防松紧固装置的制作方法

1.本发明涉及一种防松紧固装置，尤其涉及一种防松紧固螺栓。


背景技术：

2.螺栓广泛用于各种机械部件之间的紧固连接，在工作过程中，若螺栓受到外力冲击或振动而发生松动，则会导致连接件脱落并且由此产生较严重的安全隐患。考虑到这一点，目前存在有如下防松措施，端面摩擦扭矩防松措施，例如加装平垫圈、弹簧垫圈、锯齿垫圈等；或螺纹面摩擦扭矩防松措施，例如双螺母结构、偏心螺母、楔形垫圈等；抑或不可拆卸的防松措施，例如胶接、焊接、铆接等；此外还有机械锁紧的防松措施，例如开口销钉。然而，这些防松结构一方面在机械结构运行时无法较为有效地防止旋转松动，另一方面，这些防松结构使装配过程变得更为复杂且更为耗时。


技术实现要素：

3.基于此，本发明的目的在于提供一种改善的防松紧固装置，其在保证防松效果的基础上能够简化各机械部件的装配过程。
4.此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
5.本发明通过提供一种防松紧固装置来解决上述问题，具体而言，其包括螺栓和防松结构，所述螺栓沿轴向方向包括用于与待连接件进行螺纹连接的连接区段以及用于进行旋拧操作的操纵区段，在所述操纵区段的外周缘上设有沿轴向方向延伸的齿部；所述防松结构包括如下部件：壳体，所述操纵区段容纳且止挡在所述壳体中，所述连接区段通过贯通孔从所述壳体中伸出；滑轨，其固定地布置在所述壳体中；滑动元件，其可沿斜接方向滑动地设置在所述滑轨处，在所述滑动元件朝向所述操纵区段的端部处设有配合齿部，其中，所述斜接方向与所述轴向方向成角度；弹簧元件，其设置成用于给所述滑动元件施加弹簧力，借助所述弹簧力使所述滑动元件进行滑动，以用于在夹紧状态与脱开状态之间进行切换，其中，在所述夹紧状态中，所述齿部和配合齿部处于接合中；在所述脱开状态中，所述齿部和配合齿部脱离接合。
6.根据本发明所提出的防松紧固装置，所述弹簧力为复位力，所述复位力推动所述滑动元件朝着所述操纵区段滑动运动并且将所述齿部和所述配合齿部带入到接合中。
7.根据本发明所提出的防松紧固装置，所述滑轨包括分别相对于所述壳体固定地布置的上轨道和下轨道，其中，在所述上轨道和所述下轨道之间存在有沿所述斜接方向延伸的容纳空隙，在所述容纳空隙中可滑动地容纳有所述滑动元件。
8.根据本发明所提出的防松紧固装置，在所述下轨道的外壁处设有用于与壳体螺纹连接的外螺纹，所述外螺纹的螺纹旋向与所述连接区段的连接螺纹的螺纹旋向相反。
9.根据本发明所提出的防松紧固装置，所述滑动元件包括多个彼此分离的瓣状的子
滑块，其中，所述多个子滑块共同围成绕所述轴向方向的锥状外形，并且每个子滑块具有沿斜接方向延伸的周面，所述子滑块以所述周面在所述容纳空隙中进行滑动。
10.根据本发明所提出的防松紧固装置，每个子滑块还具有联接到其周面处的且沿轴向方向延伸的止挡部，借助所述止挡部限制所述子滑块沿斜接方向的滑动路径。
11.根据本发明所提出的防松紧固装置，所述弹簧元件设置成用于给所述止档部施加用于推动所述滑动元件在容纳空隙中进行滑动的复位力，所述复位力平行于所述轴向方向或具有沿轴向方向的力分量。
12.根据本发明所提出的防松紧固装置，所述弹簧元件构造为螺旋弹簧并且借助所述弹簧座布置在所述壳体中，通过所述弹簧座给所述滑动元件施加复位力。
13.根据本发明所提出的防松紧固装置，在所述连接区段与所述操纵区段之间设有突出部，借助所述突出部将所述操纵区段止挡在所述壳体中。
14.根据本发明所提出的防松紧固装置，在所述操纵区段的自由的端部处设有旋拧接口，通过所述旋拧接口对所述螺栓进行旋拧操作。
15.根据本公开的防松紧固装置在保证防松止动的技术上能够实现对零部件的快换操作。
附图说明
16.参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1以剖视图示出了根据本发明的处于脱开状态中的防松紧固装置；图2以剖视图示出了根据本发明的处于夹紧状态中的防松紧固装置；图3以立体图示出了根据图1和图2的防松紧固装置的滑动元件。
具体实施方式
17.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
18.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
19.参考图1和图2，其示出了根据本发明的防松紧固装置100的剖视图，该防松紧固装置整体上包括螺栓110和起止动作用的防松结构120。螺栓110沿其轴向方向具有连接区段111和操纵区段112，其中，在连接区段111的外周缘上设有连接螺纹（未示出）用于与待连接件进行螺纹连接，而操纵区段112用于供操作者使用或与动力工具配合来实施旋拧操作，以便建立或消除螺栓110、尤其连接区段111与待连接件之间的螺纹连接作用。在此所提到的轴向方向平行于螺栓110的长度方向并且连接区段111的连接螺纹的螺纹旋向涉及到该轴向方向。连接区段111的连接螺纹能够构造为用于与待连接件相配合的外螺纹，当然，其还
能够构造为用于与待连接件相匹配的内螺纹。连接区段111、尤其其设有连接螺纹的那部分能够但不限于以简单的方式构造为柱状；并且操纵区段112同样能够但不限于以简单的方式构造为柱状。此外，操纵区段112为了与动力工具配合使用而能够代替此地具有类似于六角螺母的横截面，所述横截面能够与动力工具的旋拧头相匹配。该操纵区段112的外形能够根据需要进行设计，并不限于上面所列举的形式。
20.为了防止在受到外力冲击时借助螺栓110所建立的螺纹连接发生松动，给螺栓110配属有专用的防松结构120，该防松结构包括壳体121、以及容纳在其中的滑动元件122、滑轨123和弹簧元件124。螺栓110的连接区段111为了与待连接件进行螺纹连接而经由壳体121的贯通孔伸出到其外，而螺栓110的操纵区段112容纳且止挡在壳体121中。防松结构120的这种止动作用可涉及到螺栓110的旋拧期间以及完成旋拧操作之后的工作期间。该防松结构120的止动作用以齿配合的方式来实现，即容纳且止挡在壳体121中的操纵区段112的端部、尤其其远离连接区段111的端部（在附图中表示为下方的端部）处设有沿轴向方向延伸的齿部1121，与此相应地，在滑动元件122的端部处设有配合齿部1221，其能够与操纵区段112的齿部1121进入啮合中。滑动元件122如此固定在滑轨123上，使得该滑动元件122能够借助弹簧元件124沿与轴向方向成一定角度的、尤其成锐角的斜接方向进行滑动，其中，该滑轨123在壳体121中相对固定地进行布置。
21.若滑动元件122沿斜接方向以其设有配合齿部1221的端部朝向操纵区段112进行滑动，则其配合齿部1221与操纵区段112处的齿部1121进入接合中（即该滑动元件到达夹紧状态中，参见图2）；与此相反地，若滑动元件122沿斜接方向以其设有配合齿部1221的端部远离操纵区段112进行滑动，则其配合齿部1221与操纵区段处的齿部1121脱离接合（即该滑动元件到达脱开状态中，参见图1）。通过齿部1121和配合齿部1221的接合，能够防止整个螺栓110绕轴向方向进行扭转，也即这种接合产生了防扭转作用。此外，通过轴向方向的齿部与沿斜接方向的滑动的组合，能够以简单的方式实现运动转换，这对于螺栓这种小型连接件来说是较有利的。
22.在此，应该指出的是，“沿轴向方向延伸”这一概念是指齿部以及配合齿部沿轴向方向具有一定的长度，例如附图中所示出的那样，该齿部能够沿轴向方向延伸经过整个操纵区段的长度。代替此地，该齿部也能够仅仅延伸经过操纵区段的沿轴向方向的部分长度，例如该齿部布置在操纵区段的下方的端部区域中。此外，“齿部”或“配合齿部”在整体层面上能够理解为彼此并排布置的凹槽和凸出部的组合结构，也即，其垂直于轴向方向的横截面呈现为凹槽和凸出部的组合排列，并且由此实现形状配合的止动作用；进一步具体地，包含彼此排列布置的凹槽和凸出部的横截面形状能够以常见的齿的形式来实现。此外，“斜接方向”这一概念涉及到轴向方向，在下面还将阐述的锥状的滑动元件的情况下，该斜接方向应该延伸地理解为与轴向方向成固定角度的、尤其平行于锥面的一组空间方向。还应该说明的是，在此所应用到的相对意义上的方位词“内”和“外”涉及到螺栓的中轴线（即轴向方向），即较靠近中轴线则表述为“内”，反之为“外”；相对意义上的方位词“上”和“下”涉及到在旋入到待连接件之后的螺栓的连接区段，即较靠近该连接区段则表述为“上”，反之为“下”。
23.在此，弹簧元件124可借助其复位力自动地实现对螺栓110的止动作用。具体地，弹簧元件124在旋拧过程中处于压缩状态中，这种压缩状态能够借助动力工具或操作者来实
现，而在旋拧过程结束后，在外部压缩力消失之后即借助本身的复位力来推动滑动元件122朝向夹紧状态的方向进行滑动，并且由此自动将齿部1121和配合齿部1221带到接合中。如在附图中所示出的那样，弹簧元件124以其复位力推动滑动元件朝向操纵区段滑动运动，尤其以其设有齿部1121的端部朝向操纵区段112的设有配合齿部1221的区域进行滑动运动。借助于弹簧复位力能够使齿部和配合齿部自动进入到夹紧状态中并且能够使其较可靠的保持在夹紧状态中。这也给机械零部件的快换操作提供了可能性。
24.可选地，滑轨123包括上轨道1231和下轨道1232，其分别固定在壳体121中并且在这两者之间存在有容纳空隙，在所述容纳空隙中可滑动地夹持有滑动元件122。由于该滑动元件122可沿斜接方向在滑轨上沿着滑动，则这意味着该容纳空隙形成在斜接方向上的通路。如附图中所示出的那样，在螺栓110的操纵区段112构造成柱状且壳体构造为一侧敞开的空心柱状的情况下，该下轨道1232能够构造为空心锥状并且其在平行于轴向方向的平面中具有梯形的横截面。同样地，上轨道1231具有以斜接方向绕轴向方向成型的锥状区段，所述锥状区段以其内壁朝向螺栓110的操纵区段112。上轨道1231的外壁与下轨道1232的内壁共同限制该容纳空隙。在这种设计方案中，滑动元件122沿斜接方向滑动直至从该容纳空隙中伸出，并且由此以其配合齿部1221与操纵区段112的齿部1121进入接合中；与此相对地，在脱开状态中，该滑动元件122能够完全容纳在该容纳空隙中、尤其以其带有配合齿部1221的端部与该上轨道1231和下轨道1232的端部齐平。通过这种双轨道的设计方式，能够简化滑动元件相对于滑轨的固定结构并且能够避免对滑动元件的运动干涉。
25.进一步可选地，在这种双轨道的设计方案中，滑动元件122还设有止挡部，以用于防止其从容纳空隙中完全脱落出来。该止挡部能够作为与滑动元件分离的部件来实施，例如其能够固定在下轨道的上侧处，当齿部与配合齿部进入接合时该滑动元件止挡在该上侧处。
26.在一较简单的实施方式中，该止挡部能够作为滑动元件的组成部分。具体地，如图1和2所示出的那样，该滑动元件122包括沿斜接方向延伸的主体1223以及与该主体邻接的沿轴向方向延伸的位于上端的止挡部1224，在该主体的下端部处设有上面所阐述的配合齿部1221。在该配合齿部1221与操纵区段112的齿部1121进入接合中时，该止挡部1224正好到达该容纳空隙的入口处，以这种方式来限制滑动元件122、尤其其主体1223的滑动路径。此外，在未投入使用阶段中，该止挡部还能够防止滑动元件作为整体从容纳空隙中滑落出来并且由此实现防丢失作用。
27.进一步优选地，该滑动元件122的主体1223能够类似锥状地进行设计，或其包括有多个瓣状地设计的子滑块，该多个子滑块共同构成锥状的、尤其较为精准地为截锥状的外形。针对此，在图3中示出如下实施方式，其具有以斜接方向绕轴向方向以预设圆周角（例如为120
°
或90
°
）进行成型的周面，该周面作为上面所阐述的用于在容纳空隙中滑动的主体1223的一部分。联接到该周面处的是该瓣状结构的沿轴向方向延伸的轴向区段，其可作为上面所阐述的止挡部1224。
28.示例性地，在图3中所示出的滑动元件中，其包括四个分别具有90
°
圆周角的瓣状的子滑块，该子滑块可独立于彼此滑动地容纳在该容纳空隙中。在此，应该说明的是，子滑块的数量以及各子滑块的圆周角能够根据需要进行选择和设计。
29.在此，为了避免各子滑块之间的相对运动，还能够设有保持元件（未示出），该保持
元件能够构造为下轨道的一部分。具体地，该下轨道设有用于容纳各子滑块的凹陷部并且该凹陷部的外壁可用于止挡该子滑块并且防止其沿周向方向进行运动。当然，该保持元件还能够作为与下轨道分离的部件进行构造。
30.与此相应地，弹簧元件124设置成为了促使滑动元件122在容纳空隙中沿着滑动而给该止挡部施加复位力，该复位力能够平行于轴向方向。在这种情况下，该弹簧元件124如附图中所示出的那样可构造为螺旋弹簧并且借助弹簧座125布置在壳体121中，其中，该弹簧座125以其一端直接与止挡部1224相接触。各子滑块在沿轴向方向的复位力的作用下斜向下进行运动并且由此进入夹紧状态中，在此期间涉及到了滑动元件的轴向运动以及垂直于该轴向方向的横向运动的组合式运动。相比于现有技术中额外设置的运动转换结构，仅仅依靠滑动元件自身结构就能够实现上述运动转换，这无疑是较简单的。
31.代替于此地，弹簧元件124的复位力还能够是具有沿轴向方向的力分量的复位力，也即，该弹簧元件能够倾斜于轴向方向地进行布置，并且在考虑关于子滑块的自锁角的情况下根据空间设计需求来布置该弹簧元件。
32.当然，在此并不排除滑轨以单轨道的方式进行设计，例如，该滑动元件能够可滑动地附接到下轨道处并且具有本身的止挡部，该止挡部能够在垂直于轴向方向的平面中进行延伸并且在齿部和配合齿部进入接合中时抵靠在下轨道的上侧处。
33.进一步可选地，如图1和2所示出的那样，在螺栓110的连接区段111和操纵区段112之间还设有突出部113，其容纳在壳体121中并且其如此设计尺寸，使得突出部113在靠近连接区段110处的垂直于轴向方向的横截面的尺寸至少大于贯通孔的尺寸并且由此能够借助突出部113将螺栓110的操纵区段112止挡在壳体121中并且由此能够防止在旋拧过程中螺栓110从壳体121中完全穿出。
34.根据图1和2来详细阐述突出部113的尺寸设计，盘形的突出部113的直径可取决于在子滑块的配合齿部1221与操纵区段112的齿部1121脱离接合的情况下由上轨道1231和/或下轨道1232所限定的尺寸，即突出部113的直径小于等于该尺寸并且大于贯通孔的直径。在这种情况下，在零部件的装配过程中，能够在不拆卸的情况下预先将螺栓110置于到该壳体121中，其中，为了更好地定位能够将壳体121的外部铆接、焊接或粘贴在待连接件上；接着手动地或借助额外的配件克服弹簧力将各子滑块推入到容纳空隙中；并且接着由操作者或借助动力工具将螺栓的连接区段111拧入到待连接件中；最后借助弹簧元件124的复位力自动将齿部1121和配合齿部1221置于接合中并且由此实现对螺栓110的防松止动作用。这种类型的防松紧固装置由于弹簧元件的存在能够被广泛用作对零部件的快换操作中。此外，该防松结构能够重复使用，而仅仅需要更换置于其中的螺栓，与现有技术中常见的止动垫圈相比，这在一定程度实现了生产成本的降低。
35.在一类似的实施例中，该突出部113能够被视为操纵区段112的一部分，即如此设计螺栓的操纵区段112的几何尺寸使得其本身能够用作突出部113。例如，操纵区段112在整个长度上其直径（其垂直于轴向方向）、尤其仅在靠近连接区段的部分长度上其直径大于用于供连接区段111穿出的贯通孔的直径，那么在旋拧结束之后该操纵区段112能够依靠自身抵靠且止挡在壳体121处。
36.代替于此地，为了实现较好的止动效果，该突出部113还能够尽可能较大尺寸地进行设计，在这种情况下，滑轨123（包括上轨道和下轨道在内）、弹簧元件124、滑动元件122可
拆卸地进行固定，以便在准备开始装配时以拆出其它零部件的方式来置入螺栓。例如，该下轨道1232以螺纹连接的方式与壳体121进行固定；该弹簧元件124借助于弹簧座125可移动地布置在该壳体121中；上轨道1231借助于弹簧座125进行定位和固定。
37.可选地，在下轨道1232与壳体121螺纹连接的情况下，该下轨道1232的外壁处的外螺纹的螺纹旋向与螺栓的连接区段111的连接螺纹的螺纹旋向相反，也即，这两者中的其中一个构造为左旋螺纹，而另一个构造为右旋螺纹。以这种方式能够防止下轨道进行旋转运动并且由此防止螺栓转动。
38.可选地，为了便于操作者或动力工具对螺栓实施旋拧操作，该操纵区段在其自由的端部（也即，在附图中为下方的端部）处还能够设有旋拧接口（未示出）。一方面，该旋拧接口能够简单地设计为供操作者抓握的抓握部，例如凸起的或凹陷的抓握部。另一方面，代替于此地，该旋拧接口能够构造成与动力工具的旋拧头相匹配。例如，该旋拧接口构造为内六角结构的凹陷部，在这种情况下，旋拧头插入到该凹陷部中并且实施旋拧操作。此外，操纵区段112的具有外六角结构的自由的端部也能够作为旋拧接口，在这种情况下，动力工具的旋拧头在外部套设在该旋拧接口处。
39.综上所述，根据本公开的防松紧固装置在保证防松止动的基础上能够实现对零部件的快换操作。在本发明的一种实施方式中，通过双轨道的设计方案能够简化滑动元件相对于滑轨的固定方式并且还能够避免对滑动元件的运动干涉。在本发明的另一种实施方式中，通过优化滑动元件的几何形状，能够以较简单的方式实现轴向运动到横向运动之间的转化以及滑动元件相对于操纵区段的状态切换。在本发明的另一种实施方式中，通过设置突出部或优化螺栓的尺寸设计，能够进一步提高防松紧固作用。在本发明的另一种实施方式中，通过将下轨道的螺纹旋向设计成与螺栓的连接区段的螺纹旋向相反，能够防止该防松结构发生旋转运动。
40.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。