螺纹锁定／普通转矩紧固件和紧固件组件制造技术

一种螺纹锁定紧固件组件，包括：限定内螺纹的螺母锚定件，所述内螺纹具有纵向轴线、导面和从面，所述内螺纹在轴向截面中具有的牙形关于从所述轴线沿径向向外延伸的第一虚拟线对称；和具有外螺纹的紧固件杆，所述外螺纹具有纵向轴线、导面和从面，所述外螺纹被接纳在所述内螺纹中，使得所述轴线大致重合。所述外螺纹在轴向截面中具有的牙形具有：径向内基部区域，其关于从所述杆轴线沿径向延伸的第二虚拟线对称；和可偏转的径向外牙顶，其关于所述第二虚拟线不对称，使得所述牙顶防止所述外螺纹牙形在所述内螺纹牙形中沿轴向居中，除非将足够的轴向力施加于所述杆以偏转所述牙顶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及螺纹锁定/普通转矩紧固件和紧固件组件，特别是涉及具有改进的外 螺纹牙形几何形状的紧固件，这种改进的外螺纹牙形几何形状优化了组件接合整体性。
技术介绍
通常公认的是，具有螺纹锁定类型紧固件上特定设计外螺纹的物体用于当紧固件 拧入螺母锚定件(nut anchor)中时形成配合螺纹干涉状态，其中螺母锚定件已经根据已知 的或公认的螺纹标准(例如ISO标准965/1)被预攻丝。在此所使用的术语“螺母锚定件” 的含义包括任意分立螺母或者可供紧固件拧入的任意锚定件或支撑件。这样的配合螺纹干涉可在螺纹大直径或称外径处出现，如图1A中所示。此图显示 出组装到螺母锚定件的预攻丝内螺纹3中的外螺纹2的局部截面图，其中，螺纹干涉4在配 合螺纹的外径处可见。通过使从外螺纹2的中径5到此螺纹的外径或称大直径的距离超过 从内螺纹的中径6到此螺纹的外径或称大直径的距离，形成干涉。干涉4的量决定螺纹紧 固件/螺母锚定件组件的螺纹锁定能力。配合螺纹干涉也可在底径或称内径处出现，如图1B中所示。在此，紧固件外螺纹 7组装到具有内螺纹8的螺母锚定件。在螺纹底径处可见的干涉9形成组件的螺纹锁定特 性。第三种类型的配合螺纹干涉图示在图1C中。在此，具有外螺纹10的紧固件显示 被组装到具有内螺纹11的螺母锚定件中。在此组件中，干涉12沿螺纹牙侧之一形成。在图1A至1C中，紧固件的具有外螺纹2、7或10的头部沿箭头H的方向定位。显然，所有上述的已知组件仅依靠配合螺纹干涉而实现螺纹锁定效果。在业界通 常公认的是，配合螺纹干涉的量是对于可通过任一上述组件而获得的螺纹锁定程度的控制 因素。在所有这些示例中，连续重复使用螺纹紧固件导致配合螺纹磨损，从而使螺纹锁定程 度随时间而减弱。虽然每种前述的现有技术螺纹干涉组件可对特定应用生效，不过，在有些应用中， 这些组件不能实现所希望的螺纹锁定效果，结果，组件接合整体性可能受损。换句话说，螺 纹紧固件可在已接合组件承受外加力时变松。术语“已接合组件”是指在组件中，螺纹紧 固件已经承受由于施加转矩用于产生适合组装而在紧固件中产生的拉伸力。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的螺纹锁定类型紧固件组件，其在承受外 加力时具有优异的组件接合整体性。本专利技术的进一步的目的在于提供一种螺纹锁定紧固件组件，其可重复使用而不会 显著丧失其锁定能力。本专利技术的另一目的在于提供一种这种类型的组件，其可用于各种不同应用中。又一目的在于提供这样的紧固件组件，其具有增强的夹紧载荷保持能力。本专利技术的再一目的在于提供一种螺纹锁定紧固件，其当组装到螺母锚定件时提供 一个或多个前述优点。本专利技术的进一步的目的在于提供这样的紧固件，其批量制造相对比较容易和便且。本专利技术的又一目的在于提供这种类型的紧固件，其杆可具有柱形或凸瓣形构造。在下文中，其它目的将显而易见并将变得明显。因此，本专利技术包括结构、元件组合和部件构造的特征，这些将在以下详细描述中例 示，本专利技术的范围将由权利要求限定。通常，本专利技术使用在配合紧固件和螺母锚定件螺纹的大直径或称外径处形成的螺 纹干涉，从而通过在紧固件螺纹上引入特定设计的牙顶来增强整体螺纹锁定性能，所述牙 顶用于将在紧固件固紧在螺母锚定件中以实现组装时由于牙顶偏转所致的残余能量储存 在螺纹中。如将在下文中更详细地所述，最佳地，当螺纹牙顶的偏转不超过会导致紧固件螺 纹牙顶永久变形的量时利用紧固件螺纹中的残余或储存能量。也就是说，所述偏转最佳地 保持在紧固件螺纹材料和几何形状的“比例极限(limit of proportionality)”内。根据本专利技术，所述紧固件具有螺纹杆，螺纹杆具有轴向杆芯和形成在杆芯上的螺 旋螺纹。螺纹的轴向截面牙形提供径向内螺纹基部区域，其从杆芯延伸到与杆芯轴线分开 且平行的虚拟基准线。牙形还提供径向外螺纹牙顶，其从基准线延伸到螺纹的尖端并可偏 转。基部和牙顶通过从杆芯延伸到尖端的导面和从面限定。从面具有径向内部分和径向外 部分，径向内部分和径向外部分在基准线处接合，以限定小于180度的内角，使得当紧固件 拧入螺母锚定件中且紧固件的从面通过选定力而靠近螺母锚定件的导面时，螺纹牙顶偏转 以增大所述内角，由此，将残余能量储存在紧固件螺纹中，使得已接合组件具有增强的接合 整体性和夹紧载荷保持力。附图说明为了更全面理解本专利技术的实质和目的，应参照以下结合附图进行的详细描述，其 中图1A至1C(已描述)是显示出内/外自锁定螺纹组件的截面的示意图，其中，在 螺纹大直径或称外径、螺纹底径或称内径、以及一个螺纹牙侧处分别形成螺纹锁定干涉；图2是具有根据本专利技术的螺纹牙形的螺纹锁定紧固件的局部侧视图；图3是以显著更大放大率显示出图2所示紧固件的螺纹牙形的示意图；图4是显示出被组装到螺母锚定件但在拉伸力施加于紧固件杆之前的图2所示紧 固件的各部分的截面的侧视图；和图5是以显著更大放大率显示出图4所示组件一部分在拉伸力施加于紧固件杆之 后的示意图。具体实施例方式参见图2，体现本专利技术的螺纹锁定紧固件20包括驱动头22和整体以24表示的杆， 杆24从所述头沿中心轴线A延伸。所述头可为任何所希望的类型或构造，并可包括有利于紧固件旋转的所示凹部22a或突出部。而且，虽然所示杆24具有大致圆形截面，不过其也 可具有凸瓣形截面形式。例如，其可具有三叶形截面形式，如美国专利3，195，156中所述。 根据特定的应用，杆可具有多至7个凸瓣。优选地，杆24的自由端部分渐缩，如24a所示， 以利于将紧固件插入螺母锚定件N(图4)中。杆24包括杆芯26，且杆芯26具有围绕杆芯26以螺旋形式形成的螺纹28。这种 螺纹在轴向截面中具有牙形28’并可沿杆芯的整个长度或沿杆芯的一部分延伸。螺纹具有 大直径或称外径32、底径或称内径34和对给定尺寸紧固件而言通常恒定的螺纹牙形高度 36。螺纹的螺旋角或盘旋角a的量通过外径34和螺纹轴向螺距38之间的直接关系确定。 通常，轴向螺距将基于由组件制造商所选的螺母锚定件中的预攻丝螺纹的轴向螺距。现在参见图3，其中更详细地显示出螺纹28的螺纹牙形28’。螺纹牙形28’包括 从杆芯26 (图2)延伸到平行于杆芯设置的虚拟基准线D的径向内区域或称基部区域40和 从基准线D延伸到螺纹尖端44的径向外区域或称牙顶42。这两个区域40和42通过螺纹 牙形的导面46和从面48定界。如图3中可见，这些面分别包括在杆芯26处具有牙底的径向内部分46a和48a，并 且会聚而使得基部40关于垂直于杆芯和杆轴线A(图2)延伸的高程线(elevation line) L对称。优选地，基部40被线L等分，并限定内角0，且对标准已知螺纹形式而言基于中径 50，其中，螺母锚定件N具有相配的中径51。 在基准线D上方，牙顶42关于线L不对称，且其具有导面部分46b和从面部分48b。 面部分48b在基准线D的临界部位52交叉于面部分48a，并与面部分48a限定内角、’ y 在158°至162°的范围内，且优选地为160°。导面部分46b可或多或少地为部分46a的 延伸部，如图3中虚线所示。更优选地，此导面形成凹口，如此图中以实线所示，使得牙顶42 在基准线D处具有选定宽度54。最小凹口应处于使得图3中的角度8约为165°的位置， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺纹锁定紧固件，包括杆，所述杆包括具有纵向轴线的杆芯和螺纹，所述螺纹的牙形在轴向截面中提供了：刚性相对较高的径向内基部，其从所述杆芯延伸到与所述轴线分开且平行的虚拟基准线；可偏转的径向外牙顶，其从所述基准线延伸到所述螺纹的尖端，所述基部和牙顶是由从所述杆芯延伸到所述尖端的螺纹导面和从面界定的，所述从面具有从所述杆芯延伸到所述基准线的径向内部分和从所述基准线延伸到所述尖端的径向外部分，所述径向内部分和径向外部分限定了小于１８０度的内角，使得当利用选定力而逆着螺母锚定件螺纹的导面拉曳所述从面时，所述牙顶偏转，从而增大所述内角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A普里查德，
申请(专利权)人：研究工程及制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]