CN113728170B - 具有带螺纹的连接部分的连接元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有连接部分(2，12)的连接元件(1，11)，该连接部分具有螺纹(3，13)，‑其中，螺纹(3‑13)包括公称直径(d)，‑侧面直径(d₂)，‑螺距(S_ges)，以及‑螺纹匝(n_ges)，‑其中，螺纹(3，13)的螺距(S_ges)包括第一螺距(S_norm)和第二螺距(S_diff)，‑其中，第一螺距是标准螺距、特别是对应于公称直径(d)的标准螺距，并且‑其中，第二螺距(S_diff)对应于带螺纹的连接部分(2，12)在应变下的弹性和/或塑性延伸的量，‑其中，在带螺纹的连接元件(1，11)的预定的操作状态下发生应变下的延伸。本发明还涉及一种用于部件的连接的螺钉连接件和一种用于生产连接元件的连接部分的螺纹(3，13)的方法。

Description

具有带螺纹的连接部分的连接元件

技术领域

本发明涉及具有带螺纹的连接部分的连接元件、用于部件的连接的螺钉连接件以及用于生产连接元件的连接部分的螺纹的方法。

背景技术

车辆的电气化增加了车辆重量，并且由此增加了车轮螺栓上的、例如内螺纹轮式凸缘与其中每一者均配装有标准化螺纹的螺栓之间的载荷。

在这些标准化螺纹的情况下，所使用的螺钉通常会在第二螺纹匝中破裂，因为根据标准设计，此处缺口根部的应力最大。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有带螺纹的连接部分的连接元件、一种用于连接两个部件的螺钉连接件以及一种用于生产螺纹的方法，其可以以成本有效且节省材料的方式实施并且确保沿着螺纹的力和应力的改善分布，使得可以避免螺钉破裂。

根据本发明，这些目的通过独立权利要求的特征来实现。其他有利的改进形成从属权利要求的主题。

根据本发明，在本发明的第一方面中，连接元件包括连接部分。

优选地，连接元件具有螺纹，其中，螺纹包括公称直径(d)、侧面直径(d₂)、螺距(S_ges)和螺纹匝(n_ges)。

此外，优选的是，螺纹的螺距(S_ges)包括第一螺距(S_norm)和第二螺距(S_diff)。

第一螺距(S_norm)有利地是标准螺距、特别地对应于公称直径。另外，侧面直径(d₂)和螺距(S_ges)优选地从与公称直径(d)对应的对应螺钉标准导出。

还有利的是，第二螺距(S_diff)与带螺纹的连接部分在应变下的弹性和/或塑性延伸(f、f_Z)的量相对应。

优选地，应变下的延伸发生在带螺纹的连接元件的预定操作状态中。

特别地，在带螺纹的连接元件的预定操作状态下包括在应变下的延伸使第二螺纹匝的缺口根部处的应力减小，同时分别保持带螺纹的连接件或螺钉连接件的张紧力。

因此，优选地，当考虑了在带螺纹的连接元件的预定操作状态下螺纹的螺距的在应变下的延伸时，应力分布在多个螺纹匝上。

此外，通过考虑在具有螺纹的连接元件的预定操作状态下螺纹的螺距的在应变下的延伸，连接元件、例如在螺钉的实施方式中的疲劳强度可以在过弹性拧紧过程(屈服强度控制的拧紧过程)中提高。

简而言之，带螺纹的连接部分的延伸可以例如以螺钉伸长的形式或以应变下的延伸的形式被补偿，其中，该应变下的延伸由于在带螺纹的连接元件的预定操作状态下的组装预紧载荷和拉伸/压缩载荷而产生。

应当注意的是，在本说明书中，应变下的弹性和/或塑性延伸在本质上可以是负的也可以是正的。这意味着应变下的延伸可以导致带螺纹的连接部分例如在载荷作用下或在操作状态下比之前或在无载荷状态下拉出更大的长度。或者，应变下的延伸可以优选地导致带螺纹的连接部分例如被压缩，即在载荷作用下或在操作状态下比之前或在无载荷状态下具有更短的长度。负性质的应变下的延伸也可以称为压缩。

有利地，在应变下的弹性和/或塑性延伸、特别是由于轴向延伸的作用力的作用而引起的在应变下的弹性和/或塑性延伸在螺纹延伸的方向上伸展。换句话说，在应变下的弹性和/或塑性延伸在已知的检测螺纹的螺距的方向上延伸是有利的。

同样有利的是，在预定的操作状态下，带螺纹的连接部分针对作用力(F)设计。首先，通常在使用具有带螺纹的连接部分的连接元件之前确定操作状态(静态或动态[阈值动态或交变动态])。其次，根据预定的操作状态，通常通过计算确定作用在连接元件上的操作力。因此，可以计算连接元件在预定的操作状态下在预期的操作力的影响下是否能支持住。该计算优选地还确定连接元件是否由于在预定的操作状态下作用的操作力而延伸或伸长一定距离，即在应变下的延伸。在这方面，根据虎克定律，至少在线性弹性范围内，在应变下的延伸取决于作用的操作力。换句话说，在例如15kN的操作力作用在螺钉上的操作状态下的在应变下的延伸小于在例如30kN的操作力作用在螺钉上的操作状态下的在应变下的延伸。

优选地，作用力(F)包括操作力(F_B)，该操作力优选地作为外部拉伸力和/或压缩力作用在连接元件上。

此外，作用力(F)可以包括组装预紧力(F_M)，连接元件优选地通过该组装预紧力以紧固方式、特别是经由中间部分抵靠部件搁置。

此外，可以规定，作用力(F)包括操作力(F_B)和组装预紧力(F_M)，这优选地用以下等式表示：

F＝F_B+F_M

优选地，第二螺距(S_diff)使螺纹的第一螺距(S_norm)、特别是标准螺距减小或增加。这优选地用以下等式表示：

S_ges＝S_norm–S_diff

或者

S_ges＝S_norm+S_diff

例如，对于具有8mm的公称直径的螺纹或对于M8螺纹，第一螺距(S_norm)等于1.5mm；该1.5mm然后优选地改变(S_diff)。

还优选的是，第一螺距(S_norm)、特别是与公称直径相对应的标准螺距包括公制标准、特别是公制螺纹，或者包括英制标准、特别是英制螺纹。

此外，可以规定，具有带螺纹的连接部分的连接元件是具有外螺纹的部件、特别是螺钉。

替代性地，可以规定，具有带螺纹的连接部分的连接元件是具有内螺纹的部件、特别是螺母。优选地，连接元件是轮式凸缘。

有利地，第二螺距包括具有被除数和除数的商。

此处有利的是，被除数包括带螺纹的连接部分的在操作状态下的作用力(F)下的在应变下的弹性和/或塑性延伸(f)，并且除数包括螺纹的所有螺纹匝(n_ges)或螺纹的螺纹匝中的至少一部分(n_teil)。因此并且优选地如上所述，在应变下的弹性和/或塑性延伸(f)取决于在操作状态下的作用力(F)。因此，这优选地产生以下等式：

S_diff＝f(F)/n_ges

或者

S_diff＝f(F)/n_teil

如已经提及的，有利的是，在操作状态下作用的力等于组装预紧力(F_M)和/或操作力(F_B)，该组装预紧力和/或操作力可以优选地以拉伸力和/或压缩力的方式作用在连接元件上。

此外，有利的是，螺纹的螺纹匝中的一部分(n_teil)是在操作状态期间旋入的螺纹匝的数目。优选地，在操作状态期间旋入的螺纹匝是比如在螺钉旋入到螺母中时与配合螺纹至少潜在地相互作用的那些螺纹匝。此外，优选的是，这些数目的螺纹匝潜在地能够传递力，因为这些螺纹匝旋入到配合螺纹中或接合配合螺纹。

因此，优选的是，在操作状态期间旋入的螺纹匝的数目与旋入长度(l_e)或与在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度——连接部分以该长度旋入配合螺纹——相对应。这意味着，优选地，例如，在具有内螺纹的螺钉的螺钉连接件的情况下，内螺纹的所有螺纹匝(n_ges)、并且因此整个内螺纹的长度(l_e)传递力。另一方面，在螺钉的情况下，螺纹匝中的在操作状态下旋入到内螺纹中或与内螺纹接合的那部分(n_teil)优选地传递力，并且因此，仅螺钉螺纹的在操作状态期间旋入的长度(l_e)传递力。

有利地，第二螺距(S_diff)能够通过在100％与550％之间或1与5.5之间的范围内的系数(P)变化。这优选地用以下等式表示：

S_diff*P；其中，P能够在1(100％)与5.5(550％)之间变化。

总之，因此有利的是，螺纹的螺距(S_ges)由第一螺距(S_norm)和具有系数(P)的第二螺距(S_diff)组成。这优选地用以下等式表示：

S_ges＝S_norm+P*S_diff

此外，有利的是，在100％的系数(P)下，在操作状态期间旋入的所有螺纹匝(n_ges)传递力。

优选地，在550％的系数(P)下，在操作状态中距螺纹的起点最远的至少三个螺纹传递力。

因此，根据本发明的连接元件或其根据在应变下的延伸而修改的带螺纹的连接部分表现为与具有标准螺纹的连接部分相反。这是因为在标准螺纹的情况下，几乎仅(从螺纹的螺钉连接开始的起点处计数的)前三个螺纹匝传递力。相比之下，在根据本发明的具有修改的螺纹的连接元件的情况下，在操作状态期间旋入的所有螺纹匝(n_ges)传递力(这优选地是P＝100％的情况)，或者在操作状态下距螺纹的起点最远的(从螺纹的在螺钉连接开始的起点处计数的)至少三个螺纹匝传递力(这优选地是P＝550％的情况)。有利地，在P＝550％的情况下，螺钉连接件的增加的延伸长度提高了该螺钉连接的疲劳寿命。

系数(P)100％至最大值550％优选地考虑了根据标准拧紧程序达到具有塑性变形的区域并且优选地在作用的操作力之后螺钉或内螺纹的芯直径在旋入长度(l_e)上的位移。

优选地，第二螺距(S_diff)、特别地应变下的弹性和/或塑性延伸(f)包括由螺纹芯的位移(δ)和在操作状态下的作用力(F)组成的乘积。这优选地用以下等式表示：

S_diff或f(F)＝δ*F

进一步优选的是，螺纹芯的位移(δ)包括具有被除数和除数的商。

优选地，被除数包括带螺纹的部分的在操作状态期间旋入的长度(l_e)，连接部分可以以该长度旋入配合螺纹或旋入到配合螺纹中。连接部分或甚至螺钉连接件的通常计算或设计与此相反。在通常的设计或从本领域的背景已知的设计中，使用所谓的等效延伸长度或等效长度作为该长度，该等效延伸长度或等效长度常规地由数字0.4与外螺纹的公称直径(d)的乘积计算，或者由数字0.5与外螺纹的公称直径(d)的乘积计算。该等效延伸长度或等效长度在根据本发明的连接元件中由带螺纹的部分的在操作状态期间旋入的长度(l_e)代替。

此外，可以规定，除数包括连接元件的材料的弹性模量(E)和螺纹的横截面(A)的乘积。

此处有利的是，螺纹的横截面与外螺纹的芯横截面(A₃)或内螺纹的标称横截面(A_N)相对应。

这在考虑到上述特征的情况下优选地用如下等式表示：

对于外螺纹δ＝l_e/(E*A₃)或者对于内螺纹δ＝l_e/(E*A_N)

有利地，螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的沿着侧面直径(d₂)的距离(x)或螺纹的螺纹齿的两个齿侧面之间的沿着侧面直径(d₂)的距离(y)改变了量(z)。以这种方式，连接元件的连接部分的螺纹的螺距保持不变，但是这改变了各个螺纹齿之间的距离以及各个螺纹齿的沿着侧面直径的厚度。

优选地，距离(x)和/或距离(y)对应于由第一螺距(S_norm)或由第一螺纹产生的对应距离、特别地对应于公称直径(d)。

此外，有利的是，在两个相邻齿的两个相对的齿侧面之间的优选地由第一螺距(S_norm)产生的距离(x)沿着侧面直径(d₂)增加了量(z)。

替代性地或除此之外，有利的是，螺纹的螺纹齿的两个齿侧面之间的优选地由第一螺距(S_norm)产生的距离(y)沿着侧面直径(d₂)减小了量(z)。

关于上面两种替代方案，有利的是，对于内螺纹，距离(x)增加了量(z)，并且/或者对于外螺纹，距离(y)减小了量(z)。换句话说，通过改变螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的距离，使螺纹齿之间的距离沿着侧面直径增加，并且同时使螺纹齿的厚度沿着侧面直径减小，使得螺纹的齿沿着侧面直径变窄。

此外，优选地规定，距离(x或y)优选地改变的量(z)对应于第二螺距(S_diff)的至少两倍。

优选地，距离(x或y)优选地改变的量(z)与第二螺距(S_diff)和螺纹的所有螺纹匝(n_ges)与1的和的乘积相对应，或与第二螺距(S_diff)和螺纹的至少一部分(n_teil)与1的和的乘积相对应，其中，优选地，螺纹的螺纹匝中的一部分(n_teil)是在操作状态期间旋入的螺纹的数目。特别地，如果该量对应于前述乘积，则可以容易地执行将带螺纹的连接部分旋入到配合螺纹中、尤其是在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度(l_e)上旋入到配合螺纹中，连接部分以该长度旋入或者可以以该长度旋入到配合螺纹中。此外，通过该实施方式，可以确保距螺纹的起点最远的螺纹匝传递力，而不是通常像标准螺纹那样或通常像标准连接元件比如螺钉那样，位于螺纹的起点处的螺纹匝传递力。

以上内容优选地用如下等式表示：

z＝S_diff*(n_ges或teil+1)＝S_diff*n_ges或teil+S_diff

换句话说，两个相邻齿的两个相对齿侧面之间的沿着侧面直径的由第一螺距(S_norm)产生的每个距离(x)因此增加了量(z)，这使齿之间的间隙或距离(x)增加。

或者换句话说，如果螺纹的每个齿的宽度改变或减小量(y)，则螺纹齿沿着侧面直径变窄并且齿之间的间隙(x)增加。

无论考虑距离(x)还是距离(y)，螺纹的齿侧面角优选地保持不变并且优选地对应于第一螺距(S_norm)的齿侧面角。

有利地，第二螺距(S_diff)包括在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的齿侧面的在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩，在操作状态中作用的力作用在旋入的带螺纹的部分上，使得与无载荷状态相比，旋入的带螺纹的部分具有修改的长度、特别是增加或缩短的长度。换句话说，连接元件的带螺纹的连接部分也由于带螺纹的齿或其齿侧面的变形而伸长，或者连接部分不会由于齿侧面的在应变下的延伸而伸长，因为齿侧面通过变形补偿了延伸。

此外，有利的是第二螺距(S_diff)具有包括被除数和除数的商。

优选地，被除数包括在作用力(F)作用在连接部分上的操作状态期间旋入的带螺纹的部分的齿侧面的在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩(f_Z)。换句话说，在应变下的延伸/压缩一方面取决于操作状态，并且另一方面取决于作用力。

此外，可以规定，除数包括螺纹的所有螺纹匝(n_ges)或螺纹匝中的一部分(n_teil)，其中，优选地，该部分螺纹匝(n_teil)是在操作状态期间旋入的螺纹匝。这优选地用以下等式表示：

S_diff＝f_Z(F)/n_ges

或者

S_diff＝f_Z(F)/n_teil

对于在每个独立情况下的操作状态，齿侧面的在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩(f_Z)的进一步变形和变化可以例如使用有限元计算或方法(FEM)推导。

优选地，在连接元件具有作为带螺纹的连接部分的内螺纹的情况下，螺纹的所有螺纹匝(n_ges)的数目或在操作状态期间旋入的螺纹匝——其对应于螺纹的螺纹匝中的至少一部分(n_teil)——的数目减小了系数1。

这意味着，优选地：

n_{ges，内螺纹}＝n_ges–1

或者

n_{teil，内螺纹}＝n_teil–1

本发明的第二方面包括一种用于部件的连接的螺钉连接件。

明确指出的是，如在本发明的第一方面中提及的连接元件的特征可以单独地或彼此组合地应用于该螺钉连接件。

换句话说，上面在本发明的第一方面下提及的与连接元件相关的特征也可以与本文中在本发明的第二方面下描述的其他特征组合。

优选地，根据本发明的螺钉连接件包括用于连接部件的以下各者：

-第一连接元件、特别是根据本发明的第一方面的，以及

-第二连接元件、特别是也根据本发明的第一方面的。

有利地，第一连接元件包括第一螺纹并且第二连接元件包括第二螺纹。

关于这一点，优选的是，第一连接元件具有内螺纹作为第一螺纹并且第二连接元件具有外螺纹作为第二螺纹。

替代性地，优选的是，第一连接元件包括外螺纹作为第一螺纹并且第二连接元件包括内螺纹作为第二螺纹。

换句话说，优选的是，连接元件的以下组合是可能的：

a)根据本发明的第一方面的第一连接元件、特别地第一连接元件的第一螺纹，以及仅具有标准螺纹的第二连接元件、特别地第二连接元件的第二螺纹；或者

b)仅具有标准螺纹的第一连接元件、特别地第一连接元件的第一螺纹，以及根据本发明的第一方面的第二连接元件、特别地第二连接元件的第二螺纹；或者

c)根据本发明的第一方面的第一连接元件、特别地第一连接元件的第一螺纹，以及根据本发明的第一方面的第二连接元件、特别地第二连接元件的第二螺纹。

优选地，第一螺纹和第二螺纹的变化、特别是在上述变体c)中的第一螺纹和第二螺纹的变化加起来成为第二螺距(S_diff)。

还有利的是，第一螺纹的至少一部分、特别地整个第一螺纹与第二螺纹的至少一部分、特别地整个第二螺纹接合。此处存在简单的逻辑关系，因为相互接合的螺纹越多，力的传递和应力的分布就越好。

应当注意的是，优选地，当两个螺纹旋在一起时，一个螺纹形成另一个螺纹的配合螺纹。因此，有利地，第一螺纹是第二螺纹的配合螺纹，并且第二螺纹是第一螺纹的配合螺纹。

有利地，第一螺纹形成为内螺纹并且第二螺纹形成为外螺纹，或者第一螺纹形成为外螺纹并且第二螺纹形成为内螺纹。

此外，有利的是，对于内螺纹，第一螺距(S_norm)增加了第二螺距(S_diff)，或者对于外螺纹，第一螺距(S_norm)减小了第二螺距(S_diff)。

同样有利的是，对于内螺纹，第一螺距(S_norm)增加了第二螺距(S_diff)的一定比例，而对于外螺纹，第一螺距(S_norm)减小了第二螺距(S_diff)的一定比例。

优选地，内螺纹和外螺纹的第二螺距(S_diff)的所述比例一起形成第二螺距(S_diff)。

在螺钉连接件的情况下，两个配对件在操作状态下变形；两个配对件即第一连接元件和旋入到第一连接元件的第二连接元件。

因此，有利的是，第二螺距(S_diff)由第一连接元件或其连接部分的在应变下的延伸(f_{第一连接元件})与第二连接元件或其连接部分的在应变下的延伸(f_{第二连接元件})的和形成。

这用以下等式表示：

S_diff＝f_{第一连接元件}+f_{第二连接元件}

根据优选地可适用于此处的关于根据本发明的第一方面的连接元件的说明，也可以使用在本发明的第一方面下的以下等式和对此做出的说明。

S_diff＝f(F)/n_ges或者S_diff＝f(F)/n_teil

f＝δ*F

对于外螺纹δ＝l_e/(E*A₃)或者对于内螺纹δ＝l_e/(E*A_N)

对于具有一个内螺纹和一个外螺纹的螺钉连接件，第二螺距(S_diff)优选地如下确定：

S_diff＝[l_e/(E*A₃)*F+l_e/(E*A_N)*F]/n_ges或n_teil

有利地，第二螺距(S_diff)能够通过在100％与550％之间或1与5.5之间的范围内的系数(P)变化。这优选地用以下等式表示：

S_diff*P；其中，P能够在1(100％)与5.5(550％)之间变化。

此外，有利的是，在100％的系数(P)下，在操作状态期间旋入的所有螺纹匝(n_ges)传递力。

优选地，在550％的系数(P)下，在操作状态中距螺纹的起点最远的至少三个螺纹传递力。

有利地，第二螺距(S_diff)包括在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的齿侧面的在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩，在操作状态中作用的力作用在旋入的带螺纹的部分上，使得与无载荷状态相比，旋入的带螺纹的部分具有修改的长度、特别是增加或缩短的长度。换句话说，连接元件的带螺纹的连接部分也由于带螺纹的齿或其齿侧面的变形而伸长。

如果现在第一螺纹与第二螺纹接合，则第一螺纹和第二螺纹的齿侧面也有利地在操作状态下变形。由于变形或压缩、例如连接元件上的拉伸载荷，因此两个螺纹的连接部分伸长。这意味着，上面计算的第二螺距S_diff优选地变化了第一螺纹的在应变下的压缩或延伸(f_{Z，第一连接元件})与第二螺纹的在应变下的压缩或延伸(f_{Z，第二连接元件})的和。

这优选地用以下等式表示：

S_diff＝[l_e/(E*A₃)*F+l_e/(E*A_N)*F]/n_ges或teil+f_{Z，第一连接元件}+f_{Z，第二连接元件}

优选地，在沿着在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度(l_e)——连接部分可以以该长度旋入配合螺纹或旋入到配合螺纹中——的螺钉连接中，一个连接部分、例如螺母的螺纹匝(n_ges)的数目对应于另一个带螺纹的连接部分、例如螺钉的螺纹匝(n_teil)的数目。

本发明的第三方面包括一种生产连接元件的连接部分的螺纹的方法。

明确指出的是，如在本发明的第一方面中提及的连接元件的特征可以单独地或彼此组合地应用于该生产方法中。

此外，应当注意的是，如在本发明的第二方面中提及的螺钉连接件的特征可以单独地或彼此组合地用于该生产方法中。

换句话说，上面在本发明的第一方面下提及的关于连接元件的特征以及上面在本发明的第二方面下提及的关于螺钉连接件的特征在此可以在本发明的第三方面下与附加特征组合。

优选地，根据本发明的方法包括以下步骤。

有利地，一个步骤包括确定在操作状态下作用在用于连接部件的连接元件上的力、特别是作用在具有已知的旋入长度(l_e)或具有在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度——连接部分在操作状态下以该长度旋入配合螺纹——的连接元件上的力。换句话说，该确定涉及确定在操作状态(静态或动态[阈值动态或交变动态])下作用在连接元件上的力和/或应力。换句话说，针对特定载荷情况(静态或动态[阈值动态或交变动态])计算作用载荷，以能够相应地设计连接部分。

此外，优选的是，在操作状态期间旋入的螺纹匝的数目与旋入长度(l_e)或与在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度——连接部分以该长度旋入配合螺纹或可以旋入配合螺纹——相对应。这意味着，优选地，例如，在具有内螺纹的螺钉的螺钉连接件的情况下，内螺纹的所有螺纹匝(n_ges)、并且因此整个内螺纹的长度(l_e)传递力。另一方面，在螺钉的情况下，螺纹匝中的传递力的一部分螺纹匝(n_teil)优选地是在操作状态下旋入到内螺纹中或与内螺纹接合的部分，并且因此仅是螺钉螺纹的在操作状态下旋入的长度(l_e)。

优选地，作用力(F)包括操作力(F_B)，该操作力优选地作为外部拉伸力和/或压缩力作用在连接元件上。

此外，作用力(F)可以包括组装预紧力(F_M)，连接元件优选地通过该组装预紧力以紧固方式、特别是经由中间部分抵靠部件搁置。

此外，可以规定，作用力(F)包括操作力(F_B)和组装预紧力(F_M)，这优选地用以下等式表示：

F＝F_B+F_M

此外，有利的是，一个步骤包括选择具有与作用力相对应的公称直径的螺纹。这意味着，基于针对特定载荷情况(静态或动态[阈值动态或交变动态])的作用负载，相应地选择要传递预期载荷的螺纹。

此外，有利的是，该方法的一个步骤包括确定螺纹的螺距(S_ges)。因此，以这种方式限定了要创建的螺纹。

优选地，螺纹的螺距(S_ges)由第一螺距(S_norm)和第二螺距(S_diff)组成。

优选地，第一螺距是标准螺距、特别是对应于标称直径的标准螺距。

此外，可以规定，第二螺距(S_diff)对应于带螺纹的连接部分的在连接元件的预定操作状态下发生的在应变下的弹性和/或塑性延伸(f、f_Z)的量。

该方法的另一优选步骤包括螺纹的生产。在该步骤中，所选的螺纹以其由(S_norm)和(S_diff)或者第一螺距和第二螺距组成的复合螺距生产。

有利地，第二螺距(S_diff)使螺纹的第一螺距(S_norm)、特别是标准螺距增加或减小，该螺纹优选地是内螺纹或外螺纹。

此外，可以规定，在标准外螺纹的情况下，内螺纹的螺距(S_ges)增加：

S_ges＝S_norm+S_diff

还有利的是，在标准内螺纹的情况下，外螺纹的螺距减小：

S_ges＝S_norm–S_diff

有利地，作用力(F)包括操作力(F_B)，该操作力优选地作为外部拉伸力和/或压缩力作用在连接元件上。

还有利的是，作用力(F)包括组装预紧力(F_M)，连接元件优选地通过该组装预紧力以紧固方式、特别地经由中间部分抵靠部件搁置。

此外，可以规定，作用力(F)包括操作力(F_B)和组装预紧力(F_M)，这优选地用以下等式表示：

F＝F_B+F_M

有利地，螺纹的生产包括非切削工艺、特别是冷挤压工艺或热挤压工艺，优选地在锻压机上锻造。非切削工艺包括例如螺纹成形、螺纹铣削、通常还有螺纹滚压以及本领域技术人员已知的其他工艺。

还有利的是，螺纹的生产包括切削工艺，特别是螺纹车削、螺纹铣削、螺纹磨削、螺纹切割或螺纹旋风铣。

上面提出的发明构思将在下面换句话说进一步描述。

该构思优选地以简化形式涉及连接元件的连接部分的螺纹的变化或螺纹的螺距的变化，螺纹的变化或螺纹的螺距的变化分别对应于带螺纹的连接部分、比如螺钉轴的在应变下的预期伸长或者弹性和/或塑性延伸。

关于这一点，本发明的目的优选地是避免螺钉破裂。

这以以下方式实现：

-优选地通过使从螺纹的车削螺纹开始的起点计数的第二螺纹匝的缺口根部的拉伸减小，同时保持连接的拉伸力；

-优选地通过使应力分布在螺钉连接件的从深处开始或从距螺纹的起点最远的螺纹匝开始的若干螺纹上；

-优选地通过提高螺钉的疲劳强度、即使在过弹性拧紧(屈服强度控制的拧紧)的情况下的疲劳强度；

-优选地通过补偿由于拉伸力或组装预紧力和拉伸载荷引起的螺钉伸长、并且优选地补偿连接点(螺纹齿侧面)的变形。

在设计/计算螺钉连接件时，已经注意到的是，优选地，对在拧紧力(比如螺钉的芯直径的位移)或组装预紧力作用下在旋入深度上的在应变下的螺钉伸长或延伸的补偿产生应力分布。然而，这单独并不能在螺纹中产生足够的应力分布。

但是，如果除了由于拧紧力/组装预紧力导致的在应变下的螺钉伸长/延伸，还考虑了由于作用在螺钉上的拉伸和/或压缩载荷或操作力引起的附加延伸、以及优选地螺纹齿侧面中的附加设定效果或变形、或来自过弹性拧紧(屈服强度控制的拧紧)过程中的塑化，则可以进一步优化应力分布。

过弹性拧紧(屈服强度控制的拧紧)方法有利地部分用于实现尽可能恒定的拧紧力。此处，有意使螺钉处于屈服强度(屈服点)以上的范围内，这显著地增加了螺钉的延伸(允许塑化)。

因此，根据本发明意在改变螺纹的螺距，使得对在旋入深度的区域中的连接的任何位移——该位移导致在应变下的延伸——进行补偿。

旋入深度范围内的总位移由以下分量组成：

-由于标准拧紧过程导致的位移(由于所谓的组装预紧力导致在应变下的延伸)；

-优选地由于附加的拉伸和/或压缩载荷导致的位移(由于作用的操作力导致在应变下的延伸或缩短)；

-优选地连接中的齿侧面的位移(由于所谓的组装预紧力和/或作用的操作力导致在应变下的延伸)；

-优选地塑化、比如通过过弹性拧紧(屈服强度控制的拧紧)过程产生的塑化(由于所谓的组装预紧力和/或在塑性范围内的作用的操作力导致在应变下的延伸)。

简而言之，旋入长度的区域内的在应变下的总位移或总延伸可以如下确定：

系数(P)100％至最大值550％优选地考虑了根据标准拧紧程序达到具有塑性变形的区域并且优选地在作用的操作力之后螺钉的芯直径在旋入长度(l_e)上的位移。

如已经提及的，根据本发明的具有根据在应变下的延伸修改的螺纹的连接元件与具有标准螺纹的连接部分表现相反。这是因为在标准螺纹的情况下，几乎仅(从螺纹的螺钉连接开始的起点处计数的)前三个螺纹匝传递力。相比之下，在根据本发明的具有修改的螺纹的连接元件的情况下，在操作状态期间旋入的所有螺纹匝(n_ges)传递力(这优选地是P＝100％的情况)，或者在操作状态下距螺纹的起点最远的(从螺纹的在螺钉连接开始的起点处计数的)至少三个螺纹匝传递力(这优选地是P＝550％的情况)。

在正常情况下，在标准拧紧过程中芯直径的位移优选地在每毫米旋入长度上2μm与12μm之间。这取决于螺钉的强度或螺钉的弹性模量以及在该情况下推荐的预紧力。

因此，螺纹螺距必须如下设计：

-旋入长度：l_e

-在标准拧紧扭矩下在旋入深度的区域中的螺钉延伸：l_s

-弹性模量：E

-由于标准拧紧过程而在螺钉上产生的拉伸载荷：F_z

-螺纹匝的数目、特别是传递力的旋入螺纹匝的数目：n

-外螺纹与内螺纹的螺距差，其中，内螺纹优选地具有更大的螺距：S_diff

l_s＝l_e/(E*A)*F_z；

S_diff＝(l_s/n)*1至(l_s/n)*5.5；其中，1和5.5对应于以上系数(P)；

因此，对于标准外螺纹，内螺纹的螺距为：

S_ges＝S_norm+S_diff

另一方面，对于标准内螺纹，外螺纹的螺距为：

S_ges＝S_norm–S_diff

当然，两个螺纹(内螺纹和外螺纹)也可以偏离标准并且共同呈现上述螺距差(S_diff)。

为了使具有不同螺距的螺纹配对件能够旋入，还优选地增加内螺纹和/或外螺纹中的齿之间的间隙(x)或螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的距离(x)。

间隙(x)或距离(x)增加的量(z)应当优选地在z＝S_diff*(n+1)的范围内。

因此，如果对于1.5mm的标准螺距和10mm的旋入长度(l_e)期望芯直径的位移为每毫米2μm，则螺距差(S_diff)应当优选地设计如下：

应变下的延伸(f)由标准拧紧至10mm插入长度(l_e)之后的芯直径的位移(δ)得出：

2μm/mm*10mm＝20μm

接合的螺纹匝的数目(n_teil)：10mm/1.5mm＝6.66666

第二螺距或螺距差S_diff：(20μm/6.66666)*1＝3μm，其中，1对应于系数P

螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的最佳齿间距(x)或距离(x)比该齿大约3μm×(6.66666+1)＝23μm。

螺距差S_diff：(20μm/6.66666)*5.5＝16.5μm，其中，5.5对应于系数P

螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的最佳齿间距(x)或距离(x)比该齿大约16.5μm×(6.66666+1)＝126.5μm。

或者

如果对于1.5mm的标准螺距和10mm的旋入长度(l_e)预期芯直径的位移(δ)为每毫米12μm，则螺距差(S_diff)应当优选地设计如下：

应变下的延伸(f)由标准拧紧至10mm插入长度(l_e)之后的芯直径的位移(δ)得出：

12μm/mm*10mm＝120μm

接合的螺纹匝的数目(n_teil)：10mm/1.5mm＝6.66666

螺距差S_diff：(120μm/6.66666)*1＝18μm，其中，1对应于系数P

螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的最佳齿间距(x)或距离(x)比该齿大约18μm×(6.66666+1)＝138μm。

螺距差S_diff：(120μm/6.66666)*5.5＝99μm，其中，5.5对应于系数P

螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的最佳齿间距(x)或距离(x)比该齿大约99μm×(6.66666+1)＝759μm。

齿间距也可以只至少与配合螺纹的齿的尺寸一样大，但是此时螺钉由于立即张紧很难旋入。

另一方面，较大的齿间距对于旋入时要施加的旋拧扭矩有利地不是不利的，而是均匀的，特别是在已知的旋入长度(l_e)上或在操作状态下旋入的带螺纹的部分的长度(l_e)上，连接部分以该长度旋入或者可以以该长度旋入配合螺纹中，这更容易操作，但优选地导致齿的支承力减小。

由于这种改进，螺纹中的应力优选地首先从更深的旋入点建立，并且然后(根据设计和张力或组装预紧力)逐渐地分布至其他螺纹匝。例如，也可能只有最深的三个旋入螺纹匝承受载荷。因此，旋入深度较小的区域(非载荷承受区域)优选地将用作延伸区域，但是可以在进一步加载的情况下接收力，或者还可以在可能的撕裂的情况下或通过在较深的螺纹匝处的可能设置保持连接，并且由此用作固定区域。

通常，不太深的螺纹匝或螺纹的起点处的螺纹匝经受明显较低的载荷，由此避免在关键区域中的螺钉破裂。

通过这种方式，也可以缩小尺寸，因为螺钉连接件可以承受比常规螺纹明显更高的载荷。

螺纹组合优选地适用于所有螺钉连接件，尤其是那些旋入长度已知的螺钉连接件。

例如，新的螺纹设计可以用于汽车和工业领域，以及用于所有其他螺钉连接件。

螺钉连接件可以包括金属(钢、铝)或非金属(塑料)连接配对件。

不同螺距的原理优选地适用于所有可能的螺纹。

附图说明

下面结合相关附图参考实施方式的示例更详细地解释本发明。这些附图示意性地示出了以下内容：

图1示出了根据本发明的用于连接部件的螺钉连接件的剖视图；

图2示出了图1中的根据本发明的螺钉连接件的放大剖视图；

图3示出了图2的放大图；

图4示出了根据本发明修改的内螺纹中的螺钉的FEM分析的图；

图5示出了图4的放大图；

图6示出了与图5类似的视图，但是针对的是标准内螺纹中的螺钉；

图7示出了与图1类似的剖视图；

图8示出了沿着螺纹匝的应变发展的图；并且

图9示出了沿着螺纹匝的应力曲线的图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于连接部件的螺钉连接件的剖视图。

更准确地说，图1示出了具有第一连接元件1和第二连接元件11的螺钉连接件。

在此，第一连接元件1具有第一螺纹3，并且第二连接元件11具有第二螺纹13，其中，第一螺纹3的至少一部分和全部第二螺纹13接合。

第一螺纹3设计为外螺纹，并且第二螺纹13设计为内螺纹，其中，连接元件1设计为螺钉，并且连接元件11设计为轮式凸缘。

在当前情况下，内螺纹具有第一螺距S_norm，该第一螺距对应于该螺纹的标准螺距、增加了第二螺距S_diff。

图2示出了图1的根据本发明的螺钉连接件的放大剖视图。

具有内螺纹的连接元件11在下面更详细地描述，但是在下面进行的陈述也适用于例如具有外螺纹的螺钉。

根据图1，连接元件11具有连接部分12，该连接部分具有螺纹13。

螺纹13具有公称直径d、侧面直径d₂、螺距S_ges和螺纹匝n_ges。

螺纹13的螺距S_ges包括第一螺距S_norm和第二螺距S_diff，其中，第一螺距为标准螺距、特别是对应于公称直径d的标准螺距。

换句话说，这意味着：

S_ges＝S_norm+S_diff

另一方面，第二螺距S_diff对应于带螺纹的连接部分12在应变下的弹性和/或塑性延伸的量，其中，应变下的延伸发生在带螺纹的连接元件11的预定操作状态下。

在该预定操作状态下，带螺纹的连接部分12针对作用力F而设计。

作用力F包括作为在外部作用的拉伸力和/或压缩力作用在连接元件11上的操作力F_B、以及经由中间部分14将连接元件11紧固至部件或连接元件1的组装预紧力F_M(F＝F_B+F_M)。

由于轴向延伸的作用力F的作用，应变下的弹性和/或塑性延伸f、f_Z沿螺纹13的延伸方向伸展。

如上所述，第二螺距S_diff使螺纹13的第一螺距S_norm增加，其中，第一螺距S_norm具有公制标准、特别是与公称直径d相对应的公制螺纹。

准确地说，第二螺距S_diff包括具有被除数和除数的商。

被除数包括带螺纹的连接部分12在于操作状态下的作用力F下的在应变下的弹性和/或塑性延伸f，并且除数包括螺纹13的在操作状态期间旋入的所有螺纹匝n_ges。

这用以下等式表示：

S_diff＝f(F)/n_ges

此外，应变下的弹性和/或塑性延伸f包括由螺纹芯的位移δ和在操作状态下的作用力F组成的乘积(f＝δ*F)。

此外，螺纹芯的位移δ包括具有被除数和除数的商。

被除数包括在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度l_e，连接部分12以该长度旋入配合螺纹3中。

除数包括连接元件1的材料的弹性模量E与螺纹13的横截面的乘积，其中，螺纹13的横截面对应于内螺纹的公称横截面A_N。

这些陈述可以用以下等式表示：

δ＝l_e/(E*A_N)

现在为了使连接部分12的所有螺纹侧面抵靠连接元件1的连接部分2搁置，第二螺距S_diff能够以在100％与550％之间或者在1与5.5之间的范围内的系数P变化，其中，在系数P为100％的当前情况下，在操作状态期间旋入的所有螺纹匝n_ges都传递力。

如果系数P等于550％，则在操作状态下距螺纹起点最远的至少三个螺纹匝将传递力。

例如，上面用数字补充的陈述导致了对螺距S_ges的以下解释。

S_ges＝S_norm+S_diff

S_diff＝f(F)/n_ges＝δ*F/n_ges＝l_e/(E*A_N)*F/n_ges

优选地，在内螺纹的情况下，螺纹的所有螺纹匝n_ges的数目减少系数1。这意味着，优选地：

n_{ges，内螺纹}＝n_ges-1或者n_{teil，内螺纹}＝n_teil-1

通过这种改进，可以实现更好的应力分布。为了简单和清楚起见，下面省略了这种优选的改进。

因此，如果对于M8螺纹的1.5mm的标准螺距和10mm的旋入长度l_e，期望芯直径的位移为每毫米2μm，则螺距差S_diff应当优选地设计如下：

在标准拧紧至10mm旋入长度l_e之后M8螺纹的芯直径的位移δ(取自表格)例如为：

2μm/mm*10mm＝20μm

接合的螺纹匝(n_ges)的数目为：10mm/1.5mm＝6.66666

螺距差S_diff：(20μm/6.66666)*1＝3μm

为了使得具有不同螺距的螺纹配对件能够旋入，还优选地增加了内螺纹和外螺纹中的齿之间的间隙x或者螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的距离x。

间隙x或距离x增加的量z应当在z＝S_diff*(n+1)的范围内。

螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间的最佳齿间距x或距离x比齿大约3μm×7.66666＝23μm。

图3示出了图2的放大视图，其中，以下解释适用于图2和图3。

除了改变的螺距S_ges(S_ges＝S_norm+S_diff)之外，连接元件11在螺纹13的两个相邻齿的两个齿侧面之间沿着侧面直径d₂具有距离x，该距离x改变了量z。

在此，距离x对应于由第一螺距S_norm产生的对应距离。

在本示例中，两个相邻齿的两个相对的齿侧面之间的距离x沿着侧面直径d₂增加了量z，其中，量z对应于第二螺距S_diff和在操作状态期间旋入的螺纹的螺纹匝n_ges或螺纹匝数与1的和的乘积。如上面已经指出的，这用以下等式表示：

z＝S_diff*(n_ges+1)

这使得容易将带螺纹的连接部分12旋入配合螺纹3或具有配合螺纹的连接部分2中。此外，通过该实施方式，可以确保距螺纹的起点最远的螺纹匝传递力，而不是通常像在标准螺纹的情况下那样位于螺纹12的起点处的螺纹匝传递力。

换句话说，两个相邻齿的两个相对的齿侧面之间的每个距离x沿着侧面直径d₂增加量z，由此增加了齿或螺纹齿之间的间隙x或距离x。

从不同的角度来看，螺纹13的每个齿的宽度y或螺纹13的螺纹齿的两个齿侧面之间的距离y沿着侧面直径d₂改变了量z。

在此，距离y对应于由第一螺距S_norm产生的对应距离。

准确地说，螺纹13的螺纹齿的两个齿侧面之间的距离y沿着侧面直径d₂减小了量z，该距离对应于第二螺距S_diff和在操作状态期间旋入的螺纹的螺纹匝n_ges、n_teil或螺纹匝数与1的和的乘积。

因此，距离y用以下等式表示：

y＝S_diff*(n_ges+1)

无论考虑距离x还是距离y，螺纹13的齿侧面角都保持不变，并且对应于第一螺距S_norm的齿侧面角。

此外，第二螺距S_diff包括在操作状态期间旋入的带螺纹的部分13的齿侧面在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩f_Z，在操作状态下的作用力F作用于该旋入的带螺纹的部分。因此，与未加载状态相比，旋入的带螺纹的部分13具有改变的长度，特别是在拉伸载荷下具有增加的长度。换句话说，连接元件的带螺纹的连接部分也由于带螺纹的齿或其齿侧面的变形而伸长，或者连接部分不会由于齿侧面的在应变下的延伸而伸长，因为齿侧面通过变形补偿了延伸。

在此，第二螺距S_diff对应于具有被除数和除数的商。

被除数包括在操作状态期间当作用力F作用在连接部分12上时旋入的带螺纹的部分的齿侧面在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩f_Z。

除数具有螺纹13的所有螺纹匝n_ges，螺纹匝是在操作状态期间旋入的螺纹匝的数目。

这优选地用以下等式表示：

S_diff＝f_Z(F)/n_ges

在螺钉连接件中，如图1所示，配对件两者在操作状态下变形；配对件两者即第一连接元件1和旋拧至第一连接元件1的第二连接元件11。

因此，有利的是，第二螺距(S_diff)由第一连接元件1或其连接部分2在应变下的延伸f_{第一连接元件}与第二连接元件11或其连接部分12在应变下的延伸f_{第二连接元件}的和形成。

这用以下等式表示：

S_diff＝f_{第一连接元件}+f_{第二连接元件}

根据在此适用于第一连接元件1的上面关于连接元件11的解释，还可以使用以下等式以及根据第一方面对等式进行的解释。

S_diff＝f(F)/n_ges或者S_diff＝f(F)/n_teil

f＝δ*F

对于外螺纹δ＝l_e/(E*A₃)或者对于内螺纹δ＝l_e/(E*A_N)

对于具有一个内螺纹和一个外螺纹的螺钉连接件，第二螺距(S_diff)优选地如下确定：

S_diff＝[l_e/(E*A₃)*F+l_e/(E*A_N)*F]/n_ges

由于第一连接元件1和第二连接元件11在相同的长度l_e上旋拧在一起并且因此具有相同数目的彼此接合的螺纹匝，因此，n_ges等于n_teil或n_ges＝n_teil。

有利地，如上面所示出的，第二螺距S_diff能够通过在100％与550％之间或在1与5.5之间的范围内的系数P变化。这用以下等式表示：

S_diff*P；其中，P能够在1(100％)与5.5(550％)之间变化。

总而言之，螺纹的螺距S_ges有利地包括第一螺距S_norm和具有系数P的第二螺距S_diff。这优选地用以下等式表示：

S_ges＝S_norm+P*S_diff

此外，第二螺距S_diff包括在操作状态期间旋入的带螺纹的部分3、13的齿侧面在应变下的弹性和/或塑性延伸或者压缩f_Z，在操作状态下的作用力F作用于该旋入的带螺纹的部分，使得与未加载状态相比，旋入的带螺纹的部分具有改变的长度，特别是增加或缩短的长度。

换句话说，连接元件1、11的具有螺纹3、13的连接部分2、12也由于带螺纹的齿或其齿侧面的变形而伸长。

如图1和图2中所示，如果第一螺纹3和第二螺纹13现在接合，螺纹和螺纹的齿侧面两者都在操作状态下变形并且因此在组装预紧力和操作力的作用下变形。

因此，比如在连接元件1、11上的拉伸载荷下的带螺纹的连接部分2、12在应变下的延伸以及齿侧面的压缩使两个螺纹3、13的连接部分2、12伸长。

这意味着第二螺距S_diff变化了第一螺纹在应变下的压缩或延伸f_{Z，第一连接元件}与第二螺纹在应变下的压缩或延伸f_{Z，第二连接元件}之和。

这优选地用以下等式表示：

S_diff＝[l_e/(E*A₃)*F+l_e/(E*A_N)*F]/n_ges+f_{Z，第一连接元件}+f_{Z，第二连接元件}

为完整起见，应当提及的是，本发明还包括一种方法，即用于生产连接元件11的连接部分12的螺纹13的方法。

该方法包括以下步骤：

-确定用于在操作状态下连接部件的连接元件11上的作用力F，

-选择具有与作用力F对应的公称直径d的螺纹13，

-确定螺纹13的螺距S_ges，其中，螺纹3、13的螺距S_ges包括第一螺距S_norm和第二螺距S_diff。

在此，第一螺距是标准螺距、特别是对应于公称直径d的标准螺距，并且第二螺距S_diff是带螺纹的连接部分12在连接元件11的预定操作状态下发生的在应变下的弹性和/或塑性延伸。

最后，生产螺纹13。

生产可以借助于非切削工艺进行，非切削工艺特别地为冷挤压工艺或热挤压工艺，优选地为在锻压机上进行的锻造。

螺纹13的生产还可以包括机加工工艺，特别是螺纹车削、螺纹铣削、螺纹磨削或螺纹旋风铣。

为了说明根据本发明对螺纹13的改变的效果，以下附图示出了以下内容：

-图4示出了根据本发明修改的内螺纹中的螺钉的FEM分析的图，如前所述；

-图5示出了图4的放大图；

-图6示出了类似于图5的视图，但是针对的是标准内螺纹中的螺钉；

-图7示出了与图1类似的剖视图；

-图8示出了沿着螺纹匝的应变发展的图；并且

-图9示出了沿着螺纹匝的应力曲线的图。

图5示出了螺钉的外螺纹3由于修改的内螺纹(未示出)而沿着螺钉长度均匀地经受应力。

在此，螺钉下方的箭头表示对应位置处发生的应力。

另一方面，螺钉上方的箭头表示内螺纹(未示出)和螺钉的外螺纹的螺纹齿之间的接触应力或表面压力。

相比之下，图6示出了螺钉的旋入标准内螺纹中的外螺纹上的载荷。

通过螺钉下方的箭头显而易见的是，所出现的载荷或应力在第一螺纹匝中最大，并且之后显著减小。

另一方面，螺钉上方的箭头表示内螺纹(未示出)和螺钉的外螺纹的螺纹齿之间的接触应力或表面压力。

图6中所示的上述应力或载荷导致螺钉在第一螺纹匝处撕裂。

相比之下，如所提及的，根据图5的螺钉从深处开始或在距螺纹的起点最远的螺纹匝处并且在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度l_e——连接部分以该长度被旋入内螺纹中——上更均匀地被施加应力或加载。

而在图6所示的螺钉中，在螺纹的起点(图4至图6的左侧)处的最前侧的螺纹匝经受对内螺纹(未示出)的最大接触应力，在根据本发明的连接元件中有不同的情况，如图5所示。

在此，距螺纹的起点(图4至图6中的右侧)最远的螺纹匝以对内螺纹(未示出)的最大接触应力被施加应力，从而导致发生的应力分布至螺钉连接件的从深处开始或在距螺纹的起点最远的螺纹匝处开始的若干螺纹匝。前部螺纹匝仅通过拉伸应力被加载，而不通过相应齿侧面的接触应力或表面压力被加载。

图7至图9以图的形式清楚地示出了上述陈述。

图7再次示出了图1的螺钉连接件，该螺钉连接件具有连接元件11的外螺纹的第一螺纹匝和第十螺纹匝，图8和图9示出了螺钉的螺纹匝中的应变和应力。

再次强调的是，螺钉或其螺纹具有不变的螺距或标准螺距。

另一方面，根据本发明修改了连接元件11的内螺纹。

由于螺钉被旋入内螺纹中，因此以下关于螺钉的外螺纹或螺钉的说明类似地适用于与螺钉相同地变形的内螺纹，因为外螺纹和内螺纹彼此接合。

因此，在图8中，针对每个单独的螺纹匝和两个不同的载荷(60kN和80kN)示出了根据标准制造并旋入根据本发明修改的内螺纹中的螺钉在应变下的弹性和/或塑性延伸。

图8示出了作为修改的内螺纹中的标准螺钉的型式V1沿着螺纹匝比标准内螺纹中的标准螺钉(V2)更均匀地伸展。

图9针对每个螺纹匝和两个不同的载荷(60kN和80kN)示出了根据标准生产并旋入根据本发明修改的内螺纹中的螺钉的应力。

图9示出了作为标准内螺纹中的标准螺钉的型式V2沿着螺纹匝不均匀地被加载。另一方面，修改的内螺纹中的标准螺钉(V1)沿着螺纹匝通过应力被更均匀地加载。

附图标记说明

1 连接元件

2 连接部分

3 螺纹

11 连接元件

12 连接部分

13 螺纹

14 中间部分

d 公称直径

d₂ 侧面直径

A₃ 芯横截面

A_N 公称横截面

S_ges 螺距

S_norm 第一螺距

S_diff 第二螺距

n_ges 螺纹匝

n_teil 螺纹匝

f、f_Z 应变下的延伸

F 作用力

F_M 组装预紧力

F_B 操作力

P 系数

δ 位移

E 弹性模量

x 螺纹的两个相邻齿的两个齿侧面之间沿着侧面直径的距离

y 螺纹的螺纹齿的两个齿侧面之间沿着侧面直径的距离

z 距离x或y改变的量

l_e 旋入长度或在操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度，连接部分以

该长度旋入配合螺纹中

Claims (9)

1.一种具有连接部分(2，12)的连接元件(1，11)，所述连接部分具有螺纹(3，13)，

-其中，所述螺纹(3，13)包括公称直径(d)，

-侧面直径(d₂)，

-螺距(S_ges)，以及

-螺纹匝(n_ges)，

-其中，所述螺纹(3，13)的所述螺距(S_ges)包括第一螺距(S_norm)和第二螺距(S_diff)，

-其中，所述第一螺距是标准螺距，并且

-其中，第二螺距(S_diff)包括具有被除数和除数的商，被除数包括带螺纹的连接部分的在操作状态下的作用力(F)下的在应变下的弹性和/或塑性延伸，并且除数包括螺纹的所有螺纹匝(n_ges)或螺纹的螺纹匝中的至少一部分(n_teil)，

即S_diff＝f(F)/n_ges或者S_diff＝f(F)/n_teil，

-其中，在带螺纹的所述连接元件(1，11)的预定的操作状态下发生应变下的延伸；其中，所述连接元件(1，11)的连接部分(2，12)的螺纹的螺距(S_ges)保持不变；

其中，所述螺纹(3，13)的两个相邻齿的两个齿侧面之间沿着所述侧面直径(d₂)的距离x或者所述螺纹(3，13)的螺纹齿的两个齿侧面之间沿着所述侧面直径(d₂)的距离y变化了量(z)，

-其中，所述距离x或所述距离y对应于由所述第一螺距(S_norm)产生的对应距离，

-其中，两个相邻齿的两个相对的齿侧面之间的距离(x)沿着所述侧面直径(d₂)增加了一量并且所述螺纹(3，13)的螺纹齿的两个齿侧面之间的距离(y)沿着所述侧面直径(d₂)减小了一量，

-其中，所述量(z)等于所述第二螺距(S_diff)和所述螺纹(3，13)的所有螺纹匝(n_ges)与1的和的乘积，或者等于所述第二螺距(S_diff)和所述螺纹(3，13)的所述螺纹匝的至少一部分(n_teil)与1的和的乘积，

-其中，所述螺纹(3，13)的所述螺纹匝的所述一部分(n_teil)是在所述操作状态期间旋入的螺纹匝的数目，

-其中，所述螺纹(3，13)的齿侧面角保持不变并且等于所述第一螺距(S_norm)的齿侧面角。

2.根据权利要求1所述的连接元件，

-其中，应变下的弹性和/或塑性延伸是由于轴向延伸的作用力(F)的作用沿所述螺纹(3，13)的延伸方向伸展，

-其中，在预定的所述操作状态下，带螺纹的所述连接部分(2，12)针对作用力(F)设计，

-其中，所述作用力(F)包括操作力(F_B)，所述操作力作为外部拉伸力和/或压缩力作用在所述连接元件(1，11)上，

-其中，所述作用力(F)包括组装预紧力(F_M)，所述连接元件(1，11)是经由中间部分(14)抵靠部件搁置，

-其中，所述第二螺距(S_diff)使所述螺纹(3，13)的所述第一螺距(S_norm)减小或增加，

-其中，所述第一螺距(S_norm)包括公制标准，或者包括英制标准，

-其中，包括具有螺纹的所述连接部分的所述连接元件是具有外螺纹的部件，

或者

-其中，包括具有螺纹的所述连接部分的所述连接元件是具有内螺纹的部件。

3.根据权利要求1或2所述的连接元件，

-其中，所述第二螺距(S_diff)包括具有被除数和除数的商，

-其中，所述被除数包括带螺纹的所述连接部分(2，12)在于所述操作状态下的作用力(F)下的在应变下的弹性和/或塑性延伸(f)，并且所述除数包括所述螺纹(3，13)的所有螺纹匝(n_ges)或所述螺纹(3，13)的所述螺纹匝的至少一部分(n_teil)，

-其中，所述螺纹(3，13)的所述螺纹匝的所述一部分(n_teil)是在所述操作状态期间旋入的螺纹匝的数目，

-其中，所述第二螺距(S_diff)能够以在100％与550％之间的范围内的系数(P)变化，

-其中，在系数(P)为100％时，在所述操作状态期间旋入的所有螺纹匝(n_ges)都传递力，

-其中，在系数(P)为550％时，在所述操作状态期间距所述螺纹的起点最远的至少三个螺纹匝传递力。

4.根据权利要求1或2所述的连接元件，

-其中，所述第二螺距(S_diff)应变下的弹性和/或塑性延伸(f)包括由螺纹芯的位移(δ)和在所述操作状态下的作用力(F)组成的乘积，

-其中，所述螺纹芯的所述位移(δ)包括具有被除数和除数的商，

-其中，所述被除数包括在所述操作状态期间旋入的带螺纹的部分的长度(l_e)，所述连接部分(2，12)以所述长度旋入配合螺纹(3，13)中，

-其中，所述除数包括所述连接元件(1，11)的材料的弹性模量(E)与所述螺纹(3，13)的横截面的乘积，

-其中，所述螺纹(3，13)的所述横截面等于外螺纹的芯横截面(A₃)或等于内螺纹的公称横截面(A_N)。

5.根据权利要求1或2所述的连接元件，

-其中，所述第二螺距(S_diff)包括在所述操作状态期间旋入的带螺纹的部分的齿侧面在应变下的弹性和/或塑性延伸，在所述操作状态下的作用力(F)作用于旋入的带螺纹的部分，使得与未加载状态相比，旋入的带螺纹的部分具有改变的长度，

-其中，所述第二螺距(S_diff)具有包括被除数和除数的商，

-其中，所述被除数包括在作用力(F)作用在所述连接部分(2，12)上时在所述操作状态期间旋入的带螺纹的部分的齿侧面在应变下的弹性和/或塑性延伸，

-其中，所述除数包括所述螺纹(3，13)的所有螺纹匝(n_ges)或所述螺纹匝的一部分(n_teil)，

-其中，所述螺纹匝的所述一部分(n_teil)是在所述操作状态期间旋入的螺纹匝的数目。

6.一种用于部件的连接的螺钉连接件，包括：

-根据权利要求1至5中任一项所述的连接元件的第一连接元件(1)以及

-根据权利要求1至5中任一项所述的连接元件的第二连接元件(11)，

-其中，所述第一连接元件(1)包括第一螺纹(3)，并且所述第二连接元件(11)包括第二螺纹(13)，

-其中，所述第一螺纹(3)的至少一部分以及所述第二螺纹(13)的至少一部分接合，

-其中，所述第一螺纹(3)形成为内螺纹，并且所述第二螺纹(13)形成为外螺纹，或者

-其中，所述第一螺纹(3)形成为外螺纹，并且所述第二螺纹(13)形成为内螺纹。

7.根据权利要求6所述的螺钉连接件，

-其中，对于所述内螺纹，所述第一螺距(S_norm)增加了所述第二螺距(S_diff)，

或者

-其中，对于所述外螺纹，所述第一螺距(S_norm)减小了所述第二螺距(S_diff)，

或者

-其中，对于所述内螺纹，所述第一螺距(S_norm)增加了所述第二螺距(S_diff)的一部分，并且对于所述外螺纹，所述第一螺距(S_norm)减小了所述第二螺距(S_diff)的一部分，

-其中，所述内螺纹和所述外螺纹的所述第二螺距(S_diff)的一部分一起产生所述第二螺距(S_diff)。

8.一种用于生产根据权利要求1至5中任一项所述的连接元件的连接部分的螺纹(3，13)的方法，所述方法包括以下步骤：

-确定用于在操作状态下连接部件的连接元件(1，11)上的作用力(F)，

-选择具有与所述作用力(F)对应的公称直径(d)的螺纹(3，13)，

-确定所述螺纹(3，13)的螺距(S_ges)，

-其中，所述螺纹(3，13)的所述螺距(S_ges)包括第一螺距(S_norm)和第二螺距(S_diff)，

-其中，所述第一螺距是标准螺距，并且

-其中，

第二螺距(S_diff)包括具有被除数和除数的商，被除数包括带螺纹的连接部分的在操作状态下的作用力(F)下的在应变下的弹性和/或塑性延伸，并且除数包括螺纹的所有螺纹匝(n_ges)或螺纹的螺纹匝中的至少一部分(n_teil)，

即S_diff＝f(F)/n_ges或者S_diff＝f(F)/n_teil，

-生产所述螺纹(3，13)。

9.根据权利要求8所述的方法，

-其中，所述第二螺距(S_diff)使所述螺纹(3，13)的所述第一螺距(S_norm)减小或增加，

-其中，所述螺纹(3，13)是内螺纹或外螺纹，

-其中，所述作用力(F)包括操作力(F_B)，所述操作力作为外部拉伸力和/或压缩力作用在所述连接元件(1，11)上，

-其中，所述作用力(F)包括组装预紧力(F_M)，所述连接元件(1，11)是经由中间部分(14)抵靠部件搁置，

-其中，所述螺纹(3，13)的生产包括非切削工艺，

-其中，所述螺纹(3，13)的生产包括机加工工艺。