具有钢丝螺套模制在其中的部件制造技术

本发明专利技术涉及一种由具有至少130℃的连续工作温度的热塑性材料制成的部件(1)，且包括模制在其中的钢丝螺套(10)。所述钢丝螺套包括具有第一内径的第一轴向端(12)和具有第二内径的第二轴向端(14)，在轴向方向上完全模制到所述部件中，且包括在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间的具有第三内径的至少一个窄匝(16)，所述第三内径小于所述第一内径和所述第二内径，所述至少一个窄匝能够径向向外移动直到所述部件的内壁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有钢丝螺套模制在其中的部件
本专利技术涉及一种由热塑性材料制成的具有钢丝螺套模制在其中的部件及其相应的制造方法。
技术介绍
当通过螺钉连接两部件时，一方面提供防止自松开的螺钉锁定，另一方面确保部件和螺钉之间的可靠连接，从而提供高抗拔力是非常重要的。因此，特别是已知提供一种由塑料制成的具有钢丝螺套的部件。通常，在制造部件之后，例如通过特定的组装工具，将钢丝螺套插入设置有内螺纹的部件开口中。这种方法的示例可以在US4,563,119、US4,645,398、US4,553,303、US2,152,681、US2,363,663和EP1,897,659中看到。与其它应用领域相比，具有高动态载荷(特别是振动)的特定应用领域是航空工业。除了对要建立的连接的要求之外，由于所发生的动态载荷，对所使用的部件材料也有特殊要求。目前，这种适合于航空的螺钉夹紧是通过利用螺纹堵塞或扭曲或螺距变化的包覆成型的金属嵌件来实现的。可选地，非常复杂的部件(其还包括钢丝螺套)被包覆成型。到目前为止，只有这些设计符合航空工业的要求。在US3,945,070中可发现具有钢丝螺套模制在其中的部件的示例。在这种情况下，钢丝螺套被设置有螺距，该螺距大于稍后在部件中所期望的钢丝螺套的螺距。对于螺纹锁紧，钢丝螺套可包括具有不同螺距的第二区域或部分，从而导致螺距的扭曲。当在钢丝螺套中模制时，钢丝螺套由于材料冷却时的材料收缩而被轴向压缩，从而得到期望的螺距。部件材料通常是塑料或金属，其中既没有说明也没有考虑特殊的应用领域和相关的技术要求。因此，本专利技术的问题是提供一种具有钢丝螺套模制在其中的部件，其特别适用于航空工业中的应用，并且提供可靠的螺纹锁紧，特别是具有高水平的螺纹可重复性。
技术实现思路
上述问题通过根据独立权利要求1的由热塑性材料制成的具有钢丝螺套模制在其中的部件、根据独立权利要求9的钢丝螺套以及根据独立权利要求10的相应部件的制造方法来解决。有利的实施例和进一步的发展源自以下描述、附图和所附权利要求。本专利技术的部件由热塑性材料制成，所述热塑性材料具有至少130℃的连续操作温度或连续使用温度，并且包括模制在其中的钢丝螺套，其中所述钢丝螺套包括具有第一内径的第一轴向端和具有第二内径的第二轴向端，在轴向方向上完全模制到部件中，以及在第一轴向端和第二轴向端之间包括具有第三内径的至少一个变窄的或收缩的匝，该第三内径与第一内径和第二内径相比减小，其中变窄的或收缩的匝可以径向向外移动直到部件的内壁。由于技术和成本原因，特别是在航空工业领域，来自高性能塑料材料领域的热塑性材料正被越来越多地使用。术语高性能塑料材料或高性能热塑性材料以热塑性材料的与应用相关的工程分类为基础。这里对三个领域进行了一般区分，即标准塑料材料或标准塑料、工程级或工业塑料材料或塑料，以及高性能塑料材料或塑料。高性能塑料满足比标准塑料和工程塑料更高的要求。特别地，它们具有更好的机械性能、更高的耐化学性和/或更高的耐热性。然而，它们的加工通常更困难，特别是由于它们更高的耐热性，而经常需要特殊的机器。此外，高性能塑料通常专用于特定性质，例如耐热成形性。这与涵盖广泛功能的工程塑料形成了对比。所有高性能塑料都含有芳香结构。芳香结构结合了耐高温的两个最重要的属性。一方面，它们抗氧化，因为芳香族碳-氢键比脂族碳-氢键稳定得多，由此使得在热分解或燃烧期间发生的自由基的形成更加困难。另一方面，芳香族聚合物的链刚性大于脂族聚合物的链刚性，这增加了玻璃化温度，或者在结晶聚合物的情况下，增加了微晶熔点(crystallitemeltingpoint)并降低了溶解度。如上所述，热稳定性尤其是高性能塑料的关键性质。从标准塑料的性能出发，可以通过添加增强材料如玻璃和碳纤维、添加稳定剂和通过增加聚合度来实现机械和热改进。在高性能塑料领域中存在的至少130℃的连续操作温度是通过用芳香族单元代替脂族单元来实现的。在本文中，术语连续操作温度或连续使用的温度是指在热空气中储存20,000小时后相应的塑料的初始性能损失不超过50％的最高温度。在这方面，还参考了DINIEC216和DINEN60216。可通过完全省略脂族元素并通过官能团(例如醚、磺酸基或酰亚胺基)紧密连接芳香族化合物来实现更高的连续操作温度，从而可实现至少200℃到至少260℃的连续操作温度。因此，在优选实施例中，热塑性材料具有至少150℃、优选至少170℃且特别优选至少190℃的连续操作温度。钢丝螺套完全布置在本专利技术的部件中。这意味着，钢丝螺套在其径向外侧上被部件材料包围。仅在所述至少一个窄匝的区域或部分中，在所述钢丝螺套的径向外侧与所述部件的内壁之间存在间隙或自由空间。这使得所述至少一个窄匝能够在拧入螺钉时弹性地弹开，即径向向外移动。在优选实施例中，至少一个轴向端布置成与部件表面轴向间隔开。在替代实施例中，轴向端中的至少一个布置成与部件表面齐平。以这种方式，钢丝螺套为螺钉提供了直接接合在部件表面处的可能性。此外，第一轴向端处的第一内径和第二轴向端处的第二内径优选地相等，并且特别优选地，第一内径和第二内径对于整个钢丝螺套是恒定的。以这种方式，钢丝螺套在螺钉或设置有外螺纹的元件的拧入方向上包括以下区域或部分：邻近第一轴向端，具有优选恒定的第一内径的第一部分，接着是具有减小的第三内径的至少一个窄匝的部分，然后是具有优选恒定的第二内径的邻近第二轴向端的第二部分。至少一个窄匝的具有减小的第三内径的部分提供螺纹锁定功能，并且例如通过在螺纹路线的至少360°的区域或部分中提供多边形来限定。因此，在这样设计的部分中，螺钉不能被自由拧入，而是必须以增大的扭矩进行组装。在该过程中，具有至少一个窄匝的部分弹开，并且由于多边形的弹性恢复力而在螺钉上施加相应的夹紧力。本专利技术的部件的优点在于，该部件特别适合于特定应用领域(即航空工业)的要求。本专利技术的部件的另一优点在于，该部件直接设置有具有螺纹锁定功能的期望的钢丝螺套，而不需要工人单独插入钢丝螺套。因此，该部件不必设置有钢丝螺套插入到其中的内螺纹，这特别简化了制造。因此，不再需要将钢丝螺套拧入内螺纹中。此外，以这种方式模制的钢丝螺套具有比根据现有技术的随后插入的钢丝螺套更高的抗拔力。在航空工业领域中，如上文所解释的，通常用螺距的扭曲作为螺纹锁定系统来工作。因此，与航空应用中的已知过程相比，本专利技术的另一优点，特别是在钢丝螺套中具有第三内径减小的至少一个窄匝的部分的优点在于，在该应用领域中提供了螺纹锁定功能的替代实施例，其另外提供了改进的重复可拧性。这尤其是基于螺纹锁定功能所产生的弹性效果，其在大量的旋拧操作中保证恒定质量的螺纹夹紧。迄今为止，在航空工业中，仅在具有孔的金属部件中提供用于螺纹锁定的具有减小的内径的钢丝螺套的使用。在航空工业中的塑料应用没有这样的解决方案。根据现有技术，各个钢丝螺套必须总是在稍后的时间点利用组装工具单独地插入到螺纹孔中。这尤其是必要的，因为这种类型的钢丝螺套由于其在径向和轴向方向上的尺寸过大而仅在其组装到相应的接收螺纹中时允许标准螺纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由具有至少130℃的连续使用温度的热塑性材料制成的部件，一钢丝螺套模制在其中，其中所述钢丝螺套/na.包括具有第一内径的第一轴向端和具有第二内径的第二轴向端，/nb.在轴向方向上完全模制到所述部件中，以及/nc.包括在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间的具有第三内径的至少一个窄匝，所述第三内径与所述第一内径和所述第二内径相比减小，其中所述至少一个窄匝能够径向向外移动直到所述部件的内壁。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180112 DE 102018100684.51.一种由具有至少130℃的连续使用温度的热塑性材料制成的部件，一钢丝螺套模制在其中，其中所述钢丝螺套
a.包括具有第一内径的第一轴向端和具有第二内径的第二轴向端，
b.在轴向方向上完全模制到所述部件中，以及
c.包括在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间的具有第三内径的至少一个窄匝，所述第三内径与所述第一内径和所述第二内径相比减小，其中所述至少一个窄匝能够径向向外移动直到所述部件的内壁。


2.根据权利要求1所述的部件，其中，热塑性材料至少部分地存在于所述钢丝螺套的所述第一轴向端和所述第二轴向端之间的匝之间。


3.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，所述至少一个匝包括具有至少一个割线的至少一个匝段，所述割线使所述窄匝径向向内变窄。


4.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，所述至少一个窄匝包括所述螺纹路线的360°的区域。


5.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，至少两个窄匝被提供，每个窄匝包括所述螺纹路线的360°的区域。


6.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，所述热塑性材料具有至少150℃的连续使用温度。


7.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，所述热塑性材料是无定形塑料。


8.根据前述权利要求中的一项所述的部件，其中，所述钢丝螺套具有螺纹标准的标称尺寸，特别是公制ISO螺纹或英制螺纹。


9.一种钢丝螺套，特别是用于根据前述权利要求中的一项所述的部件中的钢丝螺套，其中所述钢丝螺套包括：
a.具有第一内径的第一轴向端和具有第二内径的第二轴向端，
b.在所述第一轴向端和所述第二轴向端之间的具有与所述第一内径和所述第二内径相比减小的第三内径的至少一个窄匝，其中所述窄匝能够径向向外移动，并且
c.除了所述至少一个窄匝之外，所述钢丝螺套沿径向方向绕成期望的标称尺寸，并且与所述期望的标称尺寸相比，所述钢丝螺套在轴向方向上具有过大的尺寸，因此所述钢丝螺套不是绕在块上的，并且在所述钢丝螺套的匝之间沿轴向方向存在间隙。


10.一种根据前述权利要求中的一项所述的部件的制造方法，其包...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨·德瑞克，
申请(专利权)人：伯尔霍夫连接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE