带嵌入式凸缘的多角形驱动部件的制作方法

专利名称：带嵌入式凸缘的多角形驱动部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及带配有低陷的边面的嵌入式凸缘的多角形驱动部件。
本发明的技术领域一般性地是驱动部件的领域。更为特别地，本发明涉及带有截锥类型的嵌入式凸缘的螺母和螺钉。
背景技术：
在现有技术中，尤其已知实用新型USD206402的教导，其公开在图IA和IB上示意性地表示出的带截锥形凸缘的加强型螺母。
图IA示出这类螺母1的正视图而图IB示出同一螺母1的局部剖切的侧视图。剖切面由平面A-A确定。螺母1包括柄体2和截锥形凸缘3。螺母1的圆柱形内壁4带有螺纹并且可具有孔槽。六个支柱5将凸缘3与柄体2相连。
在现有技术中，还已知如在图2A和2B上示出的带截锥形凸缘的非加强型螺母，并且就螺钉头而言可发现相同类型的几何形状。
图2A示意性地示出带截锥形凸缘6的锻制螺母5的示例的斜视透视图。在锻制螺母5的六角形柄体7和截锥形凸缘6之间的交接部包括呈椭圆形缘边8形式的倒角。凸缘6的锥形体的圆形底9延伸到圆柱体10。当未显示的扳手套筒围绕柄体7穿套时，套筒的一端部止挡在椭圆形缘边8上。在紧固和/或松开锻制螺母5时，椭圆形缘边的顶部12 与锻制螺母5的上表面13相距的高度11有效地与套筒相接触；这是扳紧高度或有效高度 11。锻制螺母5的圆柱形内壁4带有螺纹并且可具有孔槽。
图2B示意性地示出带截锥形凸缘15的机加工螺母14的示例的斜视透视图。机加工螺母14的六角形柄体17和截锥形凸缘15之间的交接部16被机加工，以便其形成棱边并且柄体17具有完全矩形的表面。凸缘15的锥形体的圆形底18延伸到圆柱体19。当未显示的扳手套筒围绕柄体17穿入时，套筒的一端部挡靠于交接处16。当机加工螺母14 的紧固和/或松开时，机加工螺母14的交接部16与上表面21相距的有效高度20有效地与套筒相接触。机加工螺母14的圆柱形内壁4带有螺纹并且可具有孔槽。
对于相同的尺寸，锻制螺母5的有效高度11因而比机加工螺母14的有效高度20 小。由于椭圆形缘边8，与合适的扳手套筒的支承面较小，这减小可传递的力矩。
图2C示意性地示出现有技术的带截锥形凸缘6的锻制螺母5的一半和带截锥形凸缘15的机加工螺母14的一半的侧视图。在这一视图上，可以看到，对于相同的总高度 22，凸缘15和6是不同的而扳紧高度20是相同的。特别地，圆柱形部分10矮于圆柱形部分19。
图2D示意性地示出现有技术的带截锥形凸缘6的锻制螺母5的一半和带截锥形凸缘15的机加工螺母14的一半的侧视图。在这一视图上，可以看到，凸缘15和6是相同的而锻制螺母5的扳紧高度11小于机加工螺母14的扳紧高度20。
明显的是，根据制造方法，可改变相同标称尺寸、也就是相同内螺纹的凸缘螺母的尺寸大小。如同螺钉头，对于所有驱动部件同样如此。这是为什么在下文中需要保持这样的理念的原因本发明涉及所有带嵌入式凸缘的驱动部件。
首先，如果对于锻制的驱动部件，期望具有对于机加工的驱动部件的相同的有效扳紧高度，则适合将柄体的高度增加一等于缘边高度的长度，驱动部件的总高度因而也同样程度地增加。
对于针对相同应用的驱动部件的这种柄体高度的不均勻性提出许多技术问题。
实际上，由于锻制的驱动部件的柄体高度大于机加工的驱动部件的柄体高度，因此锻制的驱动部件具有更大的体积，因而具有更大的质量和更多的材料，这对于其存储、其运输和尤其是在飞机中的使用是成问题的和昂贵的。
相反地，如果减小凸缘高度，这一减小会损害机械强度，即凸缘的强度。
最后，由于锻制的驱动部件通常相对于机加工的驱动部件大量生产，前述的问题因而更加不利。
在机加工的型式上，注意到在六个边面和凸缘之间的过渡区域中有许多棱边。机加工方法所产生的这些棱边并不适于锻造。实际上，不可能锻造出相同的有角形状，因为这提出材料填充问题。同样对于锻制的型式，椭圆形倒角替代机加工棱边，以方便通过所选材料如钛合金、或不锈钢、或镍合金、又或铝合金进行模具填充。
继而，对于驱动部件的相同扳紧高度及相同高度，机加工的驱动部件和锻制的驱动部件并不具有相同的凸缘高度。因此，凸缘的强度在锻制的驱动部件上较小。
为了获得机加工凸缘和锻制凸缘的同等强度，要么需要增加锻制的驱动部件的高度，这具有使其比机加工的驱动部件更重的弊端，要么需要减小扳紧高度，这减小用于紧固和松开的可传递的力矩。

发明内容
本发明所提出的嵌入式凸缘解决方案适于如机加工、锻制、煅烧、模制、注塑的各种制造方式，并且这不影响驱动部件的尺寸大小，不影响其强度也不影响其安装方式。
主要的改变实施于凸缘，其中，在每个边面的底部的凹槽可避免锻造方法的椭圆形缘边。
倒角设置在驱动部件的六角形柄体的表面和低陷的边面(pan encreux)之间，优选倒圆、椭圆或允许锻造时材料的良好流动的各种其它形状。
在现有技术中，在利用电动工具拧紧或旋松驱动部件时，驱动部件的转速通过摩擦引起驱动部件温度的剧烈增加。
这种高温提出多种技术问题 -操作者手持螺钉或螺母时会被灼伤， -在其上实施螺丝固定的材料会被损坏和变形，尤其当涉及航空类型的复合材料时， -沉积在螺钉上或螺母上的例如防腐蚀的和/或润滑的涂层会被损坏，这有损于其效率， -一旦安装就位就施加在某些螺母上以避免螺母旋松的锁固会降低。
本发明具有许多的优点。
实施在每个边面的底部的凹槽使得驱动部件的重量减小。所述凹槽不影响驱动部件的机械强度，因为凹槽区域在机械上受很小应力。理想地，在重量方面，如在图10上所示的驱动部件对应于最大的凹槽。
由于所有制造方式是可能的且无尺寸大小的重大改变，这一设计是通用的。不再存在扳紧高度方面的问题并且重量保持一致。
无论制造方法如何，对于相同标称尺寸的单一形状的驱动部件在视觉上允许更容易辨识驱动部件及其尺寸大小。
在凸缘上呈星状实施的凹槽可取在图3到10上所示的多种形状。此外，这一类型解决方案可应用于双六角形的驱动部件。
根据本发明的嵌入式凸缘由于通过材料挖除而减小的重量，具有提高的热扩散的特征，这减小了驱动部件在其拧紧和/或旋松时的温度升高的幅度和时限，并且允许至少部分地解决前述的问题。
因此，在本发明中，具有消除椭圆形缘边8以实现与柄体高度相同的有效高度的理念。为此，将截锥形凸缘沿柄体表面的延伸部分向其中心插入。
借助于本发明，获得机加工方式和锻制方式的驱动部件的相同尺寸大小，这导致相同的重量和相同的扳紧以及因此相同的可传递的力矩。
所提出的星状凸缘形式的方案允许摆脱制造方法在驱动部件尺寸方面的限制，并获得重量减小而具有相同的强度及扳紧高度。通过使用适于该形状的工具，星状形状允许传递更大的紧固和松开力矩。
通过本发明产生的低陷的边面允许能够简单地实施不同的着色和/或标记，如构件参考号、直径标记、使用的材料，直到目前这些都难以在带传统凸缘的驱动部件上实施。
本发明的对象因此在于一种带嵌入式凸缘的多角形驱动部件，该凸缘通过利用模具进行锻制或通过机加工获得，其特征在于 -凸缘包括相对于凸缘表面呈低陷的并与驱动部件的侧面对齐的边面。
本发明还涉及根据本发明的多角形驱动部件的紧固和松开的圆柱形套筒，该套筒包括空腔及多角形中空柄体和设置用于止挡靠着驱动部件的嵌入式凸缘的端部，套筒的端部具有形状与凸缘形状相互补以在止挡时紧贴凸缘的表面，其特征在于 -凸缘包括相对于凸缘表面低陷的并与驱动部件柄体的侧面相对齐的边面。


本发明及其不同的应用将在阅读接下来的描述和研究附图得到更好的理解。这些附图只作为本发明的示意性地而无任何限定性的方式被展示。附图中 -图1A，已描述过示意性示出现有技术的加强型螺母示例的正视图， -图1B，已描述过示意性示出同一螺母示例的局部剖切的侧视图， -图2A，已描述过示意性示出现有技术的带截锥形凸缘的锻制螺母示例的斜视透视图， -图2B，已描述过示意性示出现有技术的带截锥形凸缘的机加工螺母示例的斜视透视图， -图2C，已描述过示意性示出现有技术的带截锥形凸缘的锻制螺母的一半和带截锥形凸缘的机加工螺母的一半的侧视图， -图2D，已描述过示意性示出现有技术的带截锥形凸缘的锻制螺母的一半和带截锥形凸缘的机加工螺母的一半的侧视图， -图3A示意性示出具有根据本发明的带截锥形凸缘的驱动部件的第一螺母示例的斜视透视图， -图;3B示意性示出具有根据本发明的带截锥形凸缘的驱动部件的第一螺母示例的侧视图， -图3C示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第二螺母示例的斜视透视图， -图5示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第三螺母示例的斜视透视图， -图6示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第四螺母示例的斜视透视图， -图7示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第五螺母示例的斜视透视图， -图8示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第六螺母示例的斜视透视图， -图9示意性示出具有根据本发明的驱动部件的第七螺母示例的斜视透视图， -图10示意性示出根据本发明的驱动部件的最简化螺母样式的斜视透视图， -图11示意性示出用于根据本发明的驱动部件的第一示例的局部剖切的套筒的斜视透视图， -图12以配有允许旋转的垫圈的根据本发明的驱动部件示意性示出第八螺母示例的斜视透视图， -图13示意性示出带有根据本发明的驱动部件的一螺钉示例的斜视透视图。
具体实施例方式图3A示意性地示出具有根据本发明的带截锥形凸缘6的驱动部件23的螺母的第一示例的斜视透视图。在一示例中，在下面视图上示出的驱动部件23及其变型是利用模具通过锻制获得的。在变型中，所述驱动部件也可通过另一制造方式例如机加工、模制、注塑、 煅烧获得，以使得无论采用何种制造方式均具有在使用中相同的驱动部件。驱动部件23包括多角形的、这里是六角形的柄体7和截锥形凸缘6。根据本发明，凸缘6配有低陷的边面 M。在图3的示例中，边面M是平的。根据本发明，低陷意味着一表面部分相对于截锥形曲面向内偏斜。凸缘6的锥形体的圆形底18延伸到圆柱体19。驱动部件23包括设在低陷的边面M和柄体7的平的侧面70之间的倒角25。在一优选的示例中，驱动部件23和下文中描述的其变型以钛合金制成并且被覆以含有也称为PTFE的聚四氟乙烯的有机树脂基涂层。在变型中，其能以不锈钢、或以镍合金、或以铝合金制成。机加工的驱动部件23的圆柱形内壁4带有螺纹并且可具有孔槽。
图;3B示意性地示出具有根据本发明的带截锥形凸缘6的驱动部件23的螺母的第一示例的侧视图。典型地，凸缘6的截锥形表面与视作是水平的圆形底18的平面形成至少 45度的角。
图3C示意性地示出具有根据本发明的驱动部件沈的螺母的第二示例的斜视透视图。在这一示例中，驱动部件沈包括六角形柄体7并且具有六角形的棱锥状凸缘观。平坦的边面81这里构成凸缘观。凸缘观的棱锥形体的六角形底51延伸到平行六面体27。驱动部件沈包括在凸缘观的边面81和其平的侧面70之间设置的倒角四。机加工的驱动部件沈的圆柱形内壁4带有螺纹并且具有孔槽。
图5示意性地示出具有根据本发明的驱动部件30的螺母的第三示例的斜视透视图。在这一示例中，驱动部件30包括六角形柄体7和半圆柱体10、半截锥体50的且配有相对于截锥低陷的边面31的凸缘。这里，边面31是平的并且倾斜度很大。更为确切的说，低陷的边面31与圆柱体10相交在驱动部件30的下表面44的周沿处。边面31在与该圆柱体10的交接处具有椭圆形段部45和46。在所有边面31中的相邻的两个边面47和48因而在两椭圆形段部45和46的交接处49接合。凸缘10在该相交处的位置，不是包括对应于这两个边面47和48的交接部的一棱边，而是包括截锥形连接表面部分50，其几乎呈三角形形状，因为其最长的两条边50. 1和50. 2是曲度很小的椭圆。驱动部件30包括设于边面 31和平的侧面70之间的倒角32。机加工的驱动部件30的圆柱形内壁4带有螺纹并且可具有孔槽。
图6示意性地示出具有根据本发明的驱动部件33的螺母的第四示例的斜视透视图。驱动部件33包括六角形柄体7和半截锥体52、半修圆53形的且配有呈舌片形式的低陷的边面；34的凸缘。修圆形部分53的锥形体的圆形底56延伸到小厚度的圆柱体57。低陷的边面；34是平坦的。驱动部件33包括布置在边面34的平坦部分M和平的侧面70之间的倒角35。边面34的上部分M与截锥形部分52相交，以便仅留存有截锥形连接表面部分52. 1，其几乎呈梯形形状，因为其最长的两边52. 2和52. 3是曲度很小的椭圆形。边面 34的下部分55与修圆形部分53相交并且因此在交接处形成大曲度的椭圆形段部58，其顶部59与圆形底56相齐。在一变型中，边面平行于凸缘锥形体的母线，并且因此在交接处形成两直线形段部。机加工的驱动部件33的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。
图7示意性地示出具有根据本发明的驱动部件36的螺母的第五示例的斜视透视图。驱动部件36包括六角形柄体7和配有凹形的低陷边面37的截锥形凸缘60。凸缘60 的锥形体的圆形底56延伸到小厚度的圆柱体61。边面37与截锥形凸缘60相交并因此在这些交接处形成椭圆形段部62和67，其顶部63和68与圆形底56相齐平。在所有边面37 中的相邻的两边面64和65因而在两椭圆形段部62和67的交接处66处接合，并且形成凹形棱边68，该凹形棱边68延伸直到分隔六角形柄体7的六个面中的两个平的面70和71的直的棱边69。机加工的驱动部件36的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。
图8示意性地示出具有根据本发明的驱动部件38的螺母的第六示例的斜视透视图。驱动部件38包括六角形柄体7和配有凹形的低陷边面39的截锥形凸缘72。凸缘72 的锥形体的圆形底73延伸到小厚度的圆柱体74。边面39与截锥形凸缘72相交并因此在这些交接处形成半球形段部75和76。在所有边面39中的相邻的两边面77和78在两椭圆形段部75和76的交点87接合，所述交点87与隔开六角形柄体7的六个面中的两平的面 70和71的直棱边69位于相同的轴线上。段部75的下顶部79与圆形底73相齐平。段部 75的上顶部87连续地接合表面70 ；即没有倒角。机加工的驱动部件38的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。
图9示意性地示出具有根据本发明的驱动部件42的螺母的第七示例的斜视透视图。驱动部件42包括双六角形柄体91和截锥形凸缘92，截锥形凸缘配有带槽纹102的十二个边面95。槽纹102将边面95分隔成两表面103和104。柄体91的表面具有圆柱形部分 93和凹形部分94。边面95具有平的部分96和凹形部分97。边面95与截锥形凸缘92相交并因此在交接处形成锯齿状的段部98和99。所有边面95中的相邻的两边面100和101与截锥形凸缘92相交，以便仅留存柄体91的十二个面的小的连接部分93和94。机加工的驱动部件42的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。
图10示意性地示出具有根据本发明的驱动部件119的螺母的最简样式的斜视透视图，该最简样式对应于不影响机械强度的材料的最大凹槽，并具有支柱88和89，这些支柱位于相对前述驱动部件变型具有大高度的柄体120的表面70的边线(alignment)各侧。支柱88和89这里呈小厚度的两个直角三角形的形式。支柱88和89通过其下底部经过厚度小的平的六角形凸缘90连接。机加工的驱动部件119的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。
图11示意性地示出根据本发明的局部剖切的套筒131的斜视透视图。套筒131 具有呈半截锥体132、半圆柱体133的外形。这种套筒用于在前述图上示出的根据本发明的驱动部件23、26、30、33、36、38、42或119之一的紧固和松开。在这一示例中，套筒131包括空腔134及具有多角形的、这里是六角形的中空柄体135、和设置用以止挡靠在图3上示出的驱动部件23的截锥形凸缘6上的端部136。端部136具有表面137和138，表面137和 138的形状与驱动部件23的低陷的边面M和凸缘6的形状相互补，以在止挡时紧贴在低陷的边面和凸缘上。套筒131最后包括用于接纳未显示的紧固和松开扳手的一端部的方形中空柄体139。
图12示意性地示出具有配设有允许旋转的垫圈141的根据本发明的驱动部件140 的螺母的第八示例的斜视透视图。驱动部件140包括六角形柄体7和配有这里是平坦的低陷的边面147的截锥形凸缘142。边面147与截锥形凸缘142相交。机加工螺母140的圆柱形内壁4带有螺纹且可具有孔槽。凸缘142具有球形的下支承面143，球形的下支承面与允许旋转的垫圈141以球窝接头的方式相互补和联接。垫圈141的直径大于凸缘142的直径。在一示例中，垫圈141的截面具有长方形的、甚至正方形的形状，呈圆弧形地斜切与凸缘142的下表面143相接触的内角144。垫圈141因此具有呈球体一部分的凹形槽座145， 用以接纳球形支撑式凸缘142。这样，当驱动部件140围绕螺钉被拧紧以紧固一元件时，插置的垫圈141的这里是平的下表面146支靠着所述元件，即便在紧固位置所述螺钉的轴线不垂直于待紧固的元件的表面。垫圈141的中心轴线相对于拧紧轴线的偏斜可具有10度左右的幅度。
图13示意性地示出带有根据本发明的驱动部件的螺钉148的示例的斜视透视图。 螺钉148包括杆149，该杆的至少一部分150带有螺纹，螺钉还包括具有螺钉头部形式的多角形驱动部件151。头部151包括多角形的、这里是六角形的柄体7、和通过利用模具进行锻造或者通过机加工获得的嵌入式截锥形凸缘152。为了使扳紧高度最佳，根据本发明，凸缘152包括这里是平坦的低陷的边面153，这些边面与螺钉148的头部151的柄体7的侧面相对齐。边面153与截锥形凸缘152相交，并且这些边面因而在交接处形成椭圆形段部巧4和155。凸缘152的圆形下表面156优选地是平的，以支撑在待紧固的元件上。应用于图3到11的驱动部件的所有型廓也可用于螺钉148的头部151。传统垫圈或在球形支撑式凸缘的情形中在前图中所见类型的垫圈，可被插置在下表面156和待紧固的元件之间。
权利要求
1.多角形驱动部件(23；26 ；30 ；33 ；36 ；38 ；42 ；119 ； 140 ； 151)，其具有嵌入式凸缘(6 ； 28 ；50 ；52 ；60 ；72 ；92 ；142 ； 152)，其特征在于，所述凸缘包括相对于该凸缘的表面(50 ；52) 低陷的边面(24 ；31 ；34 ；37 ；39 ；41 ；43 ；81 ；97 ； 147 ；153)，并且所述边面与所述驱动部件的柄体(7 ；91)的侧面(70 ；71 ；93 ；96)相对齐。
2.根据权利要求1所述的驱动部件，其特征在于，所述低陷的边面是平坦的或呈凹状的。
3.根据权利要求1或2所述的驱动部件，其特征在于，所述驱动部件通过利用模具进行锻制、通过机加工、模制、煅烧或注塑获得。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述柄体是六角形或双六角形的，并且所述凸缘是截锥形的。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述驱动部件包括设在所述凸缘的边面和所述柄体的侧面之间的倒角。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述驱动部件以钛合金、或以不锈钢、或以镍合金、或以铝合金制成。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述凸缘的截锥形表面与所述凸缘的圆形底(18;156)形成至少45度的角。
8.根据权利要求4到7中任一项所述的驱动部件，其特征在于，截锥具有多角形底部。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述低陷的边面具有标记和/或着色。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的驱动部件，其特征在于，所述凸缘具有球形的下支承面(143)，其与允许旋转的垫圈(141)以球窝接头的方式相互补和联接，所述垫圈的直径大于所述凸缘的直径，所述垫圈具有凹形槽座(145)，用以接纳所述凸缘。
11.用于紧固和松开根据权利要求1到10中任一项所述的多角形驱动部件03；26 ； 30 ；33 ；36 ；38 ；42 ；119 ； 140 ；151)的圆柱形套筒，所述套筒包括空腔(134)及多角形中空柄体(135)和设置用于止挡靠于所述驱动部件的嵌入式凸缘(6 ；28 ；50 ；52 ；60 ；72 ；92 ； 142；152)的端部(136)，所述套筒的所述端部具有形状与所述凸缘的形状互补以在止挡时紧贴于所述凸缘的表面(137 ;138)，其特征在于，所述凸缘包括相对于该凸缘的表面(50; 52)低陷的边面(24 ；31 ；34 ；37 ；39 ；41 ；43 ；81 ；97 ；147 ； 153)，并且所述边面与所述驱动部件的柄体(7 ；91)的侧面(70 ；71 ；93 ；96)相对齐。
全文摘要
明显的是，根据制造方法，可改变相同公称尺寸的带有嵌入式凸缘的驱动部件的尺寸。凸缘的尺寸因而需要适于制造方式，而这损害其强度或重量。此外，用于紧固和松开的可传递力矩根据扳紧的有效高度变化。在本发明中，具有这样的理念为具有与柄体(7)高度相同的有效高度，将驱动部件(151)的截锥形凸缘(152)柄体表面的延伸部分中向其中心插入。本发明提出的带嵌入式凸缘的驱动部件适于所有制造方式，并且这不影响驱动部件的尺寸和安装方式。
文档编号F16B23/00GK102187105SQ200980141510
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月20日
发明者A·贝尔东, N·格兰 申请人:利斯航空用品公司