CN1333176C - 夹紧间隙螺母 - Google Patents

Abstract

一种夹紧间隙螺母，包括：a)一围绕所述夹紧间隙螺母的纵向轴线(A)的内螺纹(2)；b)至少两间隙端(3，4)，其沿切向地彼此相对并且在其间形成一间隙(5)；c)和至少一连接到各所述间隙端(3，4)的拉紧元件(10；10a)，用于在所述间隙端(3，4)上施加力，使所述间隙端(3，4)沿切向相对运动，其中d)所述至少一拉紧元件(10；10a)通过一接头可角位移地被连接到至少一所述间隙端(3，4)，该接头补偿由所述间隙端(3，4)的所述相对运动引起的所述力的方向变化。

Description

夹紧间隙螺母

技术领域

本发明涉及一种夹紧间隙螺母(clamping gap nut)，其优选被拧到一旋转从动轴的外螺纹上，并通过径向压力被压紧，以便将一元件轴向地固定到该轴上。但是，该夹紧间隙螺母原则上也利于将一元件固定到非旋转轴上。

背景技术

紧固螺母通常用于将旋转从动件固定到元件上或者固定到元件的轴承上，其中所述螺母被拧到承载该元件的轴的外螺纹上。该螺母例如通过锁紧环防止松开，所述锁紧环一方面与该螺母接合，另一方面与该轴的一轴向槽接合，从而通过正向锁紧(positive lock)防止该螺母松开。这种方法的缺点是轴的强度会被槽削弱，而且螺母相对于轴必须呈一种非常特定的角位置，以便被紧固。这通常意味着将螺母压在要被固定的元件上的轴向力由于紧固螺母而受到限制，或者甚至导致轴向松脱。

通过使用夹紧间隙螺母可以克服所述缺点。已知的夹紧间隙螺母设有一轴向间隙，其在螺母的整个轴向长度上延伸。一旦夹紧间隙螺母已经被拧上，则通过减小夹紧间隙螺母在整个圆周上的间隙的切向宽度就会产生一径向压力，该力将螺母径向地压到与其接合的外螺纹中。这通过防止夹紧间隙螺母脱开的非正向锁紧提供夹紧连接。为了拉紧夹紧间隙螺母，即为了将围绕该间隙的两间隙端拉在一起以减小所述间隙的切向宽度，该间隙由一个或多个拉紧螺钉(tensioning screw)跨接，所述拉紧螺钉被连接到各间隙端并在所述间隙端之间传递将间隙端拉在一起所需的拉力。使用已知的夹紧间隙螺母的一个问题是会有使拉紧螺钉变形的危险，这限制了夹紧力。

发明内容

本发明的目的是增大夹紧间隙螺母可以获得的夹紧力。

本发明涉及的一种夹紧间隙螺母包括：a)一围绕所述夹紧间隙螺母的纵向轴线的内螺纹，所述夹紧间隙螺母沿着杆或轴的方向将其内螺纹拧到所述杆或轴的外螺纹上；b)至少两间隙端，其沿切向地彼此相对并且在其间形成一间隙；c)和至少一连接到各所述间隙端的拉紧元件，用于在所述间隙端上施加力，使所述间隙端沿切向相对运动；d)所述拉紧元件以这样一种方式连接到所述间隙端，即拉紧元件绕一指向沿所述力的方向的轴线的旋转运动，引起在拉紧元件和至少一个所述的间隙端之间沿所述轴线的相对运动；e)至少一所述拉紧元件连接至所述间隙端，以致通过至少一拉紧元件绕着所述轴线(B)沿一个方向旋转，产生拉力使所述间隙端朝向彼此拉近；e’)至少一所述拉紧元件绕着所述轴线沿另一方向旋转，产生压力使所述间隙端压开彼此远离；f)至少一所述拉紧元件经接头可角位移地连接到至少一个所述的间隙端，所述接头补偿由所述间隙端的相对运动引起所述力的方向变化。

所述至少一拉紧元件被连接到各间隙端，以便在间隙端上施加一相对于夹紧间隙螺母的螺纹轴线成切线的力，所述力使间隙端相对于彼此沿切向运动。拉紧元件中产生的力矢量的指向不是必须为切线方向，尽管这是优选的，这不仅是稳定性和结构简单的原因。方向术语“切向”代表一方向，该方向垂直于螺纹轴线和垂直于一相对于螺纹轴线沿径向的指向的轴线。在优选实施例中，该力矢量是精确地或至少基本上为切向的。拉紧元件被优选形成这样，即它能接受和传递将间隙端拉在一起以减小间隙所需的拉力。尽管其次优选的是，当间隙端被拉到一起时，拉紧元件原则上也可以受到压力，例如如果它经一杆机构作用在间隙端上。但是，当夹紧间隙螺母用于固定旋转元件时，将拉紧元件形成为一种直接跨接间隙的刚性拉紧元件特别有利于向下与杆拧紧，以便尽可能少地保持动态的不平衡。这样的夹紧间隙螺母也要求最小的空间。一种特别优选的拉紧元件是拉紧螺钉，其通过螺纹施加用于夹紧或松开夹紧间隙螺母的力。原则上，还可以使用气压缸或液压缸或线性驱动器作为替换，这里仅给出几个例子。

根据本发明，拉紧元件以一种可角位移即可转动的方式通过一接头连接到至少一间隙端，以便补偿通过至少一拉紧元件在两间隙端之间传递的力在方向上的变化。这就产生了能自由移位的施力元件，即拉紧元件。与刚性连接相比，可能导致一个或多个拉紧元件中的额外拉力的弯曲载荷被避免或至少被显著地减小。在两间隙端的相对运动过程中，即它们被拉向彼此以夹紧所述夹紧间隙螺母和被压开以松开夹紧间隙螺母，则间隙端沿切向朝向彼此非线性地移动。一旋转运动被叠加到所述的相对切向运动上，并在间隙端被拉到一起时使间隙端径向向内转动，在间隙端被压开时使它们沿径向向外转动。本发明已经认识到这种叠加的旋转运动将导致拉紧元件相对于间隙端倾斜，这样会在拉紧元件中引起不能允许的弯曲拉力。相反，通过接头连接，即使当间隙端相对移动时，也能在拉紧元件和通过该接头连接到拉紧元件的间隙端之间保持均匀的力传递，优选的是在整个表面上。本发明特别有利于大的夹紧间隙螺母，它们需要显著地减小夹紧间隙来夹紧。对于一内螺纹直径为600mm的螺母而言，沿径向测量的夹紧间隙通常减小2.5mm。夹紧间隙的显著减少将导致超出各公差范围的、朝向间隙的表面间的不希望的错配，在该例中错配为0.5°。没有根据本发明的补偿，则拉紧元件将被弯曲，特别是一优选设置的拉紧头会被倾斜地拉伸，而且因此拉紧元件，特别是拉紧头就会变形。

与具有锁紧环或锁紧板的公知螺母相比，使用夹紧间隙螺母将元件沿径向固定到一固定轴或旋转轴或杆上是有利的，这是因为螺母直径的减小将使夹紧间隙螺母的内螺纹压到该轴或杆的螺纹上。这种挤压会在螺纹之间产生静摩擦，确保螺母不会出现不期望的松脱。而且，内螺纹的受压还同时产生一朝向欲被固定的元件的轴向运动。为了固定该元件，未拉紧的螺母首先被旋拧用其端面侧抵靠该元件而。拉紧抵靠该元件的螺母将产生一轴向力，该力将螺母的螺纹压在该杆或轴的螺纹侧面上，并使其在该杆或轴的螺纹的配合侧面上沿径向向外移动，即夹紧间隙螺母变宽。但是，随后的间隙端被拉到一起的动作不仅是通过将螺母以非正向锁定紧固在外螺纹上引起的；而且，减小螺母的内螺纹直径也迫使内螺纹的侧面径向向内退移到外螺纹上。相邻螺纹侧面的这种径向滑行使螺母朝向元件移动，这增大了拉紧力。精确地说，在大的杆或轴径处，与非切口螺母(non-slit nut)相比，这意味着非常有利于装配，特别是对于螺纹直径从约300mm往上的轴。如本发明提出的大夹紧间隙螺母特别有利于轴向固定风力发电装置、船推进装置或其它大规模装置的轴承。

应用中，所述接头优选地被形成为一种围绕相对于间隙端固定的旋转轴线的回转接头。但是，也可想象到的最好是将该接头形成为一种具有一旋转轴线的接头，可在间隙端的相对运动期间移动。如果仅是补偿力在方向上变化，所述接头还可以被形成为例如球窝接头。但是，对于还要解释的原因，优选的是假设所述接头仅容许通过拉紧元件相对于间隙端在垂直于夹紧间隙螺母的螺纹轴线的平面上作旋转运动。

在优选实施例中，所述接头包括支承面，它们彼此间具有滑动接触，以便在间隙端被相向拉动时补偿力方向上的变化。其中一支承面被连接到间隙端，另一支承面被连接到拉紧元件。将间隙端拉到一起所需的压力在支承面之间传递。在一优选实施例中，力方向上的变化专门由支承面之间的滑动补偿。在这种情况中，根据本发明的接头形成一种纯滑动支承。但是，原则上，力方向上的变化也可以由滚动接触或混合接触(即滑动和滚动接触)补偿。因此，所述接头例如也可以由滚动轴承形成，如果足够的空间可以用来安装这样的轴承的话。

接头也有利于松开螺母。特别是当在夹紧间隙螺母和形成外螺纹的杆或轴之间已经形成摩擦侵蚀的地方，还必须施加相当大的力来松开螺母，因此根据本发明的补偿有利于这种类型的负荷，并且甚至可能恰好用于这种类型的负荷。在发展的实施例中，接头因此包括所述类型的支承面，不仅用于夹紧夹紧间隙螺母，而且或仅用于松开它。

所述夹紧间隙螺母包括一环形螺母主体，其形成内螺纹和间隙。螺母主体可以设有附加元件，例如附加凸缘，用于与一拉紧机构或优选与一包含拉紧元件的拉紧松开机构接合。但是，更优选的是，整个拉紧机构或整个拉紧松开机构由螺母本身的环形主体容纳，即拉紧机构或拉紧松开机构是整体结合成环形螺母主体。

所述接头优选地包括一连接到拉紧元件的连接件。该连接件以可角位移，即可转动的方式连接到至少一间隙端，以便补偿力方向上的变化。特别优选的是，该连接件可绕一和作用在拉紧元件中的力垂直的轴线转动。该连接件优选是接头的一枢轴，但也可以是用于接头枢轴的一轴承。连接件在朝向另一间隙端的侧上形成接头的一球形支承面(round bearing surface)。该支承面原则上可以在彼此垂直的两方向上被倒圆(be rounded)，但是该支承面优选为柱形，特别优选的为圆柱形。在进一步的发展实施例中，该连接件还在远离另一间隙端的侧上形成一所述类型的支承面。特别地，连接件可以是一螺栓。在一特定的优选实施例中，连接件是一圆柱体，该圆柱体以可绕其纵向轴线转动的方式连接到至少一间隙端，而且相对于其方向被补偿的力被引入所述圆柱体，与其旋转轴线垂直。

在一等同的优选实施例中，拉紧元件包括一拉紧肩，当间隙端被拉到一起时，所述肩在下侧被压到由一间隙端形成或支撑在一间隙端上的支承面上。优选地，拉紧肩的下侧或放置在其下面的支承片的下侧被倒圆，以便该拉紧肩或拉紧肩和支承片一起形成至少一接头或另一接头的枢轴，借此另一间隙端也被连接到拉紧元件。有利的是拉紧肩由拉紧元件的一拉紧头形成。拉紧肩的支承面优选地为球形，当拉紧元件是拉紧螺钉而且拉紧肩形成其被倒圆的支承面时，这特别有利。如果支承面由放置在下方的支承片形成，那么同样优选为球形或圆柱形。因此这些实施例中的拉紧元件优选地被支承在一球窝中。

拉紧元件优选地以这样一种方式被连接到至少一间隙端，即拉紧元件绕一旋转轴线的旋转运动引起在该拉紧元件和至少一间隙端之间沿该拉紧元件的旋转轴线的相对运动，其中所述轴线的指向是沿由拉紧元件传递的力的方向。这种拉紧元件的一个简单且特别优选的例子是拉紧螺钉。特别是，拉紧螺钉可以与上述类型的连接件螺纹接合。与一间隙端的直接螺纹接合，即不涉及本发明的补偿运动的接头连接也是可以的。

最后，拉紧元件包括两螺纹部分，其中一个是左旋，另一个是右旋，这也代表一种优选实施例。这种拉紧元件可以通过两螺纹有利地通过各自的接头与两间隙端连接，每个螺纹都通过一所述类型的连接件。同样地，这种接头连接可以仅针对一个间隙端，而与另一间隙端的螺纹接合相对于本发明的补偿运动是刚性的，例如与所述另一间隙端直接螺纹接合。

优选地，间隙端之间通过至少一拉紧元件的连接是严格地平行于夹紧间隙螺母的螺纹轴线，以便拉紧元件抵消由间隙端引起的轴向偏移运动，即间隙端之间的轴向相对运动，并且理想地完全防止这种运动。轴向偏移运动可以是由于在制造间隙时释放的材料张力引起。为此，相对于沿夹紧间隙螺母的螺纹轴线作用的弯曲力，拉紧元件应该尽可能地刚硬。通过拉紧元件和两间隙端中的每个之间的适当轴向刚性连接，或者通过沿夹紧间隙螺母的螺纹轴线方向精确地导引拉紧元件的间隙端，使拉紧元件轴向地导引间隙端。也可以采用这两种方法的组合。因此，在一杆通道内导引螺栓形拉紧元件特别是拉紧螺钉的杆部，这是通过将该杆部和杆通道制造到窄的公差，即使它们相对于夹紧间隙螺母的螺纹轴线彼此紧密配合(narrow fitting)而实现的。特别地，所述杆通道可以形成为一拉长的孔或一径向开口的槽，或一位于一侧或两侧上的开口，以保证通过拉紧元件的补偿运动，其中所述槽在沿螺纹轴线方向具有小直径用于精密地导引，并且在径向上具有大直径。

另外，如果拉紧元件的杆部区域被硬化，则是优选的。

间隙端也可以由至少一不是拉紧元件的适当元件被轴向地导引，或者通过适当地构造间隙端本身来被轴向地导引。在这种情况中，拉紧元件优选地不具有任何导引功能。导引元件例如可以是一螺栓，其被拧到一间隙端并沿其纵向在一和螺母的内螺纹轴线成直角的平面上延伸，并且朝向另一间隙端伸出。该另一间隙端设有一和导引元件接合的凹槽。该凹槽沿轴向精密地引导导引元件并且容许用来夹紧螺母所需的导引元件的运动。特别地，该凹槽可以形成为一导引狭缝。或者，间隙端可以在其端面侧(facing side)上形成导引部，所述导引部并排设置，具有很小的(narrow)轴向松弛，以便间隙端被导引到彼此上。被引导到彼此上的间隙端的所述部分的导引表面是相对于螺母的内螺纹的螺纹轴线处于一径向平面中。因此，间隙端可以在它们的端面侧上形成齿，所述齿彼此接合并因此确保间隙端被轴向地引导到彼此上。

拉紧元件可以通过一设置在一间隙端并指向另一间隙端的通道伸出。在这种情况中，拉紧元件在从外面可以够着的后侧上具有一拉紧辅件，拉紧工具可以连接到其上。如果拉紧元件由一拉紧螺钉形成，且在拉紧元件的一部分上具有左旋螺纹，在拉紧元件的另一部分上具有右旋螺纹，那么用于和工具接合的拉紧辅件优选地被形成在拉紧元件的这两部分之间，而且被设置在间隙中，即工具通过该间隙可以接近。这两种变化的实施例中的哪一个是优选的，不仅仅取决于安装场所的可接近性。

在优选实施例中，安装空间被设置在形成内螺纹和间隙端的环形螺母主体中的至少一间隙端中，所述空间本身形成接头的一支承面。特别地，一孔可以形成支承面。或者，接头也可以全部被容纳在安装空间中，即，在该实施例中，安装空间本身不形成支承面，在其上直接发生相对运动，以便补偿力方向上的变化。因此，一接头衬套(joint bushing)例如可以被容纳在安装空间中，其中该衬套形成一用于拉紧元件的足够宽的径向通道，此时一连接到拉紧元件并且在这种情况中形成所述连接件的接头枢轴被旋转地支撑在接头衬套中。

一种结合两种优点(一优点为力接受和切向引入到间隙端，一优点为较小的空间需求)的方法确定力接受件的位置，所述力接受件形成一就用于拉紧元件传递拉力时的支承面。力接受件可以和安装空间的支承面或其自身上的一支承面一起在安装空间的朝向另一间隙端的侧上形成所述支承面。它接受由拉紧元件施加的径向力并将它们优选的沿切向地引入形成安装空间的间隙端中。

所述力优选地通过正向锁紧，由支撑在间隙端的壁上的力接受件导入，其中间隙端的壁垂直地或者至少基本垂直地指向作用在拉紧元件中的拉力。另外，可以用非正向锁紧或者甚至用材料锁紧(material lock)将力接受件连接到间隙端。

夹紧间隙螺母可以包括根据本发明形成的作为其唯一间隙的间隙。但是，它还可以包括另一或几个其它分割处，它们同样可以根据本发明形成，但不是必须的。如果存在几个分割处，那么夹紧间隙螺母的分割处之间的各部分至多延伸过180°的圆弧。这使得螺母可不必经杆或轴的自由端就可以被安装到杆或轴上。例如，为了检查一元件，如滚动轴承的工作面，就不必拆卸在螺母前方设置的整个组件。

为了便于将夹紧间隙螺母拧到杆或轴的外螺纹上，夹紧间隙螺母优选地在至少一端处包括一对中倒角(centering chamfer)。对中倒角由夹紧间隙螺母形成，该螺母在所述端部中具有有利的光滑的圆柱状内壳表面。对中倒角的形状适合于该杆或轴的形状，通常为圆柱状，其直径比该杆或轴的外螺纹直径稍大，以使其在杆或轴的外螺纹上拧紧。有利地，形成对中倒角的所述端部的内径与夹紧间隙螺母的内螺纹的外径相对应。这样，例如通过在车床上车掉内螺纹直至螺纹根部，就可以得到对中倒角。可以在夹紧间隙螺母的两轴向端部的每个上形成一对中倒角，但是优选仅在两端部的其中之一上形成对中倒角。

其它有益的实施例由从属权利要求(sub-claims)说明。

现在将参照实施例对本发明进行说明。由示例性实施例披露的特征单独或组合在一起形成权利要求的主体。甚至仅由其中一个例子披露的特征发展为其它例子或者作为替换例，只要没有披露相反的内容或仅为此例就可以。

附图说明

图1为根据本发明第一示例性实施例的夹紧间隙螺母的剖视图；

图2为图1的夹紧间隙螺母的间隙区域；

图3为该间隙区域的大致切向的剖面图；

图4为根据本发明第二示例性实施例的夹紧间隙螺母的剖视图；

图5为图4的夹紧间隙螺母的间隙区域的切向剖视图；

图6为根据本发明第三示例性实施例的夹紧间隙螺母的前视局部剖面图；

图7为图6的夹紧间隙螺母的间隙区域的切向剖视图；

图8为根据本发明第四示例性实施例的夹紧间隙螺母的剖视图；

图9为图8的夹紧间隙螺母的间隙区域的切向剖视图；

图10为根据本发明第五示例性实施例的夹紧间隙螺母的剖视图；

图11为图10的夹紧间隙螺母的间隙区域的剖视图；

图12为图10中沿A-A的切向剖视图；

图13为图11中沿C-C的切向剖视图；

图14为图11中沿B-B的切向剖视图；

图15为从图6的前方看去的图6和图7的夹紧间隙螺母。

具体实施方式

图1表示一夹紧间隙螺母的剖视图，该螺母由一圆柱形的主体1和一使螺母主体1径向地变窄和变宽的一体的夹紧松开机构构成。螺母的主体1设有绕一螺纹轴线A回转的内螺纹2，轴线A同时也形成螺母主体1的纵向轴线。除非另有说明，方向术语“轴向”，“径向”和“切向”均和螺纹轴线A相关。

螺母的主体1具有拉紧辅件8，在该示例性实施例中，在螺母主体1的一端面侧(facing side)上加工出均匀分布的轴向窝眼孔(pocket bore)。拉紧辅件8用于接合一用于拉紧夹紧间隙螺母的工具。

轴向长度，即螺母主体1的高度优选地从15mm～300mm的范围中选择。内螺纹2优选地具有200～1500mm的内径，即它优选地为200-螺纹～1500-螺纹。这些范围是用于根据本发明的任何夹紧间隙螺母的优选的尺寸范围。

螺母的主体1被轴向分割一次。该分割处由轴向分开的间隙5形成，该间隙由螺母主体1的自由的左侧间隙端3和一自由的右侧间隙端4界定。间隙端3和4彼此沿切向相对。由它们形成的间隙的前周边为直的表面，这些表面各自轴向地、并且基本径向地延伸，优选为平行。

图2中放大地示出该间隙区域。

夹紧松开机构包括一拉紧元件10，该元件直接切向地跨接间隙5，其中与确切的切向相比，在横剖面(径向平面)中的些许倾斜可被忽略。拉紧元件10被连接到左侧间隙端3和右侧间隙端4，从而间隙端3和4可以通过拉紧元件10中的拉力被相向拉在一起，并通过拉紧元件10中的压力沿相反的方向被彼此压开。由于螺母的主体1是环形的，而且不包括除间隙5之外的其他分割处，所以它形成一种锁紧垫圈，并通过变窄和变宽而主要经受弹性变形，与这相比，任何微小的塑性变形都可以忽略。由此，当螺母的主体1变窄和变宽时，一回转运动被叠加到间隙端3和4的切向运动上，除切向运动之外，所述回转运动引导间隙端3和4相对彼此向外。如果拉紧元件10被刚性地连接到左侧间隙端3和右侧间隙端4，那么间隙端3和4的这种叠加运动将导致弯曲或扭曲载荷，并且因此导致拉紧元件10弯曲和/或扭折。但是，在该示例性实施例中，拉紧元件10是通过一接头连接到左侧间隙端3，并通过另一接头连接到右侧间隙端4。这两接头中的每个都能确保力方向上的变化被补偿，其中所述变化是当间隙端被拉到一起时，作用在拉紧元件10上的力相对于间隙端3和4的方向变化。由于接头连接，因此没有径向力能作用在拉紧元件10上，或者所述力被减小到公差等级之下(below-tolerancedegree)。理想地，在相对于螺纹轴线A的径向平面中，只有单轴状态的拉力或压力存在于和左侧间隙端3的连接与和右侧间隙端4的连接之间的拉紧元件10中。

因此，拉紧元件10是一经受拉应力和/或压应力的元件。在该示例性实施例中，将拉紧元件10形成为拉紧螺钉是与优选实施例相对应的。在第一示例性实施例中，拉紧元件10包括一杆，该杆具有一前螺纹部11和一与拉紧头12邻接的光滑的后杆部。左侧间隙端3设有一通道6，该通道沿直线从螺母主体1的外壳表面指向右侧间隙端4。通道6形成为具有数个孔径的通道孔，所述数个孔径朝向间隙5递减，从而形成一杆通道6a，一用于拉紧头12的前支承面6f和一用于保持件25的接受部。

在右侧间隙端4中加工出一安装空间7，其中容纳右侧接头的连接件15。连接件15是一螺栓，在该示例性实施例中为具有纵向轴线C的圆柱体。它包括一孔，该孔相对于所述纵向轴线C为径向孔，并且设有和拉紧元件10的螺纹11配合的内螺纹。该用于拉紧元件10的径向孔可以是一窝眼孔，或者在该示例性实施例中为一通道孔。安装空间7是一轴向孔并且形成一用于连接件15的轴向延伸的圆柱形支承面。由安装空间7形成的支承面和由连接件15的外壳形成的支承面形成一基于纯滑动接触的回转接头。

在右侧间隙端4中，一用于拉紧元件10的杆通道7a从间隙5延伸到安装空间7中。杆通道7a延伸到为一窝眼孔的安装空间7之外。与拉紧元件10的杆相比，该通道7a沿径向即在相对于螺纹轴线A的径向上的尺寸有盈余(an excess)。与从支承面6f延伸到间隙5中的杆通道6a中的拉紧元件10的杆相比，左侧通道6的尺寸也有盈余，通道6a。所述径向盈余足够大，以保证所述间隙端3和4之间的旋转运动，而不会引起拉紧元件10的弯曲。

为了建立与两间隙端3和4的接头连接，拉紧元件10穿过通道6被插入并行进到连接件15的孔中。一建立和连接件15的螺纹接合，拉紧元件10就绕其自身的纵向轴线B向下和连接件15旋拧，直到拉紧头12的下侧邻接支承面6f为止，其中所述轴线B同时形成拉紧元件的螺纹轴线。在拉紧头12的后侧加工出一内多面体，例如六角体，用作拉紧辅件13，适当的工具可以与该辅件接合。

连接件15为回转接头的接头枢轴，所述接头将拉紧元件10连接到右侧间隙端4。同心并滑动接触的连接件15和安装空间7的支承面根据各自的功能被细分为两部分支承面(bearing surface halves)，分别被标以针对安装空间7的标号7f和7r，以及针对连接件15的标号15f和15r，其中所述功能为在拉应力状态和拉紧元件10处于受压应力状态时在连接件15和间隙端4之间传递压力。当间隙5变窄时，前(相对于间隙5)支承面对7f/15f传递力；当间隙5变宽时，后(相对于间隙5)支承面对7r/15r传递力。至于左侧间隙端3，拉紧头12直接形成左侧接头的接头枢轴，该接头也形成为一种回转接头，而且螺母的主体1直接形成轴承。右侧接头的旋转轴线C和左侧接头的旋转轴线D平行于螺母主体1的螺纹轴线A。另外，它们与拉紧元件10的纵向轴线B垂直地相交，即它们垂直于使螺母主体1变窄的拉力和可能变宽的压力的轴线。为了形成左侧接头，支承面6f和拉紧头12的下侧形成同心且球状的前(相对于间隙5)支承面6f和12f，它们同样为纯滑动接触。由于拉紧元件10被形成为一拉紧螺钉，所以该支承面对的支承面6f和12f为部分球面。

拉紧头12凹陷入通道6。在拉紧头的后侧设置一轴向安装的保持件25，该保持件沿轴向不可移动，其中术语“轴向”在这里是相对拉紧元件10的轴线B而言的。保持件25被安装到拉紧头12上，以便补偿运动不会受到妨碍，但阻止拉紧元件10相对于左侧间隙端3沿远离右侧间隙端4的方向运动，因此螺母的主体1还可以通过拉紧元件10中的压力而变宽。保持件25包括一中央通道，工具可以通过该通道与拉紧辅件13接合。从图3中可以看出，保持件被容纳在左侧间隙端3的槽中以相对于轴线B轴向固定，而且又被拧到间隙端3上。

从图3中可以看出，左侧接头的接头枢轴，即拉紧头12在通道6中被精确地沿轴向引导。拉紧头12两侧上的表面对和通道6两侧上的表面对在左侧间隙端3和拉紧元件10之间形成一轴向导引部18。由不能相对于间隙端4轴向运动的连接件15在右侧间隙端4和拉紧元件10之间也形成一轴向导引部。右侧轴向导引部在两紧固元件19的帮助下形成，在该示例性实施例中所述紧固元件为环形元件。在连接件15的两端面侧的每个上，一紧固元件19被容纳在螺母主体1的接受槽中，其精确地被轴向地安装到连接件15上而且不可轴向移动。为了形成这种轴向导引部，最显然的是将各紧固元件19形成为一种切口锁紧垫圈(slit lock washer)，其被推入安装空间15中，弹性地变窄，直到它咬合到各自的接受槽中。通过与左侧轴向导引部18和右侧轴向导引部10相结合的拉紧元件10的刚性，夹紧松开机构总体上保持两间隙端3和4相对彼此的轴向导引，这抵消了间隙端3和4的偏移运动。

在该示例性实施例中，安装空间7被形成为一位于螺母主体1中的轴向通道孔。它还可以被形成为一窝眼孔。另外，它还可以朝向螺母主体1的外壳表面开口，通道6和杆通道7a也可以这样，以便能装配的拉紧元件10和已经被拧入的连接件15。

如果一元件，特别是一部件的滚动轴承，被轴向固定在一轴或杆上时，那么螺母的主体1首先被推到该轴或杆的一端上，而且因此已经相对于该轴或杆的端部居中。这可通过一对中倒角实现，该倒角在第一示例性实施例中未示出，在螺母的主体1的一轴向端面侧上设有该对中倒角。使用中，对中倒角从该端面侧的端部轴向延伸几毫米，而且具有内螺纹的外径，即螺纹基部的直径。些许过量也可以给予该轴或杆的外螺纹，以便于推动它。由于对中倒角，夹紧间隙螺母(可具有相当大的重量)不必为了装配而在别处被支承。第一示例性实施例的对中倒角可形成例如第二示例性实施例的对中倒角，在图5中标记为30。

夹紧间隙螺母通过所述对中倒角被推进，直到内螺纹2与轴杆的外螺纹接合。然后它被拧到外螺纹上，一直拧到要被固定的元件，从而螺母通过一定的轴向压力压在该元件上。

在第三步中，使螺母主体1的夹紧松开机构变窄，从而内螺纹2被径向地压到轴杆的外螺纹中，以在两螺纹之间产生静摩擦力，这可靠地防止夹紧间隙螺母自身松脱。为了使螺母的主体1变窄，一方面，两间隙端3和4被相向地切向拉动，另一方面，使它们沿径向向内弯曲。这种旋转运动在间隙端3和4中由拉紧元件10两侧上的接头连接补偿。形成在间隙端3和4中的杆通道6a和7a的尺寸被如上所述地构造为与拉紧元件10相比具有适当的盈余，其中拉紧元件10通过所述通道延伸到各接头中，因此拉紧元件10在通道6a和7a中不弯曲。甚至比这种所希望的防止弯曲更重要的是，没有力作用到在拉紧元件10和两间隙端3和4之间传递力的接触面，即支承面对6f/12f和7f/15f上，导致拉紧元件10被误装，而且例如拉紧头12因此而变形。通过使夹紧间隙螺母变窄，螺母的内螺纹2在轴杆的外螺纹的螺纹侧面上径向向内滑动，并且螺母同时通过这种由所述侧面的角度引起的滑动运动被轴向地压靠元件上，因此通过夹紧间隙螺母，作用在元件上的轴向拉力也增大。

为了松开夹紧间隙螺母，例如为了检查或更换元件，拉紧元件10在与连接件15的螺纹接合中旋转后退。由于拉紧元件20被保持件25轴向地阻挡，所以旋转后退产生非正向锁紧，这使螺母的主体1变宽。和夹紧时的早期相同，作用在拉紧元件10中的力沿相对于间隙端3和4的方向上的变化被补偿，所述变化是由螺母的主体1被加宽而导致的。由于可能形成摩擦侵蚀，因此松开螺母所需的力可能相当大，因此本发明也特别有利于松开螺母。一旦夹紧间隙螺母在夹紧松开元件的帮助下被强制地松开，它可以没有任何问题地被旋转脱开螺纹接合，并被从轴上拿掉，从而能接近所述元件。

图4和5表示根据本发明第二示例性实施例的夹紧间隙螺母的横剖图和切向剖视图。在第二示例性实施例中，拉紧元件被改进并标以标号10a。另外，它和左侧接头不同，在第二实施例中，左侧接头形成有类似于第一实施例中的连接件15。在第二实施例中，右侧接头也形成有这样一连接件15。至于考虑滑动功能，第二实施例的两接头与第一实施例的右侧接头相对应，因此可参考那部分说明。装配中有差别。

拉紧元件10还是形成为一螺栓，但是为双头螺栓，包括从中部连续伸出的两杆部。两杆部的其中之一包括一具有左旋螺纹的螺纹部，并且两杆部的另一个则包括一具有右旋螺纹的螺纹部。中部形成一拉紧辅件13，其为多面体，例如六角体。拉紧辅件13用于通过工具引入力矩。通过绕其纵向轴线B转动拉紧元件10a，产生一拉力或压力，和第一示例性实施例中那样，所述力将两连接件15朝向彼此拉动或将它们压开彼此远离。一旦被拉紧，拉紧元件10a就无扭转力，因此没有倾向于使拉紧元件10a松开的拉力等力起作用。因此不必通过拉紧元件自身确保拉紧元件10a不会松脱。

第二示例性实施例的夹紧松开机构是从螺母主体1的端面侧装配。螺母主体1的安装空间为同样地构造，每个都被构造为窝眼孔，如图5中可以看到的右侧间隙端4的安装空间7。从这些安装空间延伸到间隙5中的通道6a和7a形成为沟槽，开口到螺母主体1的同一端面侧上，和安装空间相同。拉紧元件10a在装配前被拧到两连接件15上，而且在这种状态下被插入两安装空间和开口到端面侧上的两通道6a、7a中。通过在各连接件15前插入一紧固元件19，和第一实施例相同，被精确地轴向安装，则可将该包括拉紧元件10a和两连接件15的结构沿轴向固定，从而防止所述结构相对于间隙端3和4轴向移动。因此，拉紧元件10a又通过其两连接件15形成一轴向导引，所述导引抵消了间隙端3和4的轴向偏移。下述两区域通过加强件28被径向地加固，在所述两区域之间沿径向形成间隙端3和4的相应通道6a和7a。各加强件28是由一埋头螺钉形成，所述螺钉将间隙端3和4的两所述区域沿大致径向保持在一起，而且当拉紧元件10a受到拉应力时，能防止它错配。

一对中倒角，和第一实施例中构造相同，在图5中被标以30。

图6和7表示一种改进的夹紧间隙螺母，和第二示例性实施例相比，其优选针对两接头。在图6中，以剖面图示出左侧接头，以前视图示出右侧接头。图15表示以前视图示出的两接头。除对第三示例性实施例作说明之处外，采用第二示例性实施例的结构，且因此也参考第一示例性实施例。

两接头中各个的支承面20f是由轴向连接到螺母主体1上的力接受件20形成，其中当间隙端3和4被拉到一起时，所述支承面受到压应力。螺母的主体1形成力接受件20的安装面(fitting surface)，以便它们通过切向和径向的正向锁紧由螺母主体1保持。轴向上，它们通过连接螺钉21被保持在间隙端上。当夹紧间隙螺母被拧到外螺纹上时，而且当夹紧间隙螺母被另外操作时，连接螺钉21主要只用于保持力接受件20。根据它们的形状和功能，该连接件15对应于第二示例性实施例的连接件15，因此可以参照那部分描述。

力接受件20和螺母主体1一起，形成当间隙端3和4被拉到一起时接受力的支承面。或者，它们也可以在其上形成靠近间隙的支承面。力接受件20足够刚硬，以便它们不会因为载荷而变形。产生的力以这样的方式通过力接受件20被导入螺母主体1中，即作用在间隙端3和4上的力仅沿拉力方向作用，即沿两旋转轴线C之间的直连接线作用，而且以这样的方式即会引起螺母主体1在通道6a和7a的区域中错配的径向力几乎不会出现。在该实施例中，螺母的主体1还形成接受一部分力的支承面7f。支承面7f是封闭的，即它们不包括通道，因此该区域中的错配无从开始。

力接受件20的特殊性在于：就在力接受件20被插入之后，由力接受件20和螺母主体1的相应安装空间6或7共同形成的圆柱状支承面20f和7r的尺寸相对于连接件15具有些许不足(deficit)。一旦力接受件20已经被插入，则共同形成的支承面7f、20f和7r或者共同形成的支承面20f和7r(如果当间隙端3和4被拉到一起时，力接受件20单独接受力)仅被再加工到其公称尺寸，例如通过车削。这样，可以实现到连接件15的支承面15f和15r的紧密配合。

在该示例性实施例中，力接受件20不是完全地在连接件15的一半长度上延伸。但是，在一种实施例变型中，它们可以具有和连接件15或螺母主体1相同的长度，而且设有用于拉紧元件10a的通道，其中所述通道，也即两间隙端3和4的通道6a和7a，不会妨碍在拉紧元件10a和间隙端3、4之间的根据本发明可能作的相对运动。

螺母主体1的两安装空间6和7被形成为圆柱形通道孔，因此如果需要的话，必须用某种其他方法确保两间隙端3和4的轴向导引。在第三示例性实施例中，拉紧元件10a的杆区域在通道6a和7a中被精确地轴向导引，所述通道从间隙5延伸到各连接件15。特别是，从图7的右侧间隙端4的示例可以看出，用于在间隙端3和4中轴向引导的导引面18是由螺母主体1和相应的力接受件20形成。另外，可以参考第一示例性实施例中的结构。

为了完整性，应该提到的是两接头优选为相同的结构，但原则上也可以不同，另外这适用于本发明的所有实施例。所述接头的其中之一，例如第三示例性实施例中的左侧接头因此还可以和根据例如第二示例性实施例的一接头对应。

图8和9表示根据本发明第四示例性实施例的夹紧间隙螺母，其在左侧和右侧接头的形成方面与第二及第三示例性实施例不同。

在第四实施例中，当螺母的主体1变窄时，力通过左侧力接受件22和右侧力接受件22被传递到间隙端3和4上。但是，当螺母的主体1变宽时出现的力由螺母主体1的安装空间6和7直接接受。和其它示例性实施例的连接件15相比，第四示例性实施例的连接件被改进，因此被标以标号16。它们不是由圆柱体形成，而是由切向向外变细的形体形成。但是，它们彼此面对的前支承面16f还是柱形，优选为圆柱形，而且它们在由力接受件22形成的全等同心的相对表面22f上滑动，用于拉紧元件10a的补偿运动。使螺母主体1变宽所需的压力由拉紧元件10a通过两连接件16直接引到安装空间6和7的后侧上并通过其后支承面6r和7r导入螺母主体1中。

左侧间隙端3中的安装空间6和右侧间隙端4中的安装空间7各自形成一用于力接受件22的座靠面6b和7b。两安装空间6和7朝向螺母主体1的外壳表面开口，因此可以从螺母主体1的外壳表面将下述结构插入图8和图9所示的安装位置中，所述结构由拉紧元件10a、两连接件16和力接受件22组成。两安装空间6和7都从螺母主体1的外壳表面沿径向向内变宽。由安装空间6和7形成的靠近间隙的座靠面6b和7b在剖面中以大于0°的夹角彼此相对，所述夹角沿径向向外开口。由安装空间6和7形成的后支承面6r和7r在剖面中以大于0°的夹角彼此相对，所述夹角沿径向向内开口。由于安装空间6和7的这种几何形状，当螺母主体1变窄时，在力接受件22和座靠面6b、7b之间产生力，所述力迫使拉紧元件10a、连接件16和力接受件22沿径向向内。这确保所述结构在安装空间6和7中的定位。当螺母主体1变宽时，通过后支承面6r和7r之间的夹角，可以得到同样的效果。

两间隙端3和4彼此之间的轴向导引是通过在连接件16上的精确轴向装配形成，这和第一及第二示例性实施例中的相同。螺母主体1的相应导引面还被标以18。而且，拉紧元件10a和连接件16之间的螺纹配合也被选择为紧密的(narrow)，这也适用于所有其它示例性实施例。杆通道6a和7a以槽的形式形成在各间隙端3和4上，其朝向螺母主体1的外壳表面开口，而且提供从拉紧元件10a沿径向向内的足够空间，所述空间用于拉紧元件10a和间隙端3、4之间根据本发明的可能相对运动。

图10到图14表示根据本发明第五示例性实施例的夹紧间隙螺母，其夹紧松开机构包括两相同的拉紧元件10，但是与其它实施例相比，除拉紧元件10的数量加倍之外，该元件的结构被简化了。简化之处在于两拉紧元件10是各自通过简单的螺旋连接被直接连接到右侧间隙端4。因此，只有螺旋的运动可以作为拉紧元件10和右侧间隙端4之间的相对运动。右侧间隙端4的两安装空间9被形成为简单的螺纹孔。但是，和左侧间隙端3的连接还是通过接头，以补偿通过拉紧元件10引入的力在方向上的变化。

在左侧间隙端3上的接头基本上和第一示例性实施例的左侧接头一致。但是，与第一示例性实施例相比，它通过使用了力接受件24而有所改进。这可结合图12的切向剖视图从图11的横剖图最容易看出。

彼此相对滑动的左侧接头的支承面23f和24f为圆柱面或球面。支承面23f由大致盘状的支承件23形成，该支承件围绕拉紧元件10的杆并置于抵靠拉紧头32的下侧。支承面24f是由力接受件24形成，所述力接受件将通过拉紧元件10施加的力引入螺母的主体1中。支承面对23f/24f提供了一可角位移的柱状支座或球形支座。左侧间隙端3中的杆通道6a被形成为一拉长孔，该孔的径向比轴向延伸的长。对此，也可参考图13和14。杆区域的轴向导引部18和紧密螺纹装配抵消了间隙端3和4的轴向偏移运动。

特别是从图12和图13中可以看出，一共用保持件25用于沿力的方向有效地固定两拉紧元件10，但是，所述保持件也可以和第一示例性实施例的保持件25一致。

关于根据本发明的夹紧间隙螺母，原则上也可以参照下述优选特征，它们可以独立考虑，也可以结合考虑。各螺母在其装配端面侧上包括一由例如聚四氟乙烯制成的滑动涂层，螺母通过它压靠在要被固定的元件上，或者在其装配端面侧上通过其它方法形成具有低摩擦性。所述一个或几个拉紧元件在杆区域内被硬化。使形成拉紧元件和/或连接件的支承面硬化也对应于一优选实施例。

附图标记列表：

1   螺母主体

2   内螺纹

3   间隙端

4   间隙端

5   间隙

6   通道，安装空间

6a  杆通道

6b  座靠面

6f  前支承面

6r  后支承面

7   安装空间

7a  杆通道

7b  座靠面

7f  前支承面

7r  后支承面

8   拉紧辅件

9   安装空间

10  拉紧元件

10a 拉紧元件

11  螺纹

12  拉紧头，拉紧肩

12f 支承面

13  拉紧辅件

14  -

15  连接件，接头枢轴

15f 前支承面

15r 后支承面

16  连接件，接头枢轴

16f 前支承面

16r  后支承面

17   -

18   轴由向导引部

19   轴向导引部，紧固元件

20   力接受件

20f  前支承面

21   连接螺钉

22   力接受件

22f  前支承面

23   支承件，支承盘

23f  支承面

24   力接受件

24f  支承面

25   保持件，保持板

26   -

27   -

28   加强件

29   -

30   对中倒角

31   -

32   拉紧头

A    螺母的轴线

B    拉紧元件的轴线

C    接头轴线

D    接头轴线

Claims (16)

1.一种夹紧间隙螺母，包括：

a)一围绕所述夹紧间隙螺母的纵向轴线(A)的内螺纹(2)，所述夹紧间隙螺母沿着杆或轴的方向将其内螺纹(2)拧到所述杆或轴的外螺纹上；

b)至少两间隙端(3，4)，其沿切向地彼此相对并且在其间形成一间隙(5)；

c)和至少一连接到各所述间隙端(3，4)的拉紧元件(10；10a)，用于在所述间隙端(3，4)上施加力，使所述间隙端(3，4)沿切向相对运动；

d)所述拉紧元件(10，10a)以这样一种方式连接到所述间隙端(3，4)，即拉紧元件(10，10a)绕一指向沿所述力的方向的轴线(B)的旋转运动，引起在拉紧元件(10，10a)和至少一个所述的间隙端(3，4)之间沿所述轴线(B)的相对运动；

e)至少一所述拉紧元件(10，10a)连接至所述间隙端(3，4)，以致通过至少一拉紧元件(10，10a)绕着所述轴线(B)沿一个方向旋转，产生拉力使所述间隙端(3，4)朝向彼此拉近；

e’)至少一所述拉紧元件(10，10a)绕着所述轴线(B)沿另一方向旋转，产生压力使所述间隙端(3，4)压开彼此远离，

其特征在于，

f)至少一所述拉紧元件(10，10a)经接头可角位移地连接到至少一个所述的间隙端(3，4)，所述接头补偿由所述间隙端(3，4)的相对运动引起所述力的方向变化。

2.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述接头包括支承面(6f/12f，7f/15f，7r/15r)，它们彼此滑动接触或滚动接触，当所述间隙端(3，4)被朝向彼此拉动或被压离时，用于补偿所述力的所述方向变化。

3.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10；10a)被连接到所述接头的一连接件(15；16)上，所述连接件被可转动地连接到所述至少一间隙端(3；4)，以补偿所述力的所述方向变化。

4.如权利要求3所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述连接件(15；16)在朝向另一间隙端(4；3)的侧上形成的支承面为球形的支承面(15f；16f)，和在远离另一间隙端(4；3)的侧上形成的支承面为球形的支承面(15r；16r)。

5.如权利要求3所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述连接件(15；16)在朝向另一间隙端(4；3)的侧上形成的支承面为圆柱形的支承面(15f；16f)，和在远离另一间隙端(4；3)的侧上形成的支承面为圆柱形的支承面(15r；16r)。

6.如权利要求3所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述连接件(15)是一圆柱体，连接到所述至少一间隙端(3；4)，可绕其纵向轴线(C)转动。

7.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10；10a)与所述接头的一连接件(15；16)螺纹接合，或与形成所述另一间隙端(4；3)的螺母主体(1)螺纹接合。

8.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10；10a)被以这样一种方式连接到所述间隙端(3，4)，即所述拉紧元件(10；10a)抵消所述间隙端(3，4)的轴向偏移运动。

9.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10；10a)通过沿所述夹紧间隙螺母的螺纹轴线(A)方向上的紧密配合在所述间隙端(3，4)的通道(6a，7a)中被导引，以便所述拉紧元件(10；10a)抵消所述间隙端(3，4)的轴向偏移运动。

10.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述间隙端(3，4)的一间隙端(3)设有一通道(6)，所述拉紧元件(10)可以被朝向所述间隙端(3，4)的另一间隙端(4)插入该通道中，并且所述拉紧元件(10)通过该通道伸出，其中在所述通道(6)中形成一支承面(6f；24f)，当所述间隙端(3，4)被拉向彼此时，所述支承面(6f；24f)接受由所述拉紧元件(10)施加的所述力。

11.如权利要求10所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10)包括一拉紧肩，该拉紧肩形成所述接头的一接头枢轴，其中所述拉紧肩由一拉紧头(12；32)形成。

12.如权利要求11所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述拉紧元件(10)和所述间隙端(3，4)的另一间隙端之间沿所述轴线(B)的运动由一保持件(25)阻止。

13.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于形成所述内螺纹(2)和所述间隙端(3，4)的一环形螺母主体(1)包括在所述至少一间隙端(3；4)中的一安装空间(6；7)，其中所述拉紧元件(10；10a)是直接地或通过一连接件(15；16)被支承在所述接头的一支承面(6f，6r，12f，22f，24f；7f，7r，20f，22f)上，其中所述螺母主体(1)可以直接形成所述支承面(6f，6r；7f，7r)，或者支承在所述安装空间(6，7)中的一力接受件(24；20，22)可以形成所述支承面(24f；20f，22f)。

14.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述接头包括一连接到所述拉紧元件(10；10a)的接头枢轴(15；16；32/23)和一用于所述接头枢轴(15；16；32/23)的支承面(20f；22f；24f)，所述支承面(20f；22f；24f)由一力接受件(20；22；24)形成，用于接受由所述接头枢轴(15；16；32/23)沿相对于其接头轴线(C；D)的径向施加的力，并将该力至少主要切向地导入通过所述接头连接到所述拉紧元件(10；10a)的所述至少一间隙端(3；4)中，所述力接受件(20；22；24)被支承在该间隙端上。

15.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于所述夹紧间隙螺母包括在至少一轴向端面侧上的一对中倒角(30)，其中所述夹紧间隙螺母可以通过所述对中倒角(30)被推到一杆或轴的外螺纹的一端上，为了对中所述夹紧间隙螺母。

16.如权利要求1所述的夹紧间隙螺母，其特征在于其用于将一元件轴向地固定到一杆或轴上，其中所述元件为风力发电装置、水轮机或辊扎机的大型结构设备或机器的滚动轴承。

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