凸形防错误旋拧紧固部件制造技术

一种具有特征的凸形防错误旋拧紧固部件(10)，所述特征包含：柄，其具有引导端及工具啮合端；头部，其形成于所述柄的所述工具啮合端处；至少一个凸形紧固螺纹(15)，其形成于所述柄的外部上作为适于与形成于凹形紧固部件的内部中的对应凹形紧固螺纹配对的多个螺纹绕圈；至少一个凸形引导螺纹(17)，其在所述引导端处形成于所述柄的所述外部上，所述至少一个凸形引导螺纹(17)是围绕所述柄的至少半个绕圈且包括由弧界定的弯曲牙型，所述弧具有和与所述至少一个凸形紧固螺纹(15)的螺纹牙型的两个牙侧相切且位于所述至少一个凸形紧固件螺纹(15)的中径线下方的弧的半径大约相等的半径(R)。

【技术实现步骤摘要】
凸形防错误旋拧紧固部件本申请是申请日为2016年3月2日，申请号为“201680016673.3”，而专利技术名称为“凸形防错误旋拧紧固部件”的申请的分案申请。
本专利技术一般来说涉及例如螺丝及螺栓等带螺纹紧固件的领域，且更特定来说，涉及防错误旋拧紧固件。
技术介绍
带螺纹紧固件技术对于例如机器、汽车、火车、飞机、引擎等等大多数制造物品的构造或制作为基本的。带螺纹紧固件可为螺栓、螺丝、螺柱、杆或者具有以可拧紧方式啮合于配对带螺纹紧固件(例如具有大体上匹配内部螺旋螺纹的螺母或孔)中的均匀、非均匀或锥形外部螺旋螺纹的其它大体上圆形部件。为进行外部带螺纹紧固件与内部带螺纹紧固件的恰当啮合，外部带螺纹部件的纵向轴通常必须与内部带螺纹部件的纵向轴大体上共线。此外，外部带螺纹紧固件与内部带螺纹紧固件的恰当啮合通常需要凸形螺旋线(helix)的外部螺纹的峰端与配对凹形螺旋线的内部螺纹的牙底对准。尽管本专利技术涉及任何螺纹形式，但国际标准化组织(ISO)公制螺纹将图解说明为标准螺纹的实例，如图1中所展示。如此申请案中所使用，名称“螺纹”可应用于整个紧固件螺纹螺旋线，或螺旋线的任何部分区段，其中在凸形紧固部件的情形中，螺纹可包括围绕紧固件的柄的部分绕圈或数个绕圈，或在凹形紧固部件的情形中，螺纹可包括围绕内部孔的部分绕圈或数个绕圈。在组装期间无法实现外部带螺纹紧固件与内部带螺纹紧固件之间的恰当螺纹啮合通常是由在相对的螺旋线进行啮合且部分相对于彼此进行旋转时发生的两个旋拧情况中的一者造成的。第一旋拧情况(通常称作“错扣旋拧(crossthreading)”)是在外部带螺纹部件(通常为螺栓或螺丝)与内部带螺纹部件(通常为螺母或带螺纹孔)之间存在角度及线性两者轴向未对准时发生。具体来说，错扣旋拧是两个部件在相应螺旋线轴角度上也未对准时尝试偏离线性对准而啮合至少一半螺距的结果。图2图解说明经错扣旋拧凸形及凹形紧固部件。当紧固部件被错扣旋拧时，凸形紧固部件10不与凹形紧固部件30共线，且在带螺纹螺旋线抵靠彼此旋转时，螺纹楔入。如果在螺纹处于此经楔入情况中时旋转继续，那么部件中的一者或两者的螺纹将通常在结构上被损坏。导致无法实现恰当螺纹啮合的第二旋拧情况通常称作“错误旋拧”，此在两个螺旋线偏离对准达一半螺距使得螺纹牙顶到牙顶地而非牙顶到牙底地啮合时发生。图3A及3B图解说明错误旋拧情况，其中螺旋线轴并非未对准，而是所述螺旋线轴为基本上共线的。内部螺纹通常在所述内部螺纹的牙顶处制造有轻微凹陷、凹槽或裂隙32。错误旋拧在外部引导螺纹17的牙顶啮合内部螺纹的牙顶处的凹槽32使得两个螺旋线偏离对准达一半螺距时发生。图3B是图3A的错误旋拧情况的近视图且图解说明内部螺纹的牙顶处的此类凹槽32(尽管其在内部螺纹螺旋线的主体中通常较小)可如何在螺旋线的进入端—内部螺纹的引导螺纹区段中稍微较深及较宽。在此情形中，使外部螺纹螺旋线的引导螺纹17(及/或螺旋线的第一全螺纹)的峰端尝试进入相对内部螺旋线中的正常螺旋牙底是可能的，但替代地在内部螺纹螺旋线的牙顶中的凹槽32处啮合所述内部螺纹螺旋线。当前被广泛制造的内部螺旋线的引导螺纹的数个特性大大增加错误旋拧故障的可能性。第一，图4A到4F图解说明凹形紧固部件30的典型内部引导螺纹31如何倾向于在其牙顶处具有凹陷、凹槽或裂隙32，所述凹陷、凹槽或裂隙趋向于导致错误旋拧故障。这些凹槽32可在螺旋线的进入端处为深的且宽的。随着凹槽32远离其起点前进到内部螺旋线中，所述凹槽趋向于变窄且变得较浅，且在大多数紧固件中，所述凹槽在内部螺旋线的大约一半绕转之内大部分消失。如此，形成凹槽32中的最深点的表面随着内部引导螺纹31中的凹槽32接近及靠近全螺纹而趋向于以较快速率与内部螺纹螺旋线的轴疏远。第二，图5A到5B图解说明具有紧固螺纹15的凸形紧固部件10的两个侧视图，其中引导螺纹17可具有通常为尖顶的牙型及/或在其峰端处具有某一种类的突出特征，此趋向于导致错误旋拧故障。图6展示具有紧固螺纹15及防错扣螺纹16的凸形紧固部件10的侧视图，其中引导螺纹17具有带有尖顶峰端的典型牙型。图7展示具有紧固螺纹15、防错扣螺纹16及止动点22的凸形紧固部件10的侧视图，其中引导螺纹17具有包含弯曲表面与具有尖顶峰端的平坦表面的组合的典型牙型。当凸形紧固部件的引导螺纹的尖顶峰端啮合图4A到4F中所图解说明的内部螺纹的牙顶中的凹槽时，错误旋拧故障可发生。第三，内部引导螺纹及外部引导螺纹的牙顶处的峰端的相对螺旋角度可致使错误旋拧故障发生。内部引导螺纹及外部引导螺纹由于其相应制造方法而趋向于具有不同螺旋角度。如果引导螺纹的外部螺纹峰端的螺旋角度大于引导螺纹的内部峰端的螺旋角度，那么外部峰端较严重地弯曲。此意味着在初始组装期间，当两个引导螺纹进行接触时，其峰端基本上为不平行的。较严重弯曲的螺纹(即，具有较大螺旋角度的螺纹)将趋向于靠近另一螺纹或在螺纹的一点处与所述另一螺纹相交。在螺纹上的相交点处，外部引导螺纹的尖顶峰端可进入到内部螺纹的牙顶中的凹槽中以导致错误旋拧情况。其中两个螺纹的轴不共线的其它定向情形也可导致错误旋拧故障。当这些特性个别地或以组合形式存在以允许外部引导螺纹尖顶峰端非故意地进入到内部引导螺纹的牙顶中的凹槽中时，所述外部峰端可表现得仿佛其已旋拧到正常内部螺纹中一样。由于不存在从凹槽出来的路径，因此外部引导螺纹的点可在紧固部件相对于彼此旋转时继续沿循凹槽。然而，凹槽极迅速地变得较窄且接近(如图4A到4F中所展示)，使得不存在使外部螺纹尖顶峰端继续旋拧的路径。形成于内部引导螺纹中的凹槽的底部处的线的螺旋角度通常稍微大于形成于外部螺纹的牙顶的尖顶峰端处的线的螺旋角度。由于这些线并非平行的(即，螺旋角度为不同的)，因此螺纹迅速地相交且外部引导螺纹的尖顶峰端迅速地接触内部螺纹的牙顶中的凹槽中的表面。因此，外部紧固部件的尖顶引导螺纹仅能够自由旋拧几个旋转度数直到其增长为对于内部螺纹的牙顶中的缩小凹槽过大为止，从而不给所述尖顶引导螺纹继续旋拧的路径。此啮合通常导致外部螺纹的尖顶峰端嵌入或卡紧于内部螺纹的牙顶中的凹槽中。紧固部件超过此错误旋拧卡紧点的继续相对旋转通常损坏或刮掉任一螺纹的一块，从而导致两个螺纹螺旋线的结构故障。此外，当前制造的许多外部引导螺纹具有一形状，使得所述外部引导螺纹尤其在引导螺纹极低的情况下呈现凸块或高度的突然增加。如果引导螺纹的长度小于一半螺距(小于围绕柄的180°)，那么所述引导螺纹的高度可快速增加且因此较易受错误旋拧。当具有凸块或高度的突然增加的外部引导螺纹旋拧到内部螺纹的牙顶中的凹槽中时，错误旋拧故障可发生，如上文所描述。在现今的工业中使用各种类型的引导螺纹。在所有螺纹紧固件
中，除了自攻螺丝之外，引导螺纹用于将外部螺纹螺旋线馈送或“引导”到内部螺纹螺旋线的邻近绕圈之间的空间中。在实践中，已出于此目的而利用数个引导螺纹形状。这些引导螺纹形状中的用于大多数标准螺纹紧固件上的最常见引导螺纹形状是以往已利用螺旋线的第一圈的部分来从零高度增长到全螺纹高度且同时在宽度上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸形防错误旋拧紧固部件，其包括：/n柄，其具有引导端及工具啮合端；/n头部，其形成于所述柄的所述工具啮合端处；/n至少一个凸形紧固螺纹，其形成于所述柄的外部上作为适于与形成于凹形紧固部件的内部中的对应紧固螺纹配对的多个螺纹绕圈；/n至少一个凸形引导螺纹，其在所述引导端处形成于所述柄的所述外部上，所述至少一个凸形引导螺纹是围绕所述柄的至少半个绕圈，并且在所述凸形引导螺纹绕圈的开始端处为最低的且在所述凸形引导螺纹绕圈的另一端处为最高的，其中所述至少一个凸形引导螺纹包括牙顶，所述牙顶具有在所述凸形引导螺纹绕圈的所述端之间以大体上恒定速率改变的高度，且其中所述凸形引导螺纹包括凸形引导螺纹牙侧，所述凸形引导螺纹牙侧沿着所述凸形引导螺纹的整个长度锚固到邻近螺纹绕圈的牙底。/n

【技术特征摘要】
20150327 US 14/671,8041.一种凸形防错误旋拧紧固部件，其包括：
柄，其具有引导端及工具啮合端；
头部，其形成于所述柄的所述工具啮合端处；
至少一个凸形紧固螺纹，其形成于所述柄的外部上作为适于与形成于凹形紧固部件的内部中的对应紧固螺纹配对的多个螺纹绕圈；
至少一个凸形引导螺纹，其在所述引导端处形成于所述柄的所述外部上，所述至少一个凸形引导螺纹是围绕所述柄的至少半个绕圈，并且在所述凸形引导螺纹绕圈的开始端处为最低的且在所述凸形引导螺纹绕圈的另一端处为最高的，其中所述至少一个凸形引导螺纹包括牙顶，所述牙顶具有在所述凸形引导螺纹绕圈的所述端之间以大体上恒定速率改变的高度，且其中所述凸形引导螺纹包括凸形引导螺纹牙侧，所述凸形引导螺纹牙侧沿着所述凸形引导螺纹的整个长度锚固到邻近螺纹绕圈的牙底。


2.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中所述凸形引导螺纹是围绕所述柄的至少四分之三个绕圈。


3.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中所述凸形引导螺纹是围绕所述柄的至少一又五分之一个绕圈。


4.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中位于所述凸形引导螺纹的端之间的每一横截面处的螺纹牙型由具有大约相同半径的弧界定。


5.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中至少一个凸形引导螺纹在所述凸形引导螺纹绕圈的开始端处为最低的且在所述凸形引导螺纹绕圈的所述另一端处为最高的，其中所述凸形引导螺纹包括牙顶，所述牙顶具有在所述凸形引导螺纹绕圈的所述端之间以大体上恒定速率改变的高度。


6.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中所述凸形引导螺纹包括凸形引导螺纹牙侧，所述凸形引导螺纹牙侧沿着所述凸形引导螺纹的所述整个长度锚固到邻近螺纹绕圈的所述牙底。


7.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中所述凸形引导螺纹包括牙型，所述牙型具有适于阻止错误旋拧到凹形紧固部件的所述内部中的凹形引导螺纹的牙顶中的凹槽中的高度及形状。


8.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其中连续螺纹螺旋线包括所述至少一个凸形引导螺纹及所述至少一个凸形紧固螺纹。


9.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其进一步包括至少一个凸形防错扣螺纹，所述至少一个凸形防错扣螺纹在所述凸形紧固部件与所述凹形紧固部件相对于彼此旋转时在凹形紧固部件的所述内部中的凹形紧固螺纹上起到凸轮作用，借此所述柄的纵向轴与所述凹形紧固部件的纵向轴变为大体上共线对准。


10.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其进一步包括至少一个凸形防错扣螺纹，所述至少一个凸形防错扣螺纹具有比所述至少一个凸形紧固螺纹的大直径小的外直径，且其中所述至少一个凸形防错扣螺纹包括外部表面，所述外部表面是由多个平坦及弯曲表面近似的弯曲形状且具有配合于至少一个凸形紧固螺纹的牙型内的牙型。


11.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件，其进一步包括至少一个防错扣螺纹，所述至少一个防错扣螺纹将所述柄的纵向轴与凹形紧固部件的纵向轴对准，其中连续螺纹螺旋线包括所述至少一个凸形引导螺纹、所述至少一个凸形防错扣螺纹及所述至少一个凸形紧固螺纹。


12.根据权利要求1所述的凸形防错误旋拧紧固部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·加弗，
申请(专利权)人：麦斯莱德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US