CN104541073A - 带有保持架的锁紧螺母 - Google Patents

Abstract

一种锁紧螺母，包括：本体、锁紧元件和保持架。本体具有带螺纹部分和不带螺纹部分。锁紧元件包括具有第一和第二柄脚的线圈部分。锁紧元件定位在保持架内，保持架紧固在本体的不带螺纹部分内。保持架包括第一和第二止挡件，线圈的第一和第二柄脚靠近所述止挡件以在锁紧螺母旋转期间通过所述止挡件接合。

Description

带有保持架的锁紧螺母

技术领域

本发明涉及锁紧螺母，并且更具体而言涉及包括锁紧线圈的锁紧螺母。

背景技术

锁紧螺母包括作为锁紧元件的锁紧线圈，例如弹簧线圈或弹簧箍。在拧紧方向，螺母在锁紧线圈上产生压缩力，这使得线圈松开其在带螺纹构件上的抓持力，以允许相对旋转。在松开方向，螺母在锁紧线圈上产生张紧力，这使得线圈收紧其在带螺纹构件上的抓持力，以防止无意的相对旋转（即，拧松）。

具有锁紧线圈的锁紧螺母在2011年9月20日授权的美国专利8,021,093；在2013年4月23日授权的美国专利8,425,168；和在2013年5月14日授权的美国专利8,439,616（均授予给Campau）；以及在由Campau在2012年1月27日提交的美国专利申请13/359,942中公开。这些锁紧螺母包括螺母本体，所述螺母本体必须被机加工，以例如在螺母本体中形成槽、通道和凹口，以接收锁紧线圈的柄脚。这种机加工可能是困难的、费力而昂贵的。

发明内容

前述问题在本发明中克服，其中，保持架包括在紧固件中。保持架减少紧固件本体上所需的机加工量，从而减少制造紧固件的成本。

如所公开的那样，锁紧紧固件包括紧固件本体、锁紧线圈和保持架。所述锁紧线圈定位在保持架内，且所述保持架紧固在紧固件本体内。所述保持架包括第一和第二止挡件，所述锁紧线圈包括靠近所述第一和第二止挡件的第一和第二柄脚。所述柄脚定位成在螺母本体旋转时与所述止挡件接合，从而线圈在紧固件本体以第一方向转动时松开且在紧固件本体以第二方向转动时收紧。

通过参照当前实施例的描述和附图，将更完整地理解和认识到本发明的这些和其它优点和特征。

附图说明

图1是锁紧螺母的当前实施例的透视分解图；

图2是锁紧螺母的本体的俯视透视图；

图3是锁紧螺母的锁紧箍的俯视图；

图4是锁紧螺母的保持架的仰视透视图；

图5是锁紧螺母的保持架和锁紧箍的仰视透视图；

图6是保持架和锁紧箍的仰视透视图，图示了保持架下边缘的变形，以捕获锁紧箍；

图7示意性地示出了锁紧螺母的组装步骤A-E；和

图8是沿图7的线VIII-VIII截取的锁紧螺母的横截面图。

具体实施方式

在描述本发明的当前实施例之前，要指出的是，本发明不限于以下描述中阐明或附图中示出的操作细节、部件的构造或布置的细节。本发明可在各种其它实施例中实施，且可以以本文并未明确公开的可选方案实施或执行。另外，应指出的是，本文使用的用语仅用于描述的目的，且不应当看作是限制性的。“包含”、“包括”及其变型的使用涵盖随后列出的项目及其等同物以及附加项目及其等同物。此外，各种实施例的描述中可使用列举。除非另外明确指出，否则列举的使用不应当看作是将本发明限制为任何特定顺序或部件的数目。列举的使用也不应当看作是将可与列举的步骤或部件组合或组合到其中的任何附加步骤或部件从本发明的范围排除。

根据本发明的一个实施例构造的锁紧螺母在图1－8中图示且总体上表示为40。虽然在图1－8中示出为保持螺母或锁紧螺母，但是本发明的构思可以结合到各种紧固件中，如本领域技术人员认识到的那样。

锁紧螺母40包括紧固件本体42；锁紧线圈、元件、弹簧或箍44；以及保持架80。紧固件本体42包括配置成通过常规驱动工具（未示出）接合和驱动的六角形外部部分46。六角形部分46包括多个角部48以及在它们之间延伸的多个平坦部50。可选地，紧固件本体42可以是方形、其它多边形或任何其它形状。紧固件本体42还可以成形为通过现在已知的或者稍后开发的任何常规驱动工具接合。

紧固件本体42包括孔52，孔52沿其长度至少部分地带螺纹。如图2所示，孔52包括带螺纹的第一部分54和不带螺纹的第二部分、凹穴、凹部或沉孔56。不带螺纹部分56的直径大于带螺纹部分54的直径，且肩部60将第一和第二部分54，56分开。

现在参考图3，锁紧箍44包括具有圆形横截面的线圈或连续弯曲部分70，在第一柄脚或端部部分72和第二柄脚或端部部分74之间延伸。虽然图示为具有圆形横截面，但是可设想其它横截面形状，包括方形、矩形、椭圆形、三角形和任何其它合适形状。

在所示的示例中，第一和第二柄脚或端部部分72，74是直的，但是还可以设想其它形状，包括平滑弯曲部和角部。两个柄脚72，74均从弯曲部分70向外切向地延伸。同样，锁紧箍44可包括单圈，第一柄脚72与第二柄脚74叠置。锁紧箍44可以可选地包括小于单圈，或者两个或更多螺旋形圈，使得相邻圈基本上彼此接触。如果锁紧箍44包括小于单圈，那么锁紧箍44可以完全在垂直于孔52定向的单个平面中延伸，或者可以螺旋形地延伸。如图3所示，锁紧箍44可以是对称的，以简化制造。

现在参考图4－6，锁紧螺母40还包括弹簧保持器或保持架80。保持架80是具有边缘84的大致杯形元件，边缘84在保持架80的上表面中限定中心开口82。保持架80还包括裙部或周向壁。如图所示，裙部通过由多个槽、间隙或开口88隔开的多个突起或突片86形成，每个突片86限定两个侧边缘或止挡件90。此外，所述突片中的至少两个可以是截头突片92。截头突片92比突片86更短。

保持架80可以由在级进冲压操作中形成的平坦金属或者任何其它合适材料或成型操作制造。应当注意的是，虽然所示的实例示出了在突片86，92之间的八个间隙88，但是可设想更多或更少的间隙88。如下文所述，间隙88中的一些是由于锁紧螺母40的功能的原因而被包括，而其它是由于保持架80的制造的原因被包括。此外，带有其多个突片86，92的保持架80可以围绕其中心轴线旋转上对称，以简化其制造和组装。

锁紧箍44定位在保持架80内且定向成使得切向延伸的第一柄脚72位于截头突片92下方，如图1的取向所示，且可以延伸到间隙88中。第二柄脚74的端部位于间隙88中。如图5中可以看出的那样，第一和第二柄脚72，74的角向移动因而通过相邻突片86的用作止挡件的侧边缘90约束。例如，在紧固件本体42以安装或顺时针方向旋转期间，第二柄脚74的端部可以接触相邻突片86的侧边缘90，且在以拆卸或逆时针方向旋转期间，第一柄脚72的端部可以接触相邻突片86的侧边缘90。因此，第一和第二柄脚72，74的角向移动相对于紧固件本体42被限制。锁紧箍44的弯曲部分70靠在边缘84的内表面上。当锁紧箍44安装在保持架80中时，突片86中的一个或多个的下边缘可以局部地变形，如图6所示，以捕获锁紧箍44且产生用于随后安装在锁紧螺母40中的子组件。

保持架80和锁紧箍44两者都可以定尺寸为适合期望紧固件本体42和外螺纹构件45。如图8中可以看出的那样，保持架80的外直径可以被选择以紧密地装配在项圈56的内直径内，且中心开口82可以被选择以匹配紧固件本体42的带螺纹第一部分54的内直径。锁紧箍44的直径可以定尺寸为装配在保持架80内，但是包括足够的间距以允许锁紧箍44在锁紧螺母40安装到外螺纹构件45上时扩张。此外，锁紧箍44的圆形横截面的直径大致对应于带螺纹构件45的螺距，从而锁紧箍44装配在带螺纹构件45的螺纹内。在带有非圆形横截面的锁紧箍中，与带螺纹构件45的螺纹接合的表面的尺寸可以比带螺纹构件的螺距更小、大致相同或者更大。

紧固件本体42、锁紧箍44和保持架80可以由任何合适材料制造，包括金属和复合物。此外，锁紧箍44可以由相对低成本的材料制造，例如圆钢丝。

现在回到图7，将在步骤A-E中描述锁紧螺母40的组装。在步骤A中，紧固件本体42旋转或拧紧到带螺纹柱100上，使得柱100的一部分延伸超出紧固件本体42。在步骤B中，保持架80和锁紧箍44子组件在紧固件本体42上方拧紧到柱100上，然后在步骤C中，紧固件本体42朝向保持架80旋转。保持架80和锁紧箍44子组件在柱100上保持固定，同时紧固件本体42移动更近，直到紧固件本体42的肩部60到达保持架80的突片86的下表面上。在步骤C的该位置，保持架80和锁紧箍44子组件以及紧固件本体42此时被标引（indexed）和对齐。

为了将保持架80和锁紧箍44子组件保持在紧固件本体42内且为了保持部件的对齐，紧固件本体42的项圈56可以被可控地变形，如步骤D中那样。可设想的是，可以使用例如型锻、卷曲或摆辗锻造的制造方法。当然，还可以使用用于在保持架80上弯曲项圈56的任何其它合适手段。一旦项圈56变形，锁紧螺母40完成且可以旋转离开柱100，如步骤E中那样。

将紧固件本体42、保持架80和锁紧箍44安装在柱100上将所述部件对齐，从而紧固件本体42的螺纹和锁紧箍44的螺旋形线圈被标引，且可以安装到外螺纹构件45。为了完成的锁紧螺母40的合适性能，保持架80和锁紧箍44子组件必须不相对于紧固件本体42旋转。因而，保持架80的边缘84可包括滚花或凹口，以增强与变形项圈56的接合。

锁紧螺母40以第一或大致顺时针方向安装在外螺纹构件45上使得锁紧箍44扩张，从而锁紧箍44不会干扰或抑制锁紧螺母40移动到外螺纹构件45上。然而，锁紧螺母40以拆卸或大致逆时针方向旋转会操作将锁紧箍44拉动牢固地抵靠螺纹，从而有效地防止锁紧螺母40发生例如由于振动引起的不希望的、无意的或预期不到的松开。

如果足够的扭矩施加到紧固件本体42，锁紧箍44允许锁紧螺母40的期望松开。当紧固件本体42使用足够的扭矩以第二或逆时针方向旋转时，第一柄脚72与突片86的相邻侧边缘90接触。该接触减少或可能消除在拆卸扭矩施加以使得锁紧螺母40旋转离开外螺纹构件45时锁紧元件44上的应力的任何进一步增加。因而，对外螺纹或锁紧元件44具有很少或没有损害。当锁紧螺母40完全与外螺纹脱离时，箍44弹性地恢复其初始位置。

所公开的锁紧螺母40提供常规机加工凹口锁紧螺母的较低成本替代方案。本文所述的紧固件本体42、保持架80和锁紧箍44中的每个都可以以相对高的产量和相对低的成本生产。此外，本文所述的锁紧螺母40及其部件的配置允许有效的高速自动组装。因而，锁紧螺母提供简单性、成本和性能的改进平衡。

以上描述为本发明的当前实施例的描述。在不脱离在所附权利要求中限定的本发明的精神和较宽方面的情况下，可作出各种改变和变化，所附权利要求将根据包括等同原则的专利法原理来解释。

本公开内容为了说明目的而提供，且不应当理解为本发明的所有实施例的穷举描述，或将权利要求的范围限于结合这些实施例示出或描述的特定元件。例如而非限制性地，所述的本发明的任何独立元件可由可选元件替换，该可选元件提供大致类似的功能或以其它方式提供合适的操作。例如，这包括当前已知的可选元件（如本领域技术人员当前可能已知的）和未来可开发出的可选元件（诸如本领域技术人员在开发后可认作是可选方案的那些）。此外，所公开的实施例包括一致地描述的且可协作地提供许多益处的多个特征。本发明不仅仅限于包括所有这些特征或提供所有指出的益处的那些实施例，除非达到以另外的方式在公布的权利要求中明确地阐明的程度。

方向用语，诸如“竖直的”、“水平的”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“内部”、“向内”、“外部”、“向外”、“顺时针”和“逆时针”用于基于图示中所示的实施例的定向来帮助描述本发明。方向用语的使用不应解释为将本发明限于任何特定定向。对权利要求元件的单数(例如，使用冠词“一个”、“一种”、“该”或“所述”)形式的任何引用都不应看作是将元件限制为单数，除非在公布的权利要求中清楚地指出。

Claims (14)

1. 一种锁紧螺母，包括：

具有带螺纹部分和沉孔的螺母本体；

固定在所述沉孔内的保持架，所述保持架包括限定第一和第二止挡件的周向壁；以及

包括第一和第二柄脚的锁紧线圈，所述锁紧线圈设置在保持架内，所述第一和第二柄脚靠近所述第一和第二止挡件，从而在锁紧螺母以第一方向转动时，所述第一柄脚与所述第一止挡件接合，在锁紧螺母以第二方向转动时，所述第二柄脚与所述第二止挡件接合。

2. 根据权利要求1所述的锁紧螺母，其中：

所述第一和第二止挡件通过周向壁中的第一和第二槽限定；以及

所述第一和第二柄脚定位在所述第一和第二槽中。

3. 根据权利要求1所述的锁紧螺母，其中：

所述螺母本体包括肩部和相对的型锻部分；以及

所述保持架固定在肩部和型锻部分之间。

4. 根据权利要求1所述的锁紧螺母，其中：锁紧线圈的节距对应于螺母本体的带螺纹部分的螺距。

5. 一种锁紧紧固件，包括：

具有带螺纹部分和不带螺纹部分的紧固件本体；

锁紧元件，所述锁紧元件包括线圈部分以及从所述线圈部分延伸的第一和第二柄脚；和

保持架，所述保持架包括通过多个间隙隔开的多个突片，所述锁紧元件定位在所述保持架内，保持架和锁紧元件保持在所述不带螺纹部分内。

6. 根据权利要求5所述的锁紧紧固件，其中：第一和第二柄脚从线圈部分大致切向地延伸。

7. 根据权利要求5所述的锁紧紧固件，其中：第一和第二柄脚中的一个配置成在锁紧紧固件松开期间与所述多个突片中的一个的侧边缘接触，第一和第二柄脚中的另一个配置成在锁紧紧固件拧紧期间与所述多个突片中的另一个的侧边缘接触。

8. 根据权利要求5所述的锁紧紧固件，其中：紧固件本体被变形，从而将保持架和锁紧元件保持在紧固件本体内。

9. 根据权利要求5所述的锁紧紧固件，其中：保持架限定中心孔，所述中心孔具有的直径对应于锁紧紧固件能安装到其上的带螺纹构件的直径。

10. 一种锁紧紧固件，包括：

具有带螺纹部分和不带螺纹部分的紧固件本体；

锁紧箍，所述锁紧箍包括线圈部分以及从所述线圈部分延伸的第一和第二柄脚；和

保持架，所述保持架包括通过多个间隙隔开的多个突片，所述锁紧箍设置在所述保持架内，并定向为使得第一柄脚的端部定位在所述多个间隙中的一个中，且第二柄脚的端部定位在所述多个间隙中的另一个中，第一柄脚配置成在锁紧紧固件拆卸期间与所述多个间隙中的一个的侧边缘接触，第二柄脚配置成在锁紧紧固件安装期间与所述多个间隙中的另一个的侧边缘接触，保持架和锁紧箍保持在所述不带螺纹部分内。

11. 根据权利要求10所述的锁紧紧固件，其中：

带螺纹部分和不带螺纹部分通过肩部分开；

突片中的一个是截头突片；以及

第一柄脚位于截头突片和肩部之间。

12. 根据权利要求10所述的锁紧紧固件，其中：保持架和锁紧箍与紧固件本体的带螺纹部分螺纹地对齐和标引。

13. 根据权利要求10所述的锁紧紧固件，其中：紧固件本体的一部分被变形，从而将保持架和锁紧箍保持在紧固件本体内。

14. 根据权利要求10所述的锁紧紧固件，其中：保持架限定中心孔，所述中心孔具有的直径对应于锁紧紧固件能安装到其上的带螺纹构件的直径。