CN106246702A - 可变形的本体以及包括可变形的本体和抗蠕变环的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有孔的可变形的本体，所述孔适于接纳抗蠕变环和紧固件，其中，所述孔具有中心轴线，并且所述孔由形成可变形的本体的可变形材料界定，其中，该本体具有围绕孔并沿着所述中心轴线的方向突出的可变形的突出边缘和凸起，所述凸起围绕孔并沿着垂直于中心轴线的方向与所述突出边缘隔开，并且所述边缘沿着所述中心轴线的方向延伸超过所述凸起。

Description

可变形的本体以及包括可变形的本体和抗蠕变环的系统
技术领域
本发明涉及一种具有孔的可变形的本体，该孔适于接纳抗蠕变环和紧固件，其中，该孔具有中心轴线并且该孔由形成可变形的本体的可变形材料界定。此外，本发明涉及一种具有可变形的本体和抗蠕变环的系统，其中，该本体具有接纳抗蠕变环的孔，其中，该孔具有中心轴线并该孔从可变形的本体的接纳抗蠕变环的端部延伸穿过可变形的本体到可变形的本体的远端，其中，该孔由形成可变形的本体的可变形材料界定。
背景技术
已知的是，如何借助于紧固件来保持承托部件，该紧固件可以制造成延伸到该孔中的螺栓形状，其中，配件、例如螺母形式的配件布置在承托部件的一侧，而在另一侧设置有垫圈或者抗蠕变环。形成有孔的可变形的本体可设置在承托部件和抗蠕变环之间。
已经发现，对可特别由螺栓提供的实际夹紧力设置了更高要求。因此需要提高夹紧力。
因此，本发明提出的所要解决的问题是提高用于夹紧部件的夹紧力。
发明内容
该问题通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求和以下描述中示出了有利的实施例。
本发明从提供了可变形的本体的具体几何形状的基本概念开始，实际夹紧力可以通过所述可变形的本体的具体几何形状来增加。可变形的本体可以布置在承托部件和抗蠕变环之间并具有用于抗蠕变环的支撑部，该支撑部可在将紧固件初步固定在承托部件上的情况下变形。可变形的支撑部可在由可变形的本体沿着紧固件的连接轴线或者纵向轴线形成的凸起上变形，并可在变形之后抵靠由可变形的本体形成的凸起。
在这种情况下，可以减少在紧固状态下的蠕变行为。只需要在可变形的本体上对空间几何形状进行略微变化，而采用该空间几何形状能够获得有关本发明的效果，该变化对于制造和相关成本均具有积极作用。此外，也提高了长期稳定性。借助特定几何形状能够将预定夹紧力保持很长时间。
本发明形成具有孔的可变形的本体，该孔适于接纳抗蠕变环和紧固件，其中，该孔具有中心轴线，并且该孔由形成可变形的本体的可变形材料界定。可变形的本体具有可变形的突出边缘，该可变形的突出边缘围绕孔并沿着中心轴线的方向突出。此外，可变形的本体具有凸起，该凸起围绕孔并沿着垂直于中心轴线的方向与突出边缘隔开。该边缘沿着中心轴线的方向延伸超过凸起。与具有上边界的凸起相比，所述边缘至少部分地在具有上边界的凸起上形成的边缘区域中具有更高的水平高度。
根据本发明的术语“紧固件”包含这样的紧固件，采用该紧固件能够特别地产生或者施加大于约1000N的预应力。在紧固件包括螺栓以及可能包括螺母的情况下，该紧固件可以特别为公制配置。但是也是可以其它种类的螺栓。可以特别规定为在M5到M8范围内的螺栓尺寸；也可以为更小螺栓尺寸、特别是M4或者也可以是更大螺栓尺寸、特别是M10到M12。
根据本发明的术语“抗蠕变环”也包括垫圈。例如，可以在垫圈上形成部件，其能够增加与放置靠在垫圈上的部件、特别是可变形的本体的摩擦力。形成在抗蠕变环上的部件可以在初始装配期间用于锁定并用于防止扭转。
根据本发明的术语“可变形”包括了在本发明的领域中很常见的施加力的情况下、特别是在拧紧螺栓时的材料的变形。变形可以是塑性变形；也可以提供弹性变形或者混合形式。在紧固紧固件的情况下此处所产生的力的大小落在约2000N到约20000N的范围内，特别地用于M5、M6、M8的螺栓。对于更大的M10和M12的螺栓，可以是更大的多达35kN或者50kN的力。通常，用于可变形的本体的材料为尼龙(PA)、丙纶(PP)或者聚甲醛(POM)、或含有以上材料的材料。玻璃纤维添加物能够用于该材料。根据本发明的可变形的本体优选地具有在约1000MPa到约9000MPa的范围内的弹性模量。
根据本发明的术语“边缘”包括了隆起的环形配置，特别地，该环形配置在结构上可以是圆形或者椭圆形。环形配置也可以形成为线性闭合部件，特别地，该线性闭合部件相对于孔的中心轴线对称形成。可以是普通多边形。环形配置沿着隆起大致上具有相同的高度。
围绕所述孔并沿着所述中心轴线的方向伸出的可变形的突出边缘特别具有在由紧固件施加力时变形的能力。边缘首先吸收所施加的紧固力的一部分。例如，边缘首先可以吸收紧固力、特别是在紧固件配置成螺栓、特别地直到抗蠕变环和承托部件相互接触情况下的螺栓力。根据本发明，所发现的事实在于，采用所设置的边缘所吸收的力小于例如采用大表面部件所吸收的力，使得塑性蠕变随着寿命周期显著减小得以实现。边缘表面与抗蠕变环的盘表面的比值可特别地落入约5％到20％的范围中、优选地从约5％到约15％，特别优选地从约7％到约13％。在优选实施例中，该比值为约10％。
围绕孔的凸起能够在抗蠕变环未抵靠可变形的本体的区域中延伸超过边缘，使得可变形的本体具有区段，该区段延伸超过与抗蠕变环有关的边缘。而且，该另外的边缘对于可变形的突出边缘的功能性没有影响，因为该另外的边缘布置在将与可变形的本体抵靠的抗蠕变环的外部。
凹陷设置在边缘和凸起之间，使得边缘的至少一部分可以变形到凹陷中或者朝着凹陷变形或者变形到悬停在凹陷之上的位置中。优选地，凹陷设置成使得至少边缘的尖端可变形到凹陷中或者朝着凹陷变形或者变形到悬停在凹陷之上的位置中。例如边缘的一部分、优选地边缘的尖端朝着凹陷形成卷曲或者卷曲到凹陷中或者卷曲到悬停在凹陷之上的位置中。边缘可在可变形的本体上的预定区域中变形并且至少部分地抵靠在可变形的本体的凸起上。可以调整大致上基于边缘材料和边缘的几何形状的可变形特性。在优选的实施例中，凹陷围绕边缘。在优选的实施例中，凹陷沿着垂直于孔的纵向轴线的至少一个可能的方向的径向长度比沿着同一径向方向测量时的边缘的厚度大0.5倍、特别地大于0.75倍、更优选地大于等于1.25倍。在优选的实施例中，凹陷沿着垂直于孔的纵向轴线的所有可能的方向的径向长度比在沿着同一径向方向测量时的边缘的厚度大0.5倍、特别地大于0.75倍、更优选地大于等于1.25倍。
在一个优选的实施例中，边缘在包含中心轴线的平面中具有锥形横截面。由于该锥形横截面，可以调整边缘的变形，使得因此增加用于边缘变形的力。
在一个优选的实施例中，边缘在包含中心轴线的平面中具有非对称横截面，该非对称横截面可用于调整边缘变形所沿着的方向。例如非对称横截面可优选地确保了将边缘变形到可设置在边缘和凸起之间的凹陷中。
在一个优选的实施例中，凸起形成了另外的边缘的一部分，该另外的边缘优选地与抗蠕变环隔开并围绕抗蠕变环。在这种情况下，配置成螺栓的紧固件的螺栓头可被另外的边缘包围。
优选地，边缘和凸起与本体集成在一起。可变形的本体与边缘和凸起形成为一个单件。可使处理和/或制造变得更容易。
优选地，凸起与中心轴线的间隔比边缘与中心轴线的间隔大，使得边缘布置得更靠近孔。
在一个优选实施例中，孔在垂直于中心轴线的平面中具有圆形横截面，使得孔存在旋转对称，该旋转对称能够有助于使具有相应的适配形状的紧固件插入。
优选地，边缘和/或凸起是圆形部件，该圆形部件的中心轴线与本体中心轴线一致，使得通过边缘和/或凸起的对称来反映孔的对称。此外，可借助于圆形部件实现所施加的力的对称。
在一个优选的实施例中，边缘具有围绕孔并布置在垂直于中心轴线的平面中的端表面，和/或凸起包围了围绕孔并布置在垂直于中心轴线的平面中的表面。在这种情况下，可以获得预定开始状态，通过该预定开始状态可以限定施加紧固力的开始。
此外，本发明形成一种具有可变形的本体和抗蠕变环的系统，其中，所述本体具有接纳抗蠕变环的孔，其中，所述孔具有中心轴线，并且所述孔从可变形的本体的接纳抗蠕变环的端部延伸穿过可变形的本体到达可变形的本体的远端，其中，所述孔由形成可变形的本体的可变形材料界定。与在抗蠕变环的某些位置处的材料相比，在可变形的本体的接纳抗蠕变环的端部区域中的围绕可变形的本体的孔的可变形材料更有弹性、更软或者更易变形。在这种情况下，人们可以使至少在所提及的区域中可变形的本体的材料比抗蠕变环的材料更易变形，使得在施加初始紧固力时可变形的本体首先开始变形。
抗蠕变环可特别地具有由孔接纳的管状部分。抗蠕变环包括延伸部(凸起)，延伸部从所述管状部分沿着径向方向延伸，延伸部和管状部分由形成作为从管状部分到所述延伸部过渡的弧形部的材料制成一个单件，而在抵抗沿着所述中心轴线方向上所作用的力方面，所述抗蠕变环的可弯曲材料比在接纳抗蠕变环的端部区域中围绕可变形的本体的孔的可变形的本体的材料更具刚性。
此外，本发明形成了具有可变形的本体和抗蠕变环的系统。
在一个优选实施例中，抗蠕变环具有从边缘朝着凸起延伸的延伸部，使得在紧固紧固件的情况下抗蠕变环借助于延伸部至少部分地抵靠在可变形的本体上。在优选的实施例中，抗蠕变环的延伸部从边缘延伸直到可变形的本体的围着边缘的凸起。在优选的实施例中，可变形的本体的边缘与抗蠕变环的延伸部接触。
在一个优选的实施例中，抗蠕变环具有由孔接纳的管状部分，而延伸部从管状部分延伸。在紧固工艺、特别是拧紧螺栓期间，沿着孔的中心轴线延伸穿过孔的管状部分可以接触承托部件。
在一个优选的实施例中，抗蠕变环由金属制成，使得抗蠕变环很稳定并且可以施加更大的力。
在一个优选的实施例中，该系统具有延伸穿过抗蠕变环和孔的紧固件。特别地，紧固件可以配置为螺栓。
在一个优选的实施例中，该系统具有承托部件，所述承托部件具有孔，其中，可变形的本体布置在承托部件上，并且紧固件延伸穿过抗蠕变环、可变形的本体中的孔以及承托部件中的孔并通过将紧固件拧入到借助于承托部件的孔提供的螺纹中或者拧入到布置在承托部件的远端处的螺母的螺纹中而拧到承托部件上。抗蠕变环的管状部分的面向承托部件的端部布置在可变形的本体的孔内部并且在所述紧固件只略微拧入到螺纹中或者完全未拧入到螺纹中时在所述系统的第一布置状态下与承托部件具有间隔。在紧固件进一步拧入到螺纹中以及在可变形的本体的接纳抗蠕变环的端部区域中围绕可变形的本体的孔的可变形材料已经被按压时，所述抗蠕变环的管状部分的面向承托部件的端部在所述系统的第二布置状态下与所述承托部件接触。
在一个优选的实施例中，抗蠕变环的延伸部在第二布置状态下不接触凸起。抗蠕变环的延伸部接触变形的边缘，且变形的边缘在凸起上形成隆起。
附图说明
以下借助示出了本发明的实施例的附图将更为详细对本发明进行解释。此处示出了：
图1是在第一实施例中在紧固状态下的系统的截面视图；
图2是在第二实施例中在紧固状态下的系统的截面视图；以及
图3是在被紧固件紧固之前抗蠕变环和可变形的本体的放大视图。
具体实施方式
图1示出了具有可变形的本体1和抗蠕变环2的系统，其中，本体1具有孔3，该孔3接纳抗蠕变环2，并且孔3具有中心轴线L，并且该孔3从可变形的本体1的接纳抗蠕变环2的端部4延伸穿过可变形的本体1到达可变形的本体1的远端5，而孔3由形成可变形的本体1的可变形材料界定。
图1还示出了具有孔7的承托部件6。可变形的本体1布置在承托部件6上，紧固件8延伸穿过抗蠕变环2、可变形的本体1中的孔3和在承托部件6中的孔7。制造成螺栓形式的紧固件8和设置在承托部件6的远端处的螺母9拧在一起。
图1示出了系统的布置状态，其中，抗蠕变环2的管状部分10的面对承托部件6的端部与承托部件6接触。从抗蠕变环2的管状部分10向外径向延伸的延伸部2‘与可变形的本体1的边缘12接触。紧固件8拧入到螺母9的螺纹中足够深，使得在可变形的本体1的接纳抗蠕变环2的端部区域中围绕可变形的本体1的孔3的变形材料被按压。特别地，当紧固件8拧入时，可变形的本体1的边缘12变形。边缘12已经朝着在可变形的本体1上形成的凹陷13变形并在图1中所示的实施例中悬停在该凹陷之上。从图1中可很容易地看出的是，通过对边缘12的几何形状进行微小变化(例如使边缘变得更细并因此更有弹性)和/或对边缘12所使用的材料进行微小变化，能够设计出边缘12的尖端卷曲到凹陷13中的实施例。
图2示出了该系统的另一实施例。在该实施例中，与图1中所示的实施例的部件功能相同的部件用相同的附图标记加上数值100来标注。下文中，第二实施例可大致上描述了有关与第一实施例的不同之处。
在第二实施方式中，另外的边缘114形成在围绕抗蠕变环102的凸起111上。
图3示出了根据第二实施例的在由紧固件108紧固之前抗蠕变环102和可变形的本体101的放大视图。
边缘112在包含中心轴线L的平面中具有锥形横截面。边缘112还配置成使得该边缘112在包含中心轴线L的平面中具有非对称横截面。当纵向力沿着抗蠕变环102的纵向轴线施加时，这些措施均使边缘112朝着凹陷113卷曲。

Claims (16)

1.一种可变形的本体(1、101)，所述可变形的本体具有：
孔(3、103)，所述孔(3、103)适于接纳抗蠕变环(2、102)和紧固件(8、108)，其中，所述孔(3、103)具有中心轴线(L)，并且所述孔(3、103)由形成所述可变形的本体(1、101)的可变形材料界定；
可变形的突出边缘(12、112)，所述可变形的突出边缘(12、112)围绕所述孔(3、103)并沿着所述中心轴线(L)的方向突出；
凸起(11、111)，所述凸起(11、111)围绕所述孔(3、103)并沿着垂直于中心轴线(L)的方向与所述突出边缘(12、112)隔开，其中，所述突出边缘(12、112)沿着中心轴线(L)的方向延伸超过所述凸起(11、111)；
其特征在于，在所述突出边缘(12、112)和所述凸起(11、111)之间设置有凹陷(13、113)，使得所述突出边缘的至少一部分能够朝着所述凹陷变形到所述凹陷(13、113)中或者变形到悬停在所述凹陷之上的位置中。
2.根据权利要求1所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述突出边缘(12、112)在包含所述中心轴线(L)的平面中具有锥形横截面。
3.根据权利要求1到2中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述突出边缘(12、112)在包含所述中心轴线(L)的平面中具有非对称横截面。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述凸起(11、111)形成了另外的边缘(14、114)。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述突出边缘(12、112)和凸起(11、111)与所述本体(1、101)集成在一起。
6.根据权利要求1到5任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述凸起(11、111)与中心轴线(L)的间隔大于所述突出边缘(12、112)与中心轴线(L)的间隔。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述孔(3、103)在垂直于所述中心轴线(L)的平面中具有圆形横截面。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述突出边缘(12、112)和/或所述凸起(11、111)是圆形部件，所述圆形部件的中心轴线与所述本体的中心轴线(L)一致。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的可变形的本体(1、101)，其特征在于，所述突出边缘(12、112)具有围绕孔(3、103)并布置在垂直于所述中心轴线(L)的平面中的端表面，和/或凸起(11、111)包围了围绕孔(3、103)并布置在垂直于所述中心轴线(L)的平面中的表面。
10.一种具有可变形的本体(1、101)和抗蠕变环(2、102)的系统，其中，所述可变形的本体(1、101)具有接纳抗蠕变环(2、102)的孔(3、103)，其中，所述孔(3、103)具有中心轴线(L)并从可变形的本体(1、101)的接纳抗蠕变环(2、102)的端部延伸穿过可变形的本体(1、101)到达可变形的本体(1、101)的远端，其中，所述孔(3、103)由形成可变形的本体(1、101)的可变形材料界定，由此，在可变形的本体(1、101)的接纳抗蠕变环(2、102)的端部区域中，围绕可变形的本体(1、101)的孔(3、103)的可变形材料比所述抗蠕变环(2、102)的某些位置处的材料软；
其特征在于，抗蠕变环(2、102)具有由所述孔(3、103)接纳的管状部分(10、110)和从所述管状部分(10、110)沿着径向方向延伸的延伸部(2‘、102‘)，所述延伸部(2‘、102‘)和管状部分(10、110)由形成作为从管状部分(10、110)到所述延伸部(2‘、102‘)过渡的弧形部的材料制成一个单件，而在抵抗沿着所述中心轴线(L)的方向作用的力方面，所述抗蠕变环(2、102)的可弯曲材料比在接纳抗蠕变环(2、102)的端部区域中的可变形的本体围绕可变形的本体(1、101)的孔(3、103)的可变形的本体(1、101)的材料更具刚性。
11.特别根据权利要求10所述的具有可变形的本体(1、101)和抗蠕变环(2、102)的系统，所述可变形的本体具有：
孔(3、103)，所述孔(3、103)适于接纳抗蠕变环(2、102)和紧固件(8、108)，其中，所述孔(3、103)具有中心轴线(L)，并且所述孔(3、103)由形成可变形的本体(1、101)的可变形材料界定；
可变形的突出边缘(12、112)，所述可变形的突出边缘(12、112)围绕所述孔(3、103)并沿着所述中心轴线(L)的方向突出；
凸起(11、111)，所述凸起(11、111)围绕所述孔(3、103)并沿着垂直于所述中心轴线(L)的方向与所述突出边缘(12、112)隔开，其中，所述突出边缘(12、112)沿着所述中心轴线(L)的方向延伸超过所述凸起(11、111)；
由此，所述抗蠕变环(2、102)具有从所述突出边缘(12、112)朝着所述凸起(11、111)延伸的延伸部(2‘、102‘)，所述抗蠕变环(2、102)包括管状部分(10、110)，所述管状部分被所述孔(3、103)接纳，而所述延伸部(2‘、102‘)从所述管状部分(10、110)延伸；
其特征在于，所述突出边缘(12、112)接触所述延伸部(2‘、102‘)，在所述突出边缘(12、112)和所述凸起(11、111)之间设置有凹陷(13、113)，使得所述边缘的至少一部分能够朝着所述凹陷变形到所述凹陷(13、113)中或者变形到悬停在所述凹陷之上的位置中。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于根据权利要求1至9中任一项所述的可变形的本体。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的系统，其特征在于，抗蠕变环(2、102)由金属制成。
14.根据权利要求10到13中任一项所述的系统，其特征在于紧固件(8、108)，所述紧固件(8、108)延伸穿过所述抗蠕变环(2、102)以及所述孔(3、103)。
15.根据在引用权利要求11的情况下的权利要求14所述的系统，其特征在于：
承托部件(6、106)，所述承托部件(6、106)具有孔(7、107)，其中，所述可变形的本体(1、101)布置在承托部件(6、106)上，并且紧固件(8、108)延伸穿过所述抗蠕变环(2、102)、可变形的本体(1、101)中的孔(3、103)以及承托部件(6、106)中的孔(7、107)，并且紧固件(8、108)借助于将紧固件(8、108)拧入到借助于承托部件(6、106)的孔(7、107)提供的螺纹中或者拧入到布置在承托部件(6、106)远端处的螺母(9、109)的螺纹中而拧到承托部件(6、106)上；
并且其中，所述抗蠕变环(2、102)的管状部分(10、110)的面向承托部件(6、106)的端部布置在所述可变形的本体(1、101)的孔(3、103)内部并且在所述紧固件(8、108)只略微拧入到螺纹中或者完全未拧入到螺纹中时在所述系统的第一布置状态下与承托部件(6、106)具有间隔；
并且其中，在紧固件(8、108)进一步拧入到螺纹中以及在可变形的本体(1、101)的接纳抗蠕变环(2、102)的端部区域中围绕可变形的本体(1、101)的孔(3、103)的可变形材料已经被按压时，在所述系统的第二布置状态下，所述抗蠕变环(2、102)的管状部分(10、110)的面向承托部件(6、106)的端部与所述承托部件(6、106)接触。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，在所述第二布置状态下，所述抗蠕变环(2、102)的延伸部(2‘、102‘)不接触所述凸起(11、111)。
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