CN105179835B - 用于连接导管的螺旋元件和具有该螺旋元件的管连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于连接导管的螺旋元件和具有该螺旋元件的管连接装置。在螺旋元件上设有螺纹以及无螺纹的至少一个接触面。所述螺旋元件具有外部涂层和内部涂层。外部涂层包含第一聚合物和第一固体材料的纳米颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及一种尤其用于连接导管的螺旋元件。所述导管优选是机动车导管并且更是特别优选制动管路。在螺旋元件上设有螺纹以及无螺纹的至少一个接触面。螺旋元件具有外部涂层和内部涂层。本发明此外涉及一种用于连接导管、尤其是机动车导管的具有该螺旋元件的管连接装置。
背景技术
上述类型的螺旋元件或管连接装置从实践中基本已知。尤其已知构成为螺栓的螺旋元件，制动管路的导管利用这些螺旋元件与制动管路的设备、例如主制动缸、制动压力分配器或制动力增强器连接。
所述已知的螺旋元件完全设有内部涂层，该内部涂层具有较高的第一摩擦系数。此外，已知的螺旋元件设有外部涂层，该外部涂层仅涂覆在接触面的区域中并且具有比内部涂层低的摩擦系数。由于在拧紧螺旋元件时如此减少滑动摩擦，因而这些螺旋元件可以被更牢固地拧紧，这就使螺旋连接的相应松动变得困难。
所述已知的涂层借助于电镀技术、气相喷镀或类似方式来施加，这与大的时间耗费和成本耗费相关联。
发明内容
本发明的目的在于解决上文提到的技术问题。为了解决该技术问题，本发明教导一种用于连接导管、优选机动车导管的螺旋元件，其中，在所述螺旋元件上设有螺纹以及无螺纹的至少一个接触面，其中，螺旋元件具有外部涂层和内部涂层，其中，外部涂层包含第一聚合物和第一固体材料的纳米颗粒。
“螺旋元件”的概念意为带有螺纹的各种可旋紧的元件。这个概念此外包括相应的金属基体，例如锌涂层或者锌镍涂层连同钝化层被涂覆到该金属基体上。
术语“机动车导管”此外包括用于燃油、尿素溶液、冷却剂和尤其是制动液的管路。按照本发明的机动车导管优选是用于制动液的导管。
螺旋元件的接触面是这类无螺纹的面，这些面在旋紧的情况下施加到相应的对应螺旋元件上一个力。这例如可以是螺旋头的下侧或者螺纹杆的底面。
“外部涂层”和“内部涂层”之间的区别涉及两个不同方面。首先是不同的材料，而第二是内部涂层处于外部涂层和螺旋元件的金属基体之间。在此，不应把术语“内部”与“最里面”看作一样。类似地这也适于术语“外部”。
尤其是缩聚物可供考虑作为聚合物。聚合物优选具有聚酰胺或聚酰亚胺。
概念“纳米颗粒”意为算术平均的颗粒尺寸在1nm至10000nm之间、优选在10nm至1000nm之间并且特别优选在20nm至400nm之间的颗粒。按照一种特别优选的实施方式，纳米颗粒的算术平均的颗粒尺寸是50nm至200nm。
第一固体材料优选是具有高硬度的材料或者是固体润滑材料。第一固体材料特别是具有﹥7并且优选﹥8的莫氏硬度。第一固体材料优选是金属氧化物并且特别是从材料组“氧化铝(刚玉)、氧化铁、碳化硅、二氧化硅、氮化硅、碳化钛、氮化钛”中来选择。
尤其是氮化硼、石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、碳纤维适于作为固体润滑材料。
在本发明的框架内，外部涂层大部分地并且优选完全覆盖螺旋元件。术语“大部分”意为螺旋元件表面的至少50％被外部涂层覆盖。外部涂层尤其覆盖内部涂层。优选外部涂层覆盖内部涂层并且此外也覆盖螺旋元件的剩余表面。
有利的是，外部涂层的摩擦系数μ1大于内部涂层的摩擦系数μ2。外部涂层的摩擦系数μ1优选位于0.1至0.8之间、特别优选位于0.15至0.5之间并且更是特别优选位于0.2至0.4之间。内部涂层的摩擦系数μ2优选位于0.01至0.3之间、特别优选位于0.02至0.15之间并且更是特别优选位于0.03至0.1之间。摩擦系数或者摩擦值始终是针对在干燥状态下确定的在铝上的滑动摩擦而言的。
有利的是，内部涂层设置在所述至少一个接触面的区域中并且优选仅设置在所述至少一个接触面上。内部涂层特别优选仅设置在两个接触面上。内部涂层尤其设置在螺旋头的底侧上。内部涂层优选涂覆在螺纹杆的底面上。
按照一种有利的实施方式，外部涂层的层厚是0.5μm至10μm。外部涂层的层厚优选是1μm至5μm并且更是特别优选2μm至4μm。在本发明的框架内，内部涂层的层厚是10μm至100μm。所述层厚优选是20μm至40μm并且更是特别优选25μm至35μm。
在本发明的框架内，纳米颗粒在外部涂层中的份额是外部涂层重量的2％至40％并且优选是5％至20％。在此，重量是针对涂覆且固化的层而言的。更是特别优选的是，纳米颗粒在外部涂层中的份额是外部涂层重量的8％至15％。
在本发明的框架内，内部涂层包含聚合物。所述聚合物优选是缩聚物并且特别优选是聚酰胺或聚酰亚胺。内部涂层优选包含第二固体材料的纳米颗粒。所述第二固体材料优选是固体润滑材料。更是特别优选的是，第二固体材料是PTFE或二硫化钼。在本发明的框架内，纳米颗粒在内部涂层中的份额是重量的2％至40％并且优选是5％至20％。更是特别优选的是，纳米颗粒在内部涂层中的份额是8％至15％。
在本发明的框架内，螺旋元件是锁紧螺栓。术语“锁紧螺栓”尤其意为，螺旋元件具有通孔。螺旋元件的螺纹优选构成为外螺纹。按照一种有利的实施方式，螺旋元件具有螺旋头，通孔也延伸通过该螺旋头。螺旋头包括下侧的接触面。
本发明此外涉及一种用于连接导管、尤其是机动车导管的管连接装置，该管连接装置具有按照本发明的螺旋元件并且具有连接元件，其中，螺旋元件可与连接元件旋紧。
在本发明的框架内，在安装状态下，螺旋元件的接触面贴靠在连接元件的接触面上或者贴靠在导管的卷边的接触面上。导管的卷边优选构成为F-卷边。按照一种有利的实施方式，卷边具有密封面，该密封面配设给连接元件的连接面并且相应互补地成形。按照另一种实施方式，导管的卷边构成为E-卷边。
本发明此外涉及一种用于制造螺旋元件、尤其是按照本发明的螺旋元件的方法，其中，螺旋元件具有螺纹和无螺纹的至少一个接触面，其中，将螺旋元件以内部涂层涂覆，随后将螺旋元件设置外部涂层。外部涂层包含第一聚合物和第一固体材料的纳米颗粒。优选将外部涂层借助于喷涂滚筒施加在螺旋元件上。有利的是，将内部涂层借助于喷涂滚筒涂覆在螺旋元件上。
本发明基于如下认识，即，基于按照本发明的教导，螺旋元件的意外松动能够被以简单的方式避免。通过按照本发明施加不同的涂层已意想不到地发现，当内部涂层与外部涂层相比具有小的摩擦系数时这也适用。这种效果基于，在内部涂层和外部涂层之间的粘着是轻微的，从而在拧紧螺旋元件时，所述两个涂层相叠地滑动。这种滑动在拧紧螺旋元件时使扭力均衡。与此相应，螺旋元件可被牢靠地拧紧。同时，具有较高摩擦系数的区域(例如在螺纹上)防止螺旋元件的松脱。
此外，本发明基于如下认识，即，纳米颗粒阻碍在涂层中的裂纹的扩展。如果按照本发明的涂层受损，那么该涂层由于裂纹形成被避免而更稳固并且因此更好地保护螺旋元件免于腐蚀。尤其是因此避免外部涂层的瓦解。此外，纳米范围内的颗粒尺寸导致，层可以选择得相应薄。按照本发明的螺旋元件的尺寸稳定性可以按这种方式更轻易地实现。聚合物和纳米颗粒的组合能够在同时简单且因此经济地例如借助于喷涂滚筒来涂覆的情况下实现两种材料的良好的可混性。由于良好的可混性，相应的固体材料也可以彼此协调并且因此例如也可以按照希望来调节摩擦系数。
附图说明
接下来根据仅示出一个实施例的附图详细阐述本发明。其中以示意图示出：
图1示出构成为螺栓的按照本发明的螺旋元件在安装状态下的纵剖视图，
图2以象征性的侧视图示出图1中的螺栓。
具体实施方式
在图1中，构成为螺栓1的螺旋元件旋入到以连接块12形式的连接元件中。在此，螺栓1具有以外螺纹形式的螺纹3并且连接块12具有带有内螺纹的盲孔15。在旋紧之前，具有纵轴线L的导管2已经被导入螺栓1中，从而随着螺栓1的旋紧将卷边10夹紧在该螺栓和连接块12之间。
随着经由在螺栓1上的螺旋头6拧紧螺栓1，螺栓1以接触面4压靠到卷边10上。同样，卷边10的密封面11压靠到连接块12的连接面14上。以这种方式，在导管2和集成于连接块12中的管路13之间产生流体密封的连接，从而避免制动液流出。
图2以象征性侧视图示出图1中的螺栓1，其中，螺栓1的加粗的外边缘表示涂层7、8。外部涂层7完全覆盖螺栓1的表面。相反，内部涂层8仅施加在螺栓1的接触面4、5上。
螺栓1以自身已知的方式制成。该制造也包括包含锌和镍的防腐蚀涂层。防腐蚀涂层随后利用钝化层覆盖，该钝化层又保护该锌镍涂层。首先在其上涂覆内部涂层8，而最后涂覆外部涂层7。
内部涂层8和外部涂层7都包含包括缩聚物的结合剂。内部涂层8的缩聚物结合有算术平均的颗粒尺寸为100nm的二硫化钼-纳米颗粒。二硫化钼-纳米颗粒在内部涂层8上的份额等于10％(重量)。内部涂层已涂覆30μm的层厚。
外部涂层7设有二硫化钨-纳米颗粒。二硫化钨-纳米颗粒具有180nm的平均颗粒尺寸并且其占比等于外部涂层7的15％(重量)。外部涂层7的层厚已被选择为4μm。两个涂层7、8借助于喷涂滚筒涂覆。
Claims (10)
1.用于连接导管(2)的螺旋元件，在组装状态下该导管(2)设置在螺旋元件的内部，其中，在所述螺旋元件上设有螺纹(3)，其中，所述螺旋元件具有外部涂层(7)、内部涂层(8)和基体，该内部涂层(8)处于外部涂层(7)和螺旋元件的基体之间，其中，所述外部涂层(7)包含第一聚合物和包含第一固体材料的纳米颗粒，其特征在于，在所述螺旋元件上设有无螺纹的至少一个接触面(4、5)，该接触面在螺旋元件旋紧的情况下在相应的连接元件上施加一个力，所述螺旋元件是锁紧螺栓，所述外部涂层(7)覆盖螺旋元件的表面的至少50％，所述外部涂层(7)的摩擦系数μ1大于所述内部涂层(8)的摩擦系数μ2。
2.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述内部涂层(8)设置在所述至少一个接触面(4、5)的区域中。
3.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述外部涂层(7)的层厚是0.5至10μm。
4.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述内部涂层(8)的层厚是10至100μm。
5.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述纳米颗粒在外部涂层(7)中的份额是重量的2％至40％。
6.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述内部涂层(8)包含聚合物。
7.按照权利要求1所述的螺旋元件，其中，所述内部涂层(8)包含第二固体材料的纳米颗粒。
8.按照权利要求7所述的螺旋元件，其中，所述纳米颗粒在内部涂层(8)中的份额是重量的2％至40％。
9.用于连接导管(2)的管连接装置，具有按照权利要求1至8中任一项所述的螺旋元件并且具有连接元件，其中，所述螺旋元件能与所述连接元件旋紧。
10.按照权利要求9所述的管连接装置，其中，在安装状态下，螺旋元件的接触面(4、5)贴靠在连接元件的接触面上或者贴靠在导管(2)的卷边(10)的接触面上。
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