CN103703260A - 锁紧螺纹紧固件 - Google Patents

Abstract

一种锁紧紧固件(40)包括紧固件主体(42)和锁紧带(44)。所述主体包括切向槽部(62)。所述锁紧带包括线圈部分(70)以及从所述线圈部分沿切向延伸的第一和第二柄舌(66、68)。所述第一柄舌延伸到所述槽部中用以限制所述第一柄舌相对于所述主体的角度运动。当所述锁紧紧固件沿松开方向以足够的转矩被转动时，所述第二柄舌接触所述紧固件主体用以打开所述线圈部分并允许所述锁紧紧固件的移除。

Description

锁紧螺纹紧固件

背景技术

本发明涉及锁紧螺纹紧固件，并且更特别地涉及包括作为单向锁紧元件的线圈或带的锁紧螺母。

锁紧螺母可以包括作为单向锁紧元件的线圈或者带。通常，锁紧元件具有沿径向向外弯曲并被锚定至螺母的一端，其通常被嵌套在螺母中的闭合装配槽部中。在松开转矩的作用下，该锚定方法在锁紧元件中导致张力负荷，其使元件张紧其在外螺纹上的抓紧力，用以防止螺母与外螺纹之间的相对旋转(松开)。在安装期间在锁紧元件上被施加反力即压缩。该力使锁紧元件松开其在外螺纹上的抓紧力，使得存在相对较低的安装转矩。

该锁紧系统通常需要专用的器件来实现从外螺纹移除螺母。然而，至少一个锁紧螺母不需要专用的器件，如在2010年9月13日提交的美国申请12/880,580中公开的。该锁紧螺母包括以受控移除转矩滑移的锁紧元件，从而通过消除专用的释放环来简化螺母的构造。

所描述的锁紧螺母没有取得广泛的应用，或许是因为复杂性过高因此成本过高，或者是因为性能不能与竞争技术的相当。一个性能挑战与锁紧元件已被锚定至螺母的方式有关。当移除转矩被施加至螺母时，径向柄舌(tang)经受高反应负荷。即使锁紧元件被设计有强截面，比如如在‘580申请中所公开的矩形线带，在与被锚定柄舌相邻的外螺纹上也可能存在高应力。该高应力在外螺纹上造成过度的磨损，尤其是在锁紧元件是不锈钢的情况下，并且增加带与外螺纹之间的摩擦力。该摩擦力能够使滑移转矩上升高于带的强度极限，导致带的断裂或者永久应变。这阻止螺母的再使用。

发明内容

所公开的锁紧螺母包括解决以上指出的锁紧螺母的缺点的锁紧元件。新锁紧螺母维持以上指出的锁紧螺母的简单性，同时解决缺点。结果，新锁紧螺母提供简单性、成本和性能的改善的平衡。

根据本发明的第一方面，锁紧螺母包括螺母主体和锁紧元件。锁紧元件包括线圈部分和从线圈部分沿切向延伸的两个柄舌或者端部。第一柄舌被锚定至螺母主体，用以防止第一柄舌相对于主体的角度运动。第二柄舌将大小做成在移除期间接合螺母主体，但在安装期间不接合螺母主体。

根据本发明的第二方面，锁紧元件定位在螺母主体中的袋部或者凹部内，并且第一柄舌定位在螺母主体中的切向槽部内。锁紧元件和凹部将大小做成使得第二柄舌在足够的移除转矩被施加至紧固件的螺母主体时与凹部的壁发生接触。该接触降低在锁紧元件上的增加的应力，这允许锁紧紧固件被移除，而不会对锁紧带造成永久损伤。

通过参考附图和当前实施例的描述，将更全面地了解和理解本发明的这些和其它优点和特征。

附图说明

图1是锁紧紧固件的当前实施例的透视图。

图2是紧固件的透视分解图。

图3是紧固件的侧视图。

图4是被包括在紧固件中的锁紧元件的俯视图。

图5是图4所示锁紧元件在紧固件松开期间的俯视图。

图6是沿图3中的线6-6所取的剖视图。

图7是沿图3中的线7-7所取的剖视图。

具体实施方式

依据本发明的当前实施例构造的锁紧紧固件在图1-7中示出并总体上标注为40。虽然作为保持螺母或者锁紧螺母在图1-7中示出，但是本发明的构思能够被合并到各种各样的紧固件中，如本领域的技术人员将意识到的。

螺纹紧固件40包括主体42和锁紧带44。主体42包括六角形在外部分46，其构造成由常规驱动工具(未示出)接合和驱动。六角形部分46包括多个角部48和在其间延伸的多个平坦部50。替代地，主体42可以是正方形或者任何其它的多边形形状。主体42也可以成形为由现在公知或者以后开发的任何常规驱动工具接合。

主体42限定出孔52，所述孔52沿着其长度至少部分地带螺纹。如或许在图2中最佳示出的，孔52包括带螺纹的第一部分54和不带螺纹的第二部分即袋部或者凹部56。不带螺纹部分56的直径大于带螺纹部分54的直径。肩部60分隔第一和第二部分54、56。

所述主体进一步限定出切向凹部或者槽部62，其与凹部56连通，并打开穿过主体42的轴向末端部分64。尽管该槽部是暴露的，但是槽部可以被限定在主体42的内部中。

锁紧带44包括线圈或者连续地弯曲的部分70，其具有在第一柄舌或者末端部分66与第二柄舌或者末端部分68之间延伸的圆形截面。虽然是以圆形截面示出的，但是其它截面形状也是可以想到的，包括正方形、矩形、卵形、三角形和任何其它适当的形状。

在当前实施例中，第一和第二柄舌或者末端部分66、68是直的，但是其它形状包括光滑曲线和角度也是可以想到的。或许如图4中最佳地示出的，两柄舌66、68从弯曲部分70沿切向向外延伸。也如图4中所示，锁紧带44可以包括单个弯折，以第一柄舌66重叠第二柄舌68。锁紧带44可以替代地包括少于单个的弯折，或者两个或更多个螺旋弯折使得相邻弯折。如果锁紧带44包括少于单个的弯折，则锁紧带44可以完全在垂直于孔52取向的单个平面内延伸，或者可以螺旋地延伸。

所示锁紧带44的圆形截面的直径大体对应于外螺纹构件45的节距，使得锁紧带44可以被嵌套在螺纹构件45的螺纹内。在具有非圆形截面的锁紧带中，与螺纹构件45的螺纹接合的表面的尺寸可以小于、大体等于或者大于该螺纹构件的节距。

沿切向延伸的柄舌66被接收并约束在紧固件主体42中的槽部62内。如图6中所示，槽部62具有内壁80和外壁82，它们约束第一柄舌66相对于主体42的角度运动。例如，在沿安装或者顺时针方向旋转的期间，第一柄舌66的侧表面可以接触内壁80；并且在沿移除或者逆时针方向旋转的期间，第一柄舌66的侧表面可以接触外壁82。如图6和7中所示，内壁80和外壁82被取向成大体相切于孔52，以便接收切向柄舌66。结果，柄舌66相对于主体42在角度上(angularly)被固定。

锁紧带44的第二柄舌68部分地延伸到槽部62中，但是不被内壁80和外壁82约束，如图7中所示。第二柄舌68通常相对于主体42在角度上能自由地旋转。然而，如下所述，第二柄舌68可以在主体42的移除或者逆时针旋转期间接触外壁82，这限制第二柄舌68相对于主体42的角度运动。

尽管作为单个槽部62被示出，但是主体42也可以限定出槽部、凹部和/或表面的组合，用以接收柄舌66、68中的每个。

螺纹紧固件40沿第一或者大体顺时针方向向外螺纹构件45上的安装使锁紧带44膨胀，使得锁紧带44不妨碍或者抑制螺纹紧固件40向外螺纹构件45上的运动。然而，螺纹紧固件40沿移除或者大体逆时针方向的旋转进行操作以使锁紧带44牢固地抵靠螺纹，由此有效地防止螺纹紧固件40例如由于振动而发生不希望的、无意的或者意外的松开。

如果足够的转矩被施加至主体42，则锁紧带44允许螺纹紧固件40的所需松开。当主体42被足够的转矩沿第二或者逆时针方向旋转时，在角度上被槽部62约束的第一柄舌66可以弹性地偏转，这进而允许螺母相对于锁紧元件44旋转小的角度。该旋转能使从线圈部分70沿切向延伸的第二柄舌68与螺母主体42中的外壁82发生接触。在移除转矩被施加以旋转螺母脱离外螺纹构件时，该接触降低或者潜在地消除锁紧元件上的应力的进一步增加。结果，对外螺纹或者锁紧元件存在很少或者没有损伤。

当移除转矩被施加并且带弹性地偏转时，锚定柄舌66在切向槽部62内存在少量的滑动。沿切向移动的这种自由降低或者潜在地消除带44中的张力，并确保在多次再使用期间的顺利无磨损的操作。当锁紧螺母与外螺纹完全脱离接合时，带弹性地恢复至其初始位置。

锁紧带44的直径可以被选择成使得单个锁紧带44可以用于特定螺纹尺寸内的所有外螺纹类别。已发现的是，单个锁紧带44可以“自调节”以至少部分地适应多种不同的螺纹类别，因为锁紧带44能够在槽部62内滑动。替代地，不同的锁紧带44可以被设计用于不同的螺纹尺寸，或者特定螺纹尺寸内的不同外螺纹类别。此外，可以基于所需应用来选择锁紧带44的截面形状、材料强度和弹性。

主体42和锁紧带44可以由任意适当的材料制造而成，包括金属和复合物。此外，由于在螺纹紧固件40的使用期间锁紧带44的降低应力，锁紧带44可以由比如圆形钢线等相对较低成本的材料制造而成。锁紧带44的安装能够以多种方式实现。在当前实施例中，表面64中的孔穴的直径小于形成用于保持带的肩部的孔56的直径。带通过被足够地压缩以在肩部下方卡扣就位而得到安装。替代地，可以将单独的板用作保持器。此外，替代地，锁紧带44可以被缠绕就位。

锁紧转矩能够是多个变量的函数，包括锁紧带的初始直径、锁紧带的材料性能、锁紧带的摩擦系数和锁紧带的弯折的数量。另外，参数公差将影响用于特定构造的锁紧转矩的范围。锁紧带的参数因此能够被选择用于每个螺纹尺寸和公差范围，用以允许滑移转矩小于锁紧带的最终强度，同时仍然提供可接受的锁紧转矩范围。另外，锁紧转矩能够被设定为满足或者超过相关的工业标准。本锁紧螺纹紧固件包括单向有效转矩(prevailing torque)，其在与标准的有效转矩螺纹紧固件相比时，可以允许安装转矩非常低。另外，当与典型的锁紧紧固件相比时，锁紧带紧固件移除有效转矩在多次使用期间更少遭受降级。

以上描述是本发明的当前实施例的描述。可以做出各种变化和改变，而不偏离如在所附权利要求书中限定出的本发明的精神和更广方面，所附权利要求书应当依据包括等同原则在内的专利法的原理来进行解释。以单数形式例如使用冠词“一”、“一个”、“该”、“所述”来对元件的提及不应被解释为是将元件限制为单个。

Claims (11)

1. 一种锁紧螺纹紧固件，包括：

紧固件主体，所述紧固件主体限定出孔；和

锁紧元件，其包括线圈部分以及从所述线圈部分大体沿切向延伸的第一柄舌和第二柄舌，所述锁紧元件定位在所述孔内。

2. 如权利要求1所述的锁紧紧固件，其中，所述第一柄舌和第二柄舌是直的。

3. 如权利要求1所述的锁紧紧固件，其中：

所述紧固件主体限定出与所述孔连通的切向槽部；并且

所述第一柄舌延伸到所述槽部中。

4. 如权利要求3所述的锁紧紧固件，其中，所述第二柄舌延伸到所述槽部中。

5. 如权利要求1所述的锁紧紧固件，其中：

所述凹部包括外壁；并且

所述第二柄舌适于在所述锁紧紧固件的松开期间接触所述外壁。

6. 一种锁紧螺纹紧固件，包括：

紧固件主体，其限定出孔和与所述孔连通的大体切向的槽部；和

锁紧带，其包括在所述孔内的线圈部分以及从所述弯曲部分大体沿切向延伸并进入所述槽部中的第一柄舌和第二柄舌，所述第一柄舌相对于所述紧固件主体在角度上被固定，所述第二柄舌相对于所述紧固件主体具有一定范围的角度运动。

7. 如权利要求6所述的锁紧紧固件，其中，所述第一柄舌和第二柄舌重叠。

8. 如权利要求6所述的锁紧紧固件，其中：

所述锁紧紧固件沿张紧方向和相反的松开方向是可旋转的；

所述凹部限定出外壁；并且

所述第二柄舌适于在所述锁紧紧固件沿所述松开方向的旋转期间接触所述外壁。

9. 一种锁紧螺纹紧固件，包括：

紧固件主体，其限定出具有带螺纹部分和不带螺纹部分的孔，所述紧固件主体进一步限定出大体切向的槽部，所述紧固件主体沿第一张紧方向和第二松开方向是可旋转的；和

锁紧带，其包括线圈部分以及从所述线圈部分大体沿切向延伸的第一柄舌和第二柄舌，所述线圈部分定位在所述孔的不带螺纹部分内，所述第一柄舌定位在所述槽部内用以限制所述第一柄舌相对于所述紧固件主体的角度运动，所述第二柄舌适于在所述紧固件主体沿所述第二松开方向的旋转期间接触所述紧固件主体。

10. 如权利要求9所述的锁紧螺纹紧固件，其中：

所述凹部限定出外壁；并且

所述第二柄舌适于在所述紧固件主体沿所述第二松开方向的旋转期间接触所述外壁。

11. 如权利要求9所述的锁紧螺纹紧固件，其中，所述第一柄舌是可弹性偏转的。

Images