CN104884820A - 螺钉连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及螺钉连接装置，包括套筒(3)和螺钉(4)。所述套筒(3)包括在第一套筒端上的径向突出的颈圈(5)和从所述第一套筒端开始的第一纵向套筒部件(6)，所述第一纵向套筒部件(6)通过纵向狭缝(7)可以被扩宽并且具有从所述第一套筒端开始的锥形收窄的内直径。所述螺钉(4)包括：第一纵向螺钉部件(12)被插入到所述第一纵向套筒部件(6)内。所述螺钉(4)包括在第二端上的设置有螺纹并且至少部件地延伸到所述套筒(3)之外的第二纵向螺栓部件(13)，所述第一纵向螺栓部件(12)在所述螺栓(4)的第二端的方向上锥形收窄。

Description

螺钉连接装置
技术领域
本发明涉及螺钉连接装置，借助于该螺钉连接装置两部件可以被连接在一起。该螺钉连接装置旨在适合于特别是由螺钉和螺母以传统方式形成的螺纹连接。
背景技术
具有螺钉和螺母的螺纹连接是常规的、非常普遍的连接形式。待被连接起来的部件具有一个在另一个之上的紧固开口，其中该些部件随后通过将螺钉插入到紧固开口并且紧固螺母而被连接在一起。特别是，两部件可被设置有凸缘，所述紧固开口已经被引入到该凸缘内。
在具有螺母的常规螺钉的情况下，形状适配连接被形成在纵向方向上，在该方向上，一侧上的所述螺钉头以及在另一侧上的螺母抵靠着两部件的外表面和对部件的外表面的另一侧的螺母。在两部件直接彼此相互抵靠的点处，摩擦配合通过紧固螺钉和螺母在横向方向上得以实现。在横向方向上无缝形状适配是不可能的，这是因为紧固开口必须相对于所述螺钉具有过大的尺寸，以便螺钉可以被容易地引入其中。
特别是在运行于苛刻的使用条件下的机械中，例如在传输机中，应当考虑这样的事实，即所述紧固开口的内直径也可以由于污垢而被减小，其中，要被连接在一起的特别重的部件以完美契合的方式进行定位是困难的。
发明内容
在此背景下，本发明是基于定义螺钉连接装置的目标，其易于操作并且允许改进螺纹连接的强度和精度。
为了实现这个目的，本发明教导了根据权利要求1的螺纹连接，其具有套筒和螺栓。
该套筒具有在第一套筒端部处的径向突出颈圈以及从第一套筒端开始的第一纵向套筒部件，其中，该第一纵向套筒部件能够通过纵向狭缝被扩展开并且具有从第一套筒端部开始的锥形收窄的内直径。
作为根据本发明的螺钉连接装置的另一组成部件，螺栓已经被插入到具有第一纵向螺栓部件的所述第一纵向套筒部件内并且，在螺栓的第二端处，具有设置有螺纹的第二纵向螺栓部件，所述第二纵向螺栓部件至少部件地延伸到套筒之外，其中第一纵向螺栓部件在所述螺栓的第二端的方向上锥形收窄。
最初，所述套筒的径向突出颈圈允许螺钉连接装置在纵向方向上被支撑从而连接两部件。然而，根据本发明，第一纵套筒部件也径向扩展，当具有圆锥形的第一纵向螺栓部件通过紧固适配于第二纵向螺栓部件的螺母被更深地拉进同样锥形收窄的第一纵向套筒部件时。由于第一纵向套筒部件的径向扩展，所述径向扩展仅仅发生在插入之后，在装配期间，套筒最初要被推入两部件的相互分配的紧固开口内而不受干扰是可能的，甚至当所述紧固开口并未相对于彼此被精确地定向。当第一纵向套筒部件由第一纵向螺栓部件被扩展开，由纵向狭缝中断的所述第一纵向套筒部件的侧表面然后可以被扩展到这样的程度，即所述侧向表面至少分段地抵靠着第一部件和第二部件的紧固开口的内圆周。对于插入套筒最初所必需的紧固开口的内圆周和套筒之间的径向间隙由此被关闭，并且因此无间隙形状适配连接也可以在横向方向上被实现。
由于第一纵向套筒部件被扩展开，在两部件轻微未对准的情况下，相互分配的紧固开口被居中并且因此对于要连接在一起的部件被精确地定向是可能的。根据本发明，特别容易处理的更准确的螺纹连接可以由此被实现。
当第一纵向套筒部件的侧表面在径向方向上以无间隙形状适配的方式抵靠紧固开口的内圆周时，正如在横向方向所见，除两部件之间的摩擦配合外，无间隙形状适配得以实现。另一方面，正如在螺钉连接装置的纵向方向上所见，在螺钉情况下也是常见的形状适配由摩擦配合进行支撑，使得与常规的螺纹连接相比，螺纹连接增加的强度既可以在轴向方向又可以在横向方向上被实现。
根据本发明的特别优选的结构，提供了从第二套筒端开始的外螺纹，其用于接收被设置在第二纵向套筒部件的套筒螺母，其中在第二套筒端处的端面形成用于螺栓螺母的接合面。根据本发明的这个特别优选的结构，该螺钉连接装置由两种不同的元件特别是螺栓螺母和套筒螺母进行支撑。
在该情形下，具有套筒螺母的套筒的作用基本上对应于常规的螺钉和常规的螺母。另一方面，螺栓螺母用于更深入地拉螺栓进套筒内，即在第二套筒端的方向上，以便径向地扩展开第一纵向套筒部件并且因此允许径向支撑。
套筒螺母和螺栓螺母可以不同的方式加以紧固。然而根据应用，如果套筒螺母起初被拧紧到很大的程度可能是不利的，因为然后要连接在一起的部件通过摩擦配合在横向方向上也被如此紧密地连接使得由于第一纵向套筒部件被扩展开，螺栓螺母的紧固不能居中于相互分配的紧固开口。
在具有螺栓螺母和套筒螺母的结构中，当螺栓螺母起初被拧紧到很大的程度时，类似的问题可能会出现。在这种情况下，虽然两个紧固开口的最佳居中得以实现，该第一纵向套筒部件的侧表面随后牢固地抵靠着紧固开口的内圆周。但是，本身是所希望的并且作用在纵向方向上的该摩擦连接可以导致通过套筒螺母，在纵向方向上支撑套筒是不可能的或者只有借助于非常大的力的施加。
为了避免所述的问题，可能有利的是在若干步骤中交替地拧紧套筒螺母和螺栓螺母。可替代的，也可以起初牢牢地拧紧螺栓螺母，以实现紧固开口的精确居中，其中，在套筒螺母被拧紧之前，螺栓螺母至少被松开一点并且仅仅随后被牢牢地重新拧紧。
当套筒螺母和螺栓螺母被拧紧时，为了分别避免螺栓与套筒的共同旋转，提供了相应的紧固装置。对于套筒，颈圈可以具有在其外圆周上的工具接收表面，例如六边形，使得所述套筒随后可以在组装过程中由相应的工具进行保持。以相应的方式，螺栓也可以具有在其第一和/或第二端部的工具容纳部，以便允许反向支撑。既在第一端又在第二端处提供缝隙或六边形插座，以便在那里能够啮合适当的工具。在所述螺栓的第一端部，也可以设置第一纵向螺栓部件延伸到套筒之外，其中，六角形突起或类似物也可以被设置在那里。在所述螺栓的第二端部，应该小心以确保该工具容纳部不超出被设置在那里并且被方便地配置为外螺纹的螺纹。
除了相应工具容纳部，旋转锁定也可以通过形状适配而被实现。因此，例如套筒未以围绕整个圆周并且沿着其外侧的整个长度上的圆形圆柱体的形式是可能的，其中，要被连接起来的两部件中的至少一个然后具有非圆形形状的互补轮廓。此外，在圆锥形收窄的第一纵向螺栓部件和与之相关联的第一纵向套筒部件之间形成形状适配的旋转锁定是可能的。该种旋转锁定可以被设置例如在其中，元件中的一个被设置有在纵向方向上延伸的突起或翅片，所述突起或翅片接合在另一元件的凹槽或狭缝里。特别是，当第一纵向螺栓部件具有相关联的突起或翅片时，在第一纵向套筒部件上的狭缝中的至少一个，在任何情况下为了扩展开是必要的，其还可以被用作旋转锁定。
根据权利要求6至9所述的螺纹连接也是本发明的主题。
正如上面已经解释的，根据本发明的优选配置，所述套筒具有第一纵向套筒部件和第二纵向套筒部件，其中，第一纵向套筒部件提供了以与螺栓相互作用的方式用于径向支撑，并且其中，第二纵向套筒部件被设置有外螺纹，使得所述套筒可以通过套筒螺母在纵向方向上被支撑。从实际的观点来看，阶梯状过渡部被设置在第一纵向套筒部件和第二纵向套筒部件之间可以是有益的。而第一纵向套筒部件，至少在其被扩展开之后，通常旨在完全填满相应的紧固开口，第二纵向套筒部件具有较小的外直径。在根据本发明的螺纹连接的情况下，该阶梯状过渡部优选布置在第二部件的紧固开口外侧，其中所述阶梯状过渡部是通过设置在第二部件的外表面与套筒螺母之间的垫圈进行隐蔽的。特别是，提供也具有阶梯形状的特别适配的垫圈是可能的。
在所描述的具有阶梯状过渡部的结构的情况下，该纵向狭缝优选沿着第一纵向套筒部件的整个长度延伸进入阶梯状过渡部，以便允许所述第一纵向套筒部件易于被扩展开。
第一部件与第二部件的紧固开口可以以圆柱形的方式进行构造以作为常规的孔。此外，然而，所述第一部件和和所述第二部件的紧固开口的每一个在第二侧的方向上圆锥形地收窄也是可能的，其中，通过其颈圈抵靠着第一部件的外表面的所述套筒然后通过其第一纵向套筒部件被扩展开达到这样的程度，即所述套筒适于所述紧固开口的圆锥形状。
当然，通过根据本发明的螺钉连接装置连接多于两个部件也是可能的，该些部件一个位于另一个之上。例如，在第一部件和第二部件之间设置随后也被连接到其上的第三部件也是可能的。
附图说明
参照仅图示示出一个示例性实施方式的附图，本发明在下文中进行描述。
具体实施方式
单个数字示出了螺纹连接，其中第一部件1被布置在第一侧上和第二部件2被布置在第二侧上，其中，第一部件1和第二部件2通过螺钉连接装置在圆柱形紧固开口处被连接。
螺钉连接装置包括套筒3和螺栓4。
在第一套筒端处，所述套筒3具有径向突出的颈圈5以及从第一套筒端开始的第一纵向套筒部件6。所述第一纵向套筒部件6被设置有纵向狭缝(切口)7，使得所述第一纵向套筒部件6能够在径向方向上被扩展开。优选的，围绕圆周设置有3至8个纵向狭缝7。从第一套筒端开始，内直径沿第一纵向套筒部件6锥形收窄。
第一纵向套筒部件6延伸通过第一部件1的紧固开口和第二部件2的紧固开口。第二部件2的紧固开口的外侧提供有具有外螺纹的阶梯状过渡部8，其由第二纵向套筒部件9邻接，且设置在所述紧固开口外面。套筒螺母10已经被拧到第二纵向套筒部件9的外螺纹上，通过该套筒螺母，套筒3经由垫圈11被支撑抵靠着第二部件2的外表面。因此，在轴向方向x的第一部件1和第二部件2的形状适配连接得以实现。
螺栓4具有第一纵向螺栓部件12和第二纵向螺栓部件13。该第一纵向螺栓部件13已经被插入到第一纵向套筒部件6内并且具有在螺栓4，第二端的方向上的锥形收窄的外表面，也就是在第二纵向螺栓部件13的方向上。所述第一纵向螺栓部件12的圆锥形状适合于第一纵向套筒部件6的圆锥形延伸的内直径。当所述第一纵向螺栓部件12在所述收窄的方向上被进一步插入到第一纵向套筒部件6内，第一纵向套筒部件6由于纵向狭缝7而在径向方向r上被扩展开。为此目的，外螺纹被形成在第二纵向螺栓部件13上，螺栓螺母14已经被拧到该外螺纹上，该螺栓螺母被支撑在所述第二纵向套筒部件9的端面15上。在端面15与螺栓螺母14之间被设置有另外的垫圈或者，如示例性实施例所示的锁紧垫圈16。
当螺栓螺母14与套筒螺母10均已经被旋紧，第一部件1与第二部件2的精确、可靠且牢固的连接得以实现。最初用于插入套筒3必要的径向间隙在螺栓螺母14紧固的过程中被消除，其中第一纵向套筒部件6通过第一纵向螺栓部件12被扩展。
根据本发明，特别有利的组合源自形状适配与摩擦连接。通过套筒螺母10，套筒3的轴向支撑起初导致在径向方向上的形状适配。通过力的轴向施加，该摩擦适配产生在横向方向或径向方向r上，即在第一部件1和第二部件2之间的接触面处。
当螺栓螺母14被拧紧，第一纵向套筒部件6的外侧表面被压靠着紧固开口的内圆周时，无间隙形状适配在径向方向r上也得以实现，即在横向方向上，其中，通过夹紧第一纵向套筒部件的侧表面抵靠着第一部件1和第二部件2的内圆周，作用在轴向方向x上的摩擦适配也被额外地实现了。

Claims (10)

1.螺钉连接装置，具有
套筒(3)，具有在第一套筒端处的径向突出的颈圈(5)和从所述第一套筒端开始的第一纵向套筒部件(6)，其中，所述第一纵向套筒部件(6)通过纵向狭缝(7)能够被扩展开并且具有从所述第一套筒端开始的锥形收窄的内直径，
螺栓(4)，其已被插入到具有第一纵向螺栓部件(12)的所述第一纵向套筒部件(6)内，并且在所述螺栓(4)的第二端具有设置有螺纹的第二纵向螺栓部件(13)，所述第二纵向螺栓部件(13)至少部件地延伸到所述套筒(3)之外，其中，所述第一纵向螺栓部件(12)在所述螺栓(4)的第二端的方向上锥形收窄。
2.根据权利要求1所述的螺钉连接装置，其特征在于，从所述第二套筒端开始的、用于接收套筒螺母(10)的外螺纹被设置在第二纵向套筒部件(9)上，并且其中，在第二套筒端处的端面(15)形成螺栓螺母(14)的邻接面。
3.根据权利要求1或2所述的螺钉连接装置，其特征在于，所述颈圈(5)具有在其外圆周上的工具接收表面。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的螺钉连接装置，其特征在于，所述螺栓(4)具有在其第一端和/或第二端的工具容纳部。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的螺钉连接装置，其特征在于，形状适配的旋转锁定被形成在锥形收窄的第一纵向螺栓部件(12)和与之关联的第一纵向套筒部件(6)处。
6.一种螺钉连接结构，具有在第一侧面上的第一部件(1)以及具有在第二侧上的第二部件(2)，两个部件通过权利要求1至5中任意一项所述的螺钉连接装置在各自的紧固开口处进行连接。
7.根据权利要求6所述的螺钉连接结构，其特征在于，所述套筒(3)通过其颈圈(5)抵靠着所述第一部件(1)的外表面并且在相对的第二侧(2)上，在设置有外螺纹的第二纵向套筒部件(9)处，经由套筒螺母(10)被支撑抵靠着第二部件(2)的外表面，其中，设置有纵向狭缝(7)的所述第一纵向套筒部件(6)由锥形的第一纵向螺栓部件(12)扩展开，其中所述第二纵向螺栓部件(13)通过螺栓螺母(14)在第二套筒端处被夹紧抵靠着端面(15)，并且其中第一纵向套筒部件(6)的侧表面至少部分地抵靠着所述第一部件(1)和所述第二部件(2)的紧固开口的内圆周。
8.根据权利要求7所述的螺钉连接结构，其特征在于，在所述第二部件(2)的紧固开口外侧，所述套筒(3)具有在第一纵向套筒部件(6)和第二纵向套筒部件(9)之间的阶梯状过渡部(8)，其中，所述阶梯状过渡部(8)被设置在所述套筒螺母(10)与所述第二部件(2)的外表面之间的垫圈(11)掩盖。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的螺钉连接结构，其特征在于，所述第一部件(1)的紧固开口和所述第二部件(2)的紧固开口中的每一个在第二侧的方向上锥形收窄。
10.一种用于通过如权利要求1至5中任意一项所述的螺钉连接装置连接两个部件(1，2)的方法，其特征在于，所述部件(1，2)具有各自紧固开口，被定位为一个在另一个之上，其中具有径向间隙的所述套筒(3)被插入到一个位于另一个之上的紧固开口内，使得所述径向突出的颈圈被支撑在所述第一部件(1)上，其中，所述螺栓(4)已经被插入到所述套筒(3)内并且通过拧紧螺栓螺母(14)径向地扩展开设置有纵向狭缝(7)的所述纵向套筒部件(6)。
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