CN1111731A - 柔性锁紧螺帽及制造方法 - Google Patents

Abstract

用于拧在螺杆上的型面高度不大的锁紧螺帽，包 括一主体，有一轴向螺纹孔在主体中穿过，具有相对 的第一及第二端；一设在所述主体的第一端和第二端 中至少一端上，且至少沿径向具有一预定程度的柔性 的冠部，和在所述孔的一部分上，与所述第一和第二 端分别离开一预定距离的接合装置，在安装时用于与 螺栓的螺纹相接合而不使螺栓的螺纹变形以及用于 与所述的冠部相配合的提供要求的安装扭矩及要求 的拧出扭矩。

Description

本发明涉及与螺杆一起使用的锁紧螺帽，更具体地说，涉及制成整体具有型面高度不大的锁紧螺帽，它提供比较低的安装扭矩，但是较高的拧出扭矩，甚至在反复把螺帽安装在螺栓上及把螺帽从螺栓上拧下仍然如此。

在拧到螺栓上产生弹性变形的锁紧螺帽典型地具有比较高的型面，并且螺帽有某种类型的变形。在US4990043中公开了一种这样的锁紧螺帽，这种锁紧螺帽具有一刚性的主体及从所述刚性主体一端突出的多个柔性的锁紧杆。锁紧杆被缝槽隔开，在与螺栓接合时，锁紧杆向外弹出，对螺栓的螺纹提供一弹性力，使得减少由于震动而使螺帽松掉。

该专利也公开了在刚性的主体一端整体形成的套筒、套筒的螺纹孔变形成为沿着孔的整个长度稍微成椭圆形。但是这种螺帽不仅因为具比较高的型面而防碍了在多种应用中使用，还由于孔沿整个长度变形而使它变硬而难于安装及拧下。

因此，本发明的目的是提供一种型面高度不大的锁紧螺帽，它提供低的安装力矩及高的拧出力矩，甚至在反复安装及拧出后仍然如此，其中螺帽的一部分是柔性的，以提供弹性作用，而且许可具有要求的低安装扭矩及高的拧出扭矩与螺栓接合。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了形成整体的型面不高的锁紧螺帽，它包括一主体，有一轴向螺纹孔在主体中通过，用于与螺栓的螺纹接合。主体的至少一端上设有冠部，最好为贝壳形，它对冠部提供要求的柔性。螺帽的螺纹孔再变形，在沿其长度的一预定位置，离开孔端一定距离使螺纹作沿轴向及径向的运动而成为与螺栓的螺纹接合的部分。该接合部分与螺栓的螺纹相接合而不使螺栓的螺纹变形，并与柔性的冠部相配合，允许螺帽向外膨胀，而提供对螺栓螺纹的弹性力，以提供要求安装扭矩及要求的拧出扭矩。

在反复把这种螺帽装到螺栓上及从螺栓上拧下螺帽，安装及拧出扭矩保持恒定。在经常要更换零件或移出零件和重新安装以便清洗及检查时，这些特点更显得重要。

下面通过实施例及附图详细说明本发明的，附图中：

图1是示出按照本发明技术对锁紧螺帽攻螺纹变形的一种方法的透视图;

图2是沿着图1中2-2线及按所示方向切取的本发明的锁紧螺帽的纵剖面图，示出了在锁紧螺帽变形后的带螺纹的轴向孔的不同直径;

图2A是本发明锁紧螺帽的另一个实施例的纵剖面图;

图3是在变形前本发明锁紧螺帽的顶视图;示出轴向孔的基本恒定的直径;

图4示出变形后，图2所示螺帽的顶视图，示出由轴向孔得到的椭圆形;

图4A示出图2A所示帽帽的顶视图;

图5示出变形后图3螺帽的底视图。

参见图1及图2，本发明的螺帽总的标以标号10。锁紧螺帽10最好由金属制成，具有不高的型面，基本上包括一具有轴向螺纹孔14的主体12和形成在主体部分的12的一端的一冠部16。但是应注意锁紧螺帽10的具体材料和形状可以变化只要其作用如下所述。

最好，在成形锁紧螺帽10时，在一个冷变形加工或此类的操作中，在主体12的一端形成冠部16。如图1所示，然后用丝锥18来提供轴向的螺纹孔14。然后把紧螺帽10送去变形，如用压加工或拷花，最好用在串联加工中的压辊20来加工，它可能在主体12的外面留下轻微的凹痕。对锁紧螺帽10压加工把轴向孔中一部分变形为椭圆形，如图2和4所示。

压加工或拷花最好的方式是最好沿与螺帽的轴垂直方向用压辊20与主体12接触。但是，也可以在冠部的两个相对部分或更多的相对部分对冠部直接接触，得到如图2A和4A所示的形状。

轴向孔14，冠部16和这些元件的配合将在下面详细说明。但是，应该明白锁紧螺帽的制造方法是可以变化的。

简单地说，在使用中，冠部16的形状对主体12的一端提供了一预定程度的柔性，该端是在安装或使用中不朝向螺栓的一端（未示出）。在与冠部16相对的轴向孔14的一端与螺栓相接合时，螺栓的螺纹先与基本上是圆形的轴向孔14的前几圈螺纹接合。在继续把锁紧螺帽10沿螺栓往前拧时，螺栓的螺纹与轴向孔14的被压缩成的椭圆部分接合。由于冠部16的柔性，在继续送进锁紧螺帽10时，轴向孔14膨胀到其原始的圆形。这样，冠部16的作用类似于一弹性元件，对螺栓的螺纹提供一最初的低的安装扭矩但是一个高的固定扭矩或阻力，而不会造成螺栓螺纹的变形。

如图2所示，主体部分12包括一第一端或螺栓进口端22和相对的第二端或螺栓出口端24。轴向孔14设有螺纹，并在第一端22和第二端24之间延伸。

如图3所示，为便于用工具，如扳手夹住锁紧螺帽10，主体部分12的外周边最好成形为有多个可被扳手夹住的平面或扳手面26。最好，设置6个扳手面26，它们形成六顶点28，每两个相邻扳手面26之间形成一顶点28。最初，在主体12上成形冠部16前，扳手面26及六顶点28最好沿着主体部分12的整个长度在第一端22到第二端24之间延伸。

如图2和图3所示，冠部16设在主体12的第二端24，但是如果需要的话，也能设置在第一端22，或设置在两端22，24。冠部16最好是设置成绕着锁紧螺帽10的周边的连续元件，并包括多个在其上形成的凹下的或锥形的缺口30，它们在冠部16的外周边形成贝壳形，并使冠部16具要求的柔性。

最好，设置六个凹下的缺口30，各在径向位置相应于各扳手面26。凹形缺口30朝第二端24倾斜形成锥形，在主体12的第二端24靠近各凹形缺口30的中部是一薄壁部分32。

为使冠部16的柔性改变，可改变锁紧螺帽10的材料、结构和尺寸，只要其作用如所述。

如图2所示，在用压辊20对锁紧螺帽10压加工或拷花后，靠近压辊20的冲压点，轴向孔10有最大椭圆度的椭圆形，短轴标为“A”。由于冠部16具有柔性，在孔14通过冠部16后变成椭圆度较小的椭圆形，短轴标为“B”。

但是，在轴向孔14通过主体12的第一端22后，由于第一端22的厚度，它保持圆形结构，其直径标为“D”。直径为D的圆使锁紧螺帽能容易地拧在螺栓上。

最好，短轴“A”位于靠近轴向孔14的中部，基本与冠部16的底部和主体12的基余部分之间的交界部分相当，但是该位置也可以改变，只要它位于远离轴向孔14的两端。短轴“A”小于在主体12的第二端24，靠近轴向孔14的短轴“B”。另外，轴向孔14在靠近主体12的第一端22处的直径“D”大于短轴“B”。因此，孔14在靠近主体12的第一端22处，开始时是具有直径“D”的圆形。到中间，成为具有短轴“A”的椭圆形，再向外，又膨胀成具有比短轴“A”较长的短轴“B”的椭圆形。

应该注意，冠部16所提供的阻力保护恒定，它提供低的安装扭矩及高的拧出扭矩，即使在反复地把锁紧螺帽10安装到螺栓上及从螺栓上拧下来的多次周期后，仍然如此，下表示出用锁紧螺帽10试验得到的扭矩：

表Ⅰ第一组试验结果

试样号  第一次拧下  第一次拧下  第五次拧下

(英寸/磅)  (英寸/磅)  (英寸/磅)

1  38  35  30

2  50  42  38

3  43  38  30

4  40  38  32

5  50  48  35

高  50  48  38

低  38  35  30

平均  44.2  40.2  33

表Ⅱ第二组试验结果

试样号  第一次拧上  第一次拧下  第五次拧下

(英寸/磅)  (英寸/磅)  (英寸/磅)

1  60  50  40

2  38  30  28

3  30  28  20

4  50  40  30

5  30  20  20

高  60  50  40

低  30  28  20

平均  41.6  35.2  27.61

上述试验结果使用一英寸/磅手动扭矩扳手。在各个情况下，开始的“第一次拧上”扭矩取自在三个完整的螺栓螺纹露出后。“第一次拧下”扭矩用一个完全的逆时针转动得到。“第五次拧下”扭矩是在五次拧上拧下后，取自第五次拧下的数据。

在上述教导下，可对本发明作出改进及变型。因此本发明也可以不完全按照上述说明的实施例去进行实施。

Claims (9)

1、用于安装在一螺杆上的一型面不高的锁紧螺帽，包括：

一主体，有一轴向螺纹孔在主体中穿过，所述的主体及螺纹孔具有相对的轴向第一端和第二端；

一设在所述的主体的第一端和第二端中至少一端上的冠部，所述的冠部至少沿相对于所述轴向孔的径向提供一预定的柔性，所述的螺纹孔延伸穿过所述的冠部；

在所述孔的至少一部分上，与所述第一和第二端分别离开一预定距离的接合装置，在安装时用于与螺栓的螺纹相接合而不使螺栓的螺纹变形以及用于与所述的冠部相配合以提供要求的安装扭矩及要求的拧出扭矩。

2、根据权利要求1所述的锁紧螺帽，其特征在于所述的冠部包括一连续的周边及预定的结构以提供所述程度的柔性。

3、根据权利要求1所述的锁紧螺帽，其特征在于所述主体部分的外周边包括多个沿径向设置的扳手面，而所述的冠部是整体设置在所述主体的所述第一端和第二端中至少一个上，并包括多个在数量上与所述的扳手面相应的凹面，各凹面沿径向设置在与各扳手面相当的位置，并且朝设置凹面的所述主体的该端倾斜，因此在各凹面接近其中点和所述主体部分的各端形成一薄的区域以提供要求程度的柔性。

4、根据权利要求3所述的锁紧螺帽，其特征在于所述的冠部具有连续的周边。

5、根据权利要求1所述的锁紧螺帽，其特征在于所述的接合装置包括提供所述孔的一部分具椭圆形。

6、根据权利要求1所述的锁紧螺帽，其特征在于所述的冠部和所述的接合装置提供在多次反复把锁紧螺帽装上及拧下所述的螺栓后保持所述的安装及拧下扭矩基本恒定。

7、一种制造型面不高的锁紧螺帽的方法，包括以下步骤：

提供一主体，有一轴向孔在主体中穿过所述的主体及所述的孔有相对的第一和第二端;

形成一设在所述的主体的第一端和第二端中至少一端上的，至少沿所述轴向孔的径向具有预定程度柔性的冠部，所述的孔轴向延伸穿过所述的冠部;

在所述的轴向孔中形成螺纹，所述的螺纹在所述的第一端和第二端之间延伸;

在与所述第一和第二端分别离开一预定距离处使所述孔的一部分变形，使得在安装时所述孔的所述变形部分能与螺栓的螺纹相结合而不使螺栓的螺纹变形以及与所述的冠部相配合以提供要求的安装扭矩及要求的拧出扭矩。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于包括提供所述的冠部具有连续的周边和预定的形状以提供所述的柔性。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的变形步骤包括对所述主体的至少一部分周边压缩使所述的孔的一部分具有椭圆形。

Images