弹簧头螺钉组件制造技术

本发明专利技术涉及一种弹簧头螺钉组件(8)，包括具有头部(12)的弹簧头螺钉(10)，头部(12)具有朝向螺纹杆部(16)的自由端变宽的锥形裙部(14)，杆部(16)邻接所述头部(12)，其中，弹簧头螺钉组件(8)具有垫圈(30)，位于裙部(14)和杆部(16)的螺纹部(20)之间的具有螺栓直径(d0)的在杆部(16)的无螺纹部(18)中，裙部的内表面(22)以半径(R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹簧头螺钉组件


[0001]本专利技术涉及权利要求1前序部分所述的弹簧头螺钉组件。

技术介绍

[0002]在现有技术中，例如在DE102016100446A1中，已知弹簧头螺钉具有从螺钉头部延伸的碟形弹簧形式的锥形裙部，该裙部朝向弹弹簧头螺钉的自由端变宽。锥形裙部的内表面以一半径过渡到螺纹杆部杆。裙部的面向螺钉自由端的端部具有接触区域，其特别形成尤其与螺钉轴线正交的支撑平面。锥形裙部的内表面与支撑平面形成接触角α。
[0003]这种类型的螺钉用于将夹紧部件固定至下层部件，这些部件的厚度会随着时间减少，在这种情况下，弹簧头部用来保持预载荷。
[0004]特别地，当遭受温度变化时，在每种情况所施加的预载荷作用下，一些材料会发生显著的蠕变变形。
[0005]现有技术设计的缺点是存在不良螺钉接头的风险，在该不良螺钉接头处，垫片会被螺钉卡住。当其在拧紧状态下长期暴露于例如80℃至约160℃以上的温度时，预载力会随着时间减少到低于可允许的最小值。

技术实现思路

[0006]本专利技术特别是基于该认识：蠕变变形尤其出现在夹紧部件的高接触压力区域。
[0007]本专利技术的目的是提供一种弹簧头螺钉组件，其提高了在暴露于更高温度下预载力的保持性，并且实现了更高的组装安全性。
[0008]本专利技术的目的通过权利要求1的特征部分及其前序部分的特征共同完成。
[0009]从属权利要求涉及本专利技术的其他有利的实施方式。
[0010]以已知的方式，弹簧头螺钉组件包括弹簧头螺钉，弹簧头螺钉具有以碟形弹簧形式从头部延伸的锥形裙部，裙部朝向弹簧头螺钉的自由端变宽。锥形裙部的内表面以一半径过渡至螺纹杆部。在裙部的面向螺钉自由端的端部，裙部具有接触区域，该接触区域特别形成尤其与螺钉轴线正交的支撑平面。锥形裙部的内表面与支撑平面形成接触角α。
[0011]本专利技术提供了垫圈，置于杆部的螺纹部和弹簧头螺钉的裙部之间，且杆部穿过垫圈。因此，在组装状态，垫圈位于被保持部件和裙部之间。
[0012]垫圈的作用是减小裙部施加于组件的接触力。对于同样的预载力，这使得被夹紧部件的蠕变变形的大小减小。
[0013]垫圈优选以固定的方式保持在杆部的无螺纹部的适当位置，杆部的无螺纹部位于头部和杆部的螺纹部之间，并具有螺栓直径。垫圈的内径优选介于螺钉螺纹部的外径和螺栓直径之间。
[0014]本专利技术的螺钉这样设计使得杆部在支撑平面和向裙部过渡的区域的半径之间具有圆柱形区域，圆柱形区域具有尤其与螺栓直径相等的直径。
[0015]当垫片仅接触裙部时，朝向螺钉头部的垫圈表面将处于支撑平面。
[0016]在支撑平面和杆部过渡部之间的圆柱形区域的存在使得杆部和裙部之间的杆部过渡部(具有半径)在弹簧头螺钉被拧入时(即使裙部的期望预载荷尚未达到)抵靠垫圈的可能性减少，这可使过程限制拧入扭矩增加。
[0017]根据本专利技术，在支撑平面和杆部过渡部之间的圆柱形区域由此允许螺钉以较大的拧入角度拧紧，而杆部过渡部不会抵靠垫圈。这能更可靠地利用裙部的弹性弹簧行程。
[0018]以此方式，例如，可实现垫圈内径仅稍大于杆部直径，如卷绕式固定垫圈所需要的，而不会对拧入角度产生负面影响。对于与柄部直径相比具有较大公差的垫圈内径，这也显著降低了在垫圈位置偏心的情况下在杆部过渡部和垫圈之间发生阻塞的可能性。
[0019]本专利技术的措施增加了弹簧头螺钉的头部的弹簧区域，从而使得暴露于高温时的预载力的保持性提高。
[0020]优选地，从半径到杆部和裙部的过渡可以是切向过渡。这具有的优点是可实现裙部的压力均匀分布，同时减小缺口效应，从而具有更高的动态安全性。
[0021]在支撑平面，裙部形成具有支撑内经D
KA
的环形表面。杆部的无螺纹部具有螺栓直径d0。
[0022]在本专利技术的另一优选实施方式中，从杆部到裙部内表面的过渡部的半径可以小于tan(α)*系数*(D
KA
‑
d0)/2，其中，系数小于0.5，且优选为0.2
‑
0.4。
[0023]在杆部过渡部的半径因此满足下面的式子：
[0024]R
U
<tan(α)*系数*(D
KA
‑
d0)/2|系数<0.5。
[0025]优选地，垫圈内径小于在头部和杆部的螺纹部之间的无螺纹部的杆部直径的1.07倍。
[0026]在另一优选实施方式中，接触角α为20
°‑
40
°
，特别是28
°‑
32
°
。这带来的优点是在期望的预载力下，可获得足够的旋转角度窗口用于组装。
[0027]在另一有利实施方式中，裙部的厚度约为支撑内经的5％
‑
25％。裙部的厚度可以用于调整可产生的预载力的范围。
[0028]本专利技术的另一方面，提供一种自动组装本专利技术的弹簧头螺钉的方法。根据本专利技术，拧紧弹簧头螺钉直至达到预定扭矩，且一旦检测到该扭矩，以预定旋转角度进一步拧紧弹簧头螺钉。
[0029]预定角度至少为180
°
，预定扭矩优选高于各应用所定义的拧入扭矩且低于为实现裙部的塑性变形所需施加的扭矩。
[0030]各应用的塑性变形区域可容易检测，因为在初期的塑性变形区域，扭矩的增加明显趋于平稳，拧入角度扭矩图保持稳定直至裙部完全塑性变形，并且随着拧入角度增加，扭矩再次急剧增加。
[0031]预定扭矩优选在塑性变形所需扭矩和各应用所定义的拧入扭矩之间的中间。
[0032]在组装如上所述类型的弹簧头螺钉的方法中，弹簧头部螺钉用于连接待安装的夹紧部件和下层部件，夹紧部件由在遭受各预载力和暴露于相应温度时产生显著蠕变变现的材料制成，弹簧头螺钉插入下层部件中。
[0033]在本专利技术的另一方面，本专利技术涉及这样的组件连接，包括如上所述的含有弹簧头螺钉和垫圈的弹簧头螺钉组件、弹簧头螺钉拧入其中的下层部件和位于垫圈和下层部件之间的夹紧部件，夹紧部件在预载荷下保持在垫圈和下部组件层之间的适当位置。
[0034]裙部的边缘区域抵靠垫圈的事实显著减少了通过裙部到夹紧部件的局部应力传递，这显著减少了夹紧部件材料的蠕变，从而因此减少了夹紧部件的蠕变变形。
[0035]即使在组件连接的预期用途所允许的温度范围内使用组件连接，在弹簧头部施加的预载力下，由于蠕变变形，夹紧部件的厚度仍然会减少最大蠕变距离。
[0036]因此，弹簧头螺钉组件，特别是弹簧头螺钉的尺寸设计为使得存储在弹簧头部的弹性变形的弹簧行程和存储在杆部的伸长部的螺钉的伸长量产生大于温度允许范围内的最大蠕变距离的总行程。
[0037]这留有存储的弹簧行程，即使夹紧部件发生蠕变，预载力可以可靠地施加于夹紧部件。因此，对于同样的预载力和螺钉直径，总行程超过普通螺杆的伸长量。
[0038]优选地，总行程和所给时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种弹簧头螺钉组件(8)，包括具有头部(12)的弹簧头螺钉(10)，所述头部(12)具有朝向螺纹杆部(16)的自由端变宽的锥形裙部(14)，所述杆部(16)邻接所述头部(12)，其中，所述弹簧头螺钉组件(8)具有垫圈(30)，位于裙部(14)和杆部(16)的螺纹部(20)之间的具有螺栓直径(d0)的杆部(16)的无螺纹部(18)中，裙部(14)的内表面(22)以半径(R
U
)过渡至杆部(16)，所述内表面(22)与支撑平面(E
A
)形成接触角(α)，所述支撑平面(E
A
)由裙部(14)的面向螺钉的自由端的端部所定义，且与螺钉轴线正交，其特征在于，所述杆部(16)在支撑平面(E
A
)和向裙部(14)过渡的半径(R
U
)之间设有具有螺栓直径(d0)的圆柱形区域。2.根据权利要求1所述的弹簧头螺钉组件，其特征在于，所述垫圈(30)具有孔，其内径(D
i
)小于邻接的所述杆部(16)的螺纹部(20)的外径(d
A
)。3.根据权利要求1或2所述的弹簧头螺钉组件，其特征在于，所述半径(R
U
)切向过渡至杆部(16)。4.根据权利要求3所述的弹簧头螺钉组件，其特征在于，所述半径(R
U
)切向过渡至所述裙部(14)的内表面(22)。5.根据前述权利要求任一项所述的弹簧头螺钉组件，其特征在于，所述裙部(14)在所述支撑平面(E
A
)定义支撑内径(D
A
)，所述半径(R
U
)小于(D
KA
‑
d0)/2*tan(α)*系数，其中系数小于0.5。6.根据前述权利要求任一项所述的弹簧头螺钉组件，其特征在于，系数为0.2
‑
0.4。7.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ，
申请(专利权)人：EJOT股份两合公司，
类型：发明
国别省市：