片，所述接片分布在所述中间垫圈的外圆周上并且沿着径向方向向外指向，所述接片围绕所述螺母的圆形基部边缘卷边且它们形成所述格栅。

4.根据权利要求1至2中的任意一项所述的螺栓连接，其特征在于，

所述螺栓连接包括至少一个平展部分，所述至少一个平展部分支承所述中间垫圈的对立面。

5.根据权利要求1至2中的任意一项所述的螺栓连接，其特征在于，

所述螺杆部分包括至少一个纵槽，其与所述中间垫圈的突出部分相接合。

6.根据权利要求1至2中的任意一项所述的螺栓连接，其特征在于，

在所述掣子的未受压状态下，所述多个掣子与所述格栅形成可靠锁定。

7.根据权利要求1至2中的任意一项所述的螺栓连接，其特征在于，

所述多个掣子利用在所述多角形螺母的外轮廓上作用的螺旋工具压紧所述多角形螺母的外轮廓的侧向表面。

8.一种包括根据权利要求1至7中的任意一项所述的螺栓连接的结构单元，包括布置在支座上且包括螺杆部分的轴承螺栓，在所述轴承螺栓上滑动的部件，以及螺母，所述螺母通过多个掣子相对于所述格栅的定位，以轴向地反向支承在所述螺杆部分上的方式安装在距离所述支座的可调整距离处。

9.根据权利要求8所述的结构单元，其特征在于，

在所述轴承螺栓上滑动的部件是滚动轴承。

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