專利名稱：螺母及其制造方法和工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用金屬材料制成的螺母，有一個螺紋孔和一個相對于 其縱軸線徑向環形布置的內槽。此外，本發明包括一種制造所述螺母的方 法和一種為此研發的工具。
背景技術：
由德國專利305761可知一種此類型的螺母，其中，為了構成一種鎖緊 螺母，螺母制有環形的凹槽，這通過在有旋轉主軸的機床上的鏜孔刀具實 現，主軸配備有卡盤用于在車槽時固定單數或多數螺母。在切削螺紋前制 成凹槽。凹槽處于離螺母的兩個端面等距離的地方。螺紋以相同的螺距切 削在凹槽兩側。在這之后，螺母受擠壓，以實現在凹槽兩側的螺紋部分彼 此移位。瑞士專利249469提供了一種鎖緊螺母，它在其卸載端通過切除部分螺 紋制有凹槽，從而形成圓環形凸緣，它向螺紋的主要部分壓縮。由此也提 供一種鎖緊螺母。德國專利490889介紹了 一種螺母的鎖緊作用，這種鎖緊作用這樣達到， 即，在螺紋孔內，或在螺母芯內，加工一個有楔形橫截面的環槽。在這種 情況下也在螺母的上部分中通過凹槽切斷連續的螺紋，凹槽設計成由此造 成薄壁，從而使上部段具有彈性作用。在這之后，上部段通過壓縮使直徑 縮小，與此同時沿高度方向壓縮，以獲得螺母的固定作用。在這里通過凹 槽留下的薄壁段，在上部的螺紋部分縮窄和螺距位移的節圓直徑上造成彈 性作用。這樣的螺母和其他已知的螺母在其功能上有嚴重缺點，尤其鑒于其加 工的復雜性，因為必須采用切削加工去除螺母的部分螺紋或壁，以使螺紋 部分達到彈性的鎖緊作用。發明內容基于這些情況，本發明所要解決的技術問題是，創造一種能有效使用 和尤其能簡單而快速生產的螺母。獨立權利要求的原理用于解決上述技術問題；從屬權利要求提供一些有利的擴展設計。此外，由至少兩項在說明書、附圖和/或權利要求中公開 的特征的所有組合均處于本發明的范圍內。在所說明的名稱范圍內，處于 所列舉界限內的數值作為極限值也應公開并可任意使用。按本發明，在螺母的其中一個端面上成形有環形凸緣，它在橫截面內 向軸線彎曲成，使它與圍繞螺紋孔作為支承面的那個端面的區段一起，構 成與其直接對應的承接縫的邊界。按本發明另 一 項特征，具有由壁面段確定的多角形平面設計的螺母， 它的在橫截面內已變形的環形凸緣構成成形凸緣，它的外表面在離螺母的壁面段的與軸線平行的棱邊有徑向距離處延伸；在這里承接縫設置在成形 凸緣外表面附近，以及成形凸緣優選地制有在橫截面內向軸線彎曲的外表面。優選地，提供兩個平行邊棱的承接縫在橫截面內應相對于所述邊棱傾 斜一個角度；但令承接縫在螺母的一個徑向平面內延伸，也處于本發明的 框架內。尤其參見圖7至圖IO的本發明第一種優選的實施方式框架內詳細說明 的按本發明第一種優選的方案，環形凸緣在橫截面內向軸線彎曲成，使承 接縫朝螺紋孔方向開口。也就是說，承接縫的邊棱朝螺紋孔方向隔開距離。尤其參見圖11至圖14在本發明另一種特別優選的實施方式框架內詳 細說明的第二種優選的方案，環形凸緣在橫截面內向軸線彎曲成，使承接 縫朝螺紋孔方向閉合。也就是說，承接縫的邊棱朝螺紋孔方向實際上彼此 貼靠。此外，在這兩個方案中，成形在彎曲的成形凸緣端面區內的螺紋相對 螺母的其余螺紋錯移，所以按照本發明的鎖緊作用，當螺母旋緊在螺栓或 螺釘上時通過彈性地作用在螺栓或螺釘的螺紋側面上的力造成。加工在彎 曲的成形凸緣端面區內的螺紋相對于螺母其余螺紋的錯移量比較小，它在 必要時僅為十分之幾毫米，例如0.1或0.2毫米，這足以產生按照本發明的 效果。此外，這種由本發明已知的錯移，實際上可以只通過按照本發明向 軸線彎曲的環形凸緣達到。為了改變成形凸緣的彈性作用，尤其設計為柔性，可能有利的是，環 形凸緣，以及相應的成形凸緣，沿螺母圓周局部延伸。為此有利的是，環 形凸緣/成形凸緣的相鄰區段通過間斷，例如切口或其他間隙，完全或局部 彼此分隔開。與沿螺母完整的圓周延伸的成形凸緣相比，各分隔的區段在 需要時具有一種針對特定用途有利的彈性作用。下述特征有特別重要的意義在承接縫內固定有朝軸線超過其邊棱伸出的固定和/或密封機構，它例如貼靠在固定在螺母螺紋上的螺釘的內側。按本發明制造螺母的方法規定，在與螺母的平面設計相應的螺母毛坯 的一個端面上，成形具有圓形自由上棱的環形凸緣，以及借助沿軸向插入 螺母毛坯內的施壓工具使其在橫截面內朝螺母毛坯縱軸線方向彎曲。為此， 環形凸緣的自由上棱環形平行地在螺母毛坯端面相鄰的內部區延伸，以及 布置成離所述端面有一個距離。此外優選地，環形凸緣變形時在其上棱的一個端面區內被鐓粗，從而 使該端面區具有比成形凸緣接著的區域大的橫截面。按本發明方法的另一項特征，在螺母毛坯的軸向孔道內，也尤其在彎 曲后的成形凸緣端面區內，切削出或按其他方式成形內螺紋。此外，為了 使螺母完備，成形凸緣應在內螺紋成形后朝內螺紋方向錯移。如果沒有在彎曲成形凸緣的同時已經實現，則可以這樣進行，即，使 承接縫的邊棱朝螺紋孔方向相隔一定距離或互相支靠。當與螺母旋緊時， 所述錯移導致將彈性夾緊力作用在螺栓或螺釘的螺紋輪廓側面上。一種適用于實施本方法的工具，包括在外殼內的一個用于沖頭的導向通道，它終止在由工具端面的環形邊緣構成的工件安裝區；沖頭可沿軸向 移動地裝入導向通道內。此外，該環形邊緣應當具有在橫截面內朝端面的 方向向里彎曲的內表面，它在擠壓過程中影響環形凸緣的彎曲。業已證實有利的是，沖頭的自由加壓端面在工件環形凸緣內部裝在工 件上，此時將外殼可導向工件環形凸緣地裝在沖頭上。按本發明另一項特征，沖頭的遠離自由加壓端面的那個端部設有至少 一個徑向伸出的止擋機構；其運動軌道內設外殼的內臺階作為相配止擋。總之提供了一種解決發明人所提出的技術問題的討人喜歡的解決方案。


由下面對優選的實施例的說明中以及借助附圖，給出本發明的其他優點、特征和詳情；其中與它對應配設的以及同樣局部剖開示出的工件的側視圖； 圖2表示圖1中工件的俯視圖； 圖3表示相對于圖1、圖2放大表示的工件斜視圖； 圖4表示工具和已部分裝入的工件的局部剖開示出的側視圖； 圖5表示工具和已變形的工件的局部放大縱剖面； 圖6表示圖5中按其箭頭IV的局部放大圖； 圖7表示變形后的工件即螺母與圖3相應的視圖； 圖8表示加工后的工件即螺母的局部剖切視圖； 圖9表示圖8所示加工后的工件即螺母的俯視圖； 圖IO表示加工后的工件即螺母與圖8相比的局部放大圖； 圖11表示按經修改的實施形式變形后的工件即螺母與圖3相應的視圖；圖12表示按圖11所示經修改的實施形式的加工后的工件即螺母的局 部剖切示意圖；圖13表示按圖11所示經修改的實施形式加工后的工件即螺母的俯視圖；圖14表示按圖11所示經修改的實施形式的工件即螺母與圖12相比的 局部放大圖；以及圖15表示工件經修改的實施形式相對于圖1、圖2放大表示的斜視圖。
具體實施方式
用于加工一個環狀工件50的金屬工具10具有沖頭12，它的長度a在 這里為76mm以及直徑d約為10mm，從它在圖1中的上端成形出一個中央 擋盤14，擋盤直徑d,在這里是12mm和軸向厚度b為3mm。沖頭12并因 而其加壓端面15的直徑d的尺寸，取決于螺母毛坯52在后面再說明的孔 道的直徑。沖頭12可移動地裝在套筒狀外殼20的導向通道16中，外殼的 軸向長度h在這里是78mm,以及外徑c約為22mm。沿外殼縱軸線A延伸的導向通道16的直徑e略大于所述沖頭12的直徑d。
離圓柱形外殼20上部口邊32的軸向距離n為23mm處，在其外表面 22成形一個環形凸緣24。在一個由其在圖1中的上部環形棱邊26確定的 徑向平面D， 一方面終止外殼20的含有導向通道16的管座段28，管座段 在該平面D上過渡為外殼20的一個提供已提及的口邊32的頂段30。另一 方面，為了構成一個作為用于擋盤14的止擋機構的環形內臺階17，導向通 道16匯入一個延續它的軸向通道18內，軸向通道18的長度取決于環形凸 緣24離口邊32的所述軸向距離n,以及它在外殼20的頂段30內延伸。頂 段30的壁厚z為3mm,它小于管座段28約為5mm的壁厚z,。此外，環形 凸緣24在其靠近管座段28的區域內具有相對于管座段傾斜的環面25。
外殼20的管座段28的自由端由高度i約為4mm的環形邊緣34決定， 一個朝縱軸線A方向傾斜角度w約為25°的內表面38從其環形棱邊36出 發。內表面38終止在外殼管座段28的一個在橫截面內朝縱軸線A傾斜的 端面40處。
在圖1中沿軸向與外殼20或其環形邊棱34對應配設金屬材料制成的 工件50。在這里涉及六角形平面設計的螺母毛坯52的坯件，它取決于螺母 毛坯52兩個端面54、 54t的約為10mm的軸向高度q。在螺母毛坯52的六 個本身平直面的壁面段56之間，沿工件縱軸線E延伸一個孔道58。在圖3 中可看到的與在里面的環形支承面55相鄰的上端面54處，軸線平行地成 形一個環形凸纟彖64，它的高度q,例如為5mm以及有較小的壁厚t，它的自 由上棱66為圓形的平面設計。
工具10的沖頭12同軸地輸入支承在用Q示意表示的底面上的工件50， 并將其加壓端面15穿過所述支承面55,也就是說，它的內徑t,略大于加壓 端面15的直徑d。當外殼20沿加壓方向P下沉時，其環形棱邊36的傾斜 的內表面38和接著的端面40,用冷擠壓的方法，使工件50的環形凸緣64 按圖5、圖6變形為在橫截面內向軸線彎曲的成形凸緣74,在其形成后在 孔道58內，例如通過切削，成形內螺紋60;從而形成一個在圖7至圖10 中示意表示的固定螺母70,它有提供所述與軸線平行的壁面段56、高度為 y的螺紋座72;所述孔道58通過內螺紋60成形為螺旋孔或螺紋孔62。成 形凸緣74沿軸向與之相對置，成形凸緣74有在橫截面內向軸線彎曲的上 表面或外表面76。在所述環形凸緣64凈皮擠壓時通過其在橫截面內變形成為成形凸緣74并含有一個環形內槽，作為一個沒有示處的嵌入環的承接縫78。 在內螺紋60成形后，外殼20或相應的工具被壓在環形凸緣64上并使它再 一次朝內螺紋60的方向有些許變形。在成形凸緣74的外表面76附近延伸的承接縫78的橫截面，按圖10 相對于其邊棱80傾斜一個扁平的角度K，但也可以按另一種設計在成形凸 緣74的徑向平面內延伸，也就是說沒有橫截面傾斜。在圖6中表示了傾斜 的成形凸緣74的端面區81，它在變形時遭遇鐓粗，由此在自由端形成鐓粗 凸塊84，它在橫截面內比成形凸緣74本身寬；在圖10中為了視圖清晰起 見沒有描繪所述的橫截面差異。由圖10可以看出與軸線平行的壁面段56與成形凸緣74的外表面之間 徑向寬度r的外部臺階82，它是已4是及的上端面54的一部分；外部臺階82 的圖示的徑向寬度r只存在于壁面段56的平行于軸線的棱邊57處。上面提到的嵌入環沒有示出，它作為環形件夾緊地固定在承接縫78內 并且超過邊棱80向軸線方向伸出，以及作為固定和/或密封機構貼靠在裝在 螺紋孔62的螺釘等上。取決于功能，它用剛性或有限彈性的材料制成。在按圖3所示的螺母毛坯52的實施方式中，環形凸緣64在其面朝孔 道58的內側沒有螺紋。在一方面按圖7至圖IO和另一方面按圖11至圖14 的已加工完成的螺母與之不同的實施形式中，環形凸緣在其面朝螺紋孔62 方向的內側，亦即在端面區81內帶有螺紋。在端面區81內的螺紋相對于其余內螺紋有小量的，在這里為0.1至0.2 毫米錯移量的位移。因此，當旋上例如圖10或圖14所示螺母時，成形凸 緣70逆著用附圖標記S表示的箭頭方向"彎曲，，并在到達正確的螺紋導程 尺寸后卡夾在螺栓或螺釘的螺紋輪廓側面上，這當然在保持一定緊度的情 況下，所述緊度通過加工在向軸線彎曲的環形凸緣64端面區81內的螺紋 錯移量達到，并造成一個相應的沿用S表示的箭頭方向作用的彈性力。由 此防止在螺母與螺栓或螺釘之間閉合的螺旋連接松開。圖11至圖14表示一種與圖7至圖IO所示不同的實施形式的螺母，其 中，修改了環形凸緣64，使之在橫截面內向軸線彎曲為，使承接縫78朝螺 紋孔62方向閉合，除此之外與前面的圖1至圖IO表示的螺母相同。為此， 現在承接縫78的邊棱80朝螺紋孔62方向互相貼靠。換句話說，承接縫78 有由圖14可見的橫截面滴狀的邊界，因此現在不同于圖IO中的角度K,在承接縫78處延伸的邊棱80按角度K'彼此傾斜。承接縫78的邊棱80朝 螺紋孔62方向的完全相靠，如已說明的那樣可以在內螺紋60中不僅成形 在端面區81內而且成形在其余螺母中，在這之后，通過使成形凸緣74朝 內螺紋60方向互相支靠達到。在這里成形凸緣74的最終錯移，達到成形 凸緣74最后與該錯移量相應的小量彎曲或鐓粗。原則上在圖IO所示的實 施方式中可以將錯移量設計得較大，而在圖14所示的實施方式中基于成形 凸緣74較大的彎曲，所以可以獲得可靠的彈性力。錯移量可以在1至2個 螺距區內。按圖IO的例子，錯移量在1.5個螺距內。在圖14的例子中，錯 移量在1個螺距內。在這兩種實施方式中業已證實特別有利的是，成形凸 緣74的與承接縫相鄰的端面區81，比與之連接的橫截面厚，后者如圖6所 示比較薄并因而可容易彎曲以及由此易于加工和制造螺紋。圖15表示工件50'與圖3相比改型后的實施方式，它與圖3所示的工 件50—樣作為基本位置可以用于按圖5至圖14的螺母。在工件50'中環形 凸緣只局部地沿工件50'圓周延伸。在這里設三個區段64'，它們通過三個間 隙65形式的間斷，彼此完全分開地成形在工件50'的端面54上。如上面已說明的那樣(圖5、圖6)，區段64'可以向軸線彎曲，以獲得 按照本發明設計思想的螺母。由區段64'構成的成形凸緣的彈性作用，比按照圖7至圖14沿整個圓 周延伸的成形凸緣的彈性作用更輕巧且更柔性。
權利要求
1.一種用金屬材料制成的螺母，具有螺紋孔(62)和相對于其縱軸線(E)徑向環形布置的內槽(78)，其特征為在螺母(70)的其中一個端面(54)上成形有環形凸緣(64)，該環形凸緣在橫截面內向軸線彎曲成，使與圍繞螺紋孔(62)作為支承面(55)的那個端面的區段一起，構成與其直接對應配設的承接縫(78)的邊界。
2. 按照權利要求1所述的螺母，有由壁面段(56)確定的多角形平面 設計，其特征為，在橫截面內已變形的環形凸緣(64)構成一個成形凸緣(74),它的外表面(76)在離螺母(70)的壁面段(56)的與軸線平行的 棱邊(57)有徑向距離(r)處延伸，其中，承接縫(78)設置在成形凸緣 外表面附近。
3. 按照權利要求2所述的螺母，其特征在于成形凸緣(74)在橫截面 內朝軸線彎曲的外表面(76)。
4. 按照權利要求2所述的螺母，其特征在于成形凸緣(74)在橫截面 內向下彎曲的內表面。
5. 按照權利要求1至4之一所述的螺母，其特征為，提供兩個平行邊 棱(80 )的承接縫(78 )在橫截面內相對于所述邊棱傾斜一個角度(K')(圖 10)。
6. 按照權利要求1至5之一所述的螺母，其特征為，成形凸緣(74) 的與承接縫(78)相鄰的端面區(81)比與其連接的橫截面厚(圖6)。
7. 按照權利要求1至6之一所述的螺母，其特征為，環形凸緣(64) 在橫截面內向軸線彎曲成，使承接縫(78)朝螺紋孔(62)方向開口，以 及承接縫(78)的邊棱(80)朝螺紋孔(62)方向隔開距離。
8. 按照權利要求1至6之一所述的螺母，其特征為，環形凸緣(64) 在橫截面內向軸線彎曲成，使承接縫(78)朝螺紋孔(62)方向閉合，以 及承接縫(78)的邊棱(80)朝螺紋孔(62)方向彼此貼靠。
9. 按照權利要求1至8之一所述的螺母，其特征為，環形凸緣(64) 在端面(54)的外壁上延伸。
10. 按照權利要求1至9之一所述的螺母，其特征為，環形凸緣(64) 沿螺母的整個圓周延伸。
11. 按照權利要求1至9之一所述的螺母，其特征為，環形凸緣(64) 沿螺母圓周局部延伸，尤其環形凸緣的相鄰區段(64')通過間斷(65)彼 此分隔開。
12. 按照權利要求1至11之一所述的螺母，其特征為，在承接縫(78 ) 內固定有朝軸線超過其邊棱(80)伸出的固定和/或密封機構。
13. 按照權利要求12所述的螺母，其特征在于環形的固定和/或密封機構。
14. 一種用于制造按照前列諸權利要求中至少 一項所述螺母的方法，其 特征為在與螺母(70 )的平面設計相應的螺母毛坯(52 )的一個端面(54 ) 上，成形具有圓形自由上棱(66)的環形凸緣(64),以及借助沿軸向插入 螺母毛坯內的施壓工具(10)使該環形凸緣在橫截面內朝螺母毛坯縱軸線(E)方向彎曲。
15. 按照權利要求14所述的方法，其特征為，環形凸緣(64)的自由 上棱(66)環形平行地在螺母毛坯(52)端面(54)的相鄰的內部區旁延 伸，以及布置成與所述內部區/端面間隔距離。
16. 按照權利要求15所述的方法，其特征為，在端面(54)的內部區 與環形凸緣(64)的內表面之間構成環形內槽(78)。
17. 按照權利要求14或16所述的方法，其特征為，環形凸緣(64)變 形時在其上棱(66)的一個端面區(81 )內被鐓粗(圖6)。
18. 按照權利要求14至17之一所述的方法，其特征為，在螺母毛坯(52 ) 的軸向孔道(58)內，也尤其在彎曲后的成形凸緣(74)端面區(80)內， 成形有尤其切削出的內螺紋(60 )。
19. 按照權利要求14至18之一所述的方法，其特征為，在內螺紋(60) 成形后，成形凸緣(74)的邊緣朝內螺紋方向錯移。
20. —種實施按照權利要求14至19之一所述方法的工具，其特征為 外殼(20)的用于沖頭(12)的導向通道(16)終止在由工具端面(40) 的環形邊緣(34)構成的用于安裝工件(50)的安裝區，以及，沖頭可沿 軸向移動地裝入導向通道內。
21. 按照權利要求20所述的工具，其特征為環形邊緣(34)具有在 橫截面內朝外殼(20)的端面(40)的方向向里彎曲的內表面(38)，用于 支承工件(50)的環形凸緣(64)。
22. 按照權利要求20或21所述的工具，其特征為將外殼(20)向工 件(50)的環形凸緣(64)導引地裝在沖頭上。
23. 按照權利要求22所述的工具，其特征為沖頭(12)的遠離自由 的加壓端面(15)的那個端部"i殳有至少一個徑向伸出的止擋^4勾(14)，以 及，在其運動軌道內設外殼(20)的內臺階(17)，作為沖頭止擋機構的配 對止擋(圖1 )。
24. 按照權利要求20至23之一所述的工具，其特征為外殼(20 )的 工具端面(40)設計為能夠放置在工件(50)的成形凸緣(74)上。
全文摘要
本發明涉及一種用金屬材料制成的螺母，其具有螺紋孔(62)和相對于其縱軸線(E)徑向環形布置的內槽(78)，按照本發明在螺母(70)的其中一個端面(54)上成形有環形凸緣(64)，它在橫截面內向軸線彎曲成，使它與圍繞螺紋孔(62)作為支承面(55)的那個端面的區段一起，構成與其直接對應的承接縫(78)的邊界。
文檔編號F16B39/38GK101336348SQ200680052378
公開日2008年12月31日 申請日期2006年12月21日 優先權日2005年12月22日
發明者哈特馬特·弗萊格 申請人:哈特馬特·弗萊格