锁紧螺纹紧固件的制作方法

锁紧螺纹紧固件的制作方法
【专利摘要】一种锁紧紧固件，包括紧固件本体(42)、紧固件本体内的锁紧箍(44)，和固连到紧固件本体以将锁紧箍固持在紧固件本体内的固持件(96)。锁紧箍包括第一和第二柄脚(72、74)，第一和第二柄脚(72、74)配合在紧固件本体中的凹口(62、64)内以限制柄脚的角向移动。柄脚和凹口在大小方面设置成控制从螺纹部件移除紧固件所需的扭矩。固持件限定中心圆孔，其与螺纹部件的直径对应，紧固件安装在该螺纹部件上。
【专利说明】锁紧螺纹紧固件

【技术领域】
[0001]本发明涉及锁紧螺纹紧固件，并且更具体而言涉及锁紧螺母，该锁紧螺母包括作为锁紧元件的弹簧圈或箍(band)。

【背景技术】
[0002]锁紧螺母可包括作为锁紧元件的弹簧圈或箍。通常，锁紧元件包括沿径向向外弯曲且相对于螺母锚定的一个端部，例如，其中弯曲的端部配合在螺母中的槽口内。在松开扭矩下，螺母在锁紧元件上产生拉伸负载，这导致元件使其抓持变紧，以防止非期望的相对旋转(即，松开)。相反的力(压缩)在上紧(即，安装)期间产生在锁紧元件上，这导致锁紧元件松开其抓持，以便存在相对低的安装扭矩。
[0003]该锁紧系统通常需要特殊工具或其它器件来使得能够移除螺母。然而，一定数目的锁紧螺母不需要专用工具，例如，如授予Campau的2011年9月20日颁发的美国专利8,021,093 ;由Campau在2010年9月13日提交的美国申请12/880,580 ;和由Campau在2011年5月23日提交的美国申请13/113,357中公开的。’357申请中公开的锁紧螺母包括锁紧元件，该锁紧元件在受控的移除扭矩下滑移。
[0004]令人遗憾的是，提到的锁紧螺母的贯穿槽口允许污垢、油脂和其它污染物穿过槽口进入锁紧螺母。这些污染物可取决于污染物来增大或减小锁紧弹簧的锁紧力。此种变化可使锁紧螺母不适于其预期应用。


【发明内容】

[0005]公开的螺钉螺母提供了优于前述锁紧螺母的改善的结构和功能。新锁紧螺母保持了前述锁紧螺母的简单性，同时改善了性能。因此，新锁紧螺母提供简单性、成本和性能的改善的平衡。
[0006]根据本发明的第一方面，锁紧螺母包括螺母本体、锁紧元件和固持件。锁紧元件(a)由螺母本体沿周向包绕而没有间断，且(b)至少部分地由固持件沿轴向覆盖。锁紧螺母包括第一和第二凹口。锁紧弹簧上的第一柄脚(tang)位于第一凹口内，且锁紧弹簧上的第二柄脚位于第二凹口内。锁紧元件和凹口在大小方面设置成以便第二柄脚在预定量的移除扭矩施加到锁紧螺母时与第二凹口的壁接触。该接触限制了施加到锁紧元件的拉伸量，以便(I)移除扭矩可受控制，且(2)锁紧元件不受损。
[0007]根据本发明的第二方面，锁紧元件包括盘条(coil)部分和从盘条部分延伸的两个柄脚。锁紧元件定位在螺母本体内，且由螺母本体沿周向包绕而没有间断。第一柄脚相对于螺母本体固定，以防止第一柄脚相对于本体的角向移动。固持件至少部分地沿轴向覆盖锁紧元件，以保护锁紧元件远离污垢、油脂和其它污染物。固持件盖可具有对应于锁紧螺母安装在其上的螺纹部件外径的直径，以便使盖相对于螺纹部件密封。固持件部分可为弹性的，以加强相对于螺纹部件的密封。
[0008]通过参照当前实施例和附图的描述，将更完整地理解和认识到本发明的这些和其它优点和特征。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1为锁紧紧固件的第一实施例的透视图。
[0010]图2为移除固持件盖且移除扭矩施加到锁紧紧固件的第一实施例的俯视图。
[0011]图3为移除固持件盖和锁紧元件的第一实施例的透视图。
[0012]图4为第一实施例的锁紧元件的俯视图。
[0013]图5为与螺纹部件对准的第一实施例的分解视图。
[0014]图6为锁紧紧固件的第二实施例的透视图。
[0015]图7为移除固持件盖且没有移除扭矩施加到锁紧紧固件的第二实施例的俯视图。
[0016]图8为移除固持件盖和锁紧元件的第二实施例的透视图。
[0017]图9为移除固持件盖和锁紧元件的第二实施例的俯视图。
[0018]图10为与螺纹部件对准的第二实施例的分解视图。
[0019]图11为锁紧紧固件的第三实施例的透视图。

【具体实施方式】
[0020]在描述本发明的实施例之前，指出本发明不限于以下描述中阐明或附图中示出的操作细节或构件的构造和布置的细节。本发明可在各种其它实施例中实施，且可以以本文并未明确公开的备选方案实施或执行。另外，应指出的是，本文使用的词语和用语仅用于描述的目的，且不应当看作是限制性的。“包含”、“包括”及其变型的使用涵盖随后列出的项目及其等同物以及附加项目及其等同物。此外，各种实施例的描述中可使用列举。除非另外明确指出，否则列举的使用不应当看作是将本发明限制为任何特定顺序或构件数目。列举的使用也不应当看作是将可与列举的步骤或构件组合或组合到其中的任何附加的步骤或构件排除在本发明的范围外。
[0021]1.第一实施例根据本发明的第一实施例构造的锁紧螺纹紧固件在图1-5中示出，且大体上标示为
40。尽管在图1-5中示为固持螺母或锁紧螺母，但本领域技术人员将认识到的是，本发明的构思可并入多种紧固件中。
[0022]螺纹紧固件40包括本体42和锁紧元件、弹簧或箍44。本体42包括六边形外部46，其构造成接合常规驱动工具(未示出)且由常规驱动工具驱动。六边形部分46包括多个角部48和在其间延伸的多个平面50。备选地，42可为正方形、其它多边形，或任何其它形状。本体42还可定形为由目前已知的或以后开发的任何常规驱动工具接合。
[0023]本体42限定开孔52，其沿其长度至少部分地有螺纹。如图3中或许最佳地示出的，开孔52包括有螺纹的第一部分54，和没有螺纹的第二部分、凹穴、凹口或固持件壁56。无螺纹部分56的直径大于螺纹部分54的直径。下唇部60将第一和第二部分54、56分开。
[0024]本体42还限定与开孔52连通的第一或锚定凹口 62和第二或释放凹口 64。备选地，凹口 62、64中的一者或二者可由固持件部分90限定。第一和第二凹口 62、64限定在本体42的内部中，以便第一和第二凹口 62、64与紧固件本体42周围的环境隔离。
[0025]锁紧箍44包括盘条或连续弯曲部分70，其具有在第一柄脚或端部72与第二柄脚或端部74之间延伸的圆形截面。尽管以圆形截面示出，但可构想出其它截面形状，包括正方形、矩形、椭圆形、三角形和任何其它适合的形状。
[0026]在当前实施例中，第一和第二柄脚或端部72、74是直的，但还可构想出包括平滑曲线和角度的其它形状。或许如图4中最佳地示出的，两个柄脚72、74从弯曲部分70沿切向向外延伸。还如图4中所示，锁紧箍44可包括单匝，其中第一柄脚72与第二柄脚74重叠。锁紧箍44可备选地包括少于单匝，或两个或多个螺线匝，以便相邻的匝大致彼此接触。如果锁紧箍44包括少于单匝，则锁紧箍44可在垂直于开孔52地定向的单个平面内完全延伸，或可螺旋形地延伸。如图4所示，锁紧箍44可为对称的，以简化制造。
[0027]锁紧箍44的圆形截面的直径大体上对应于外螺纹部件45的螺距，以便锁紧箍44配合在螺纹部件45的螺纹内。在具有非圆形截面的锁紧箍中，接合螺纹部件45螺纹的表面的大小可小于、大体上等于或大于螺纹部件的螺距。
[0028]沿切向延伸的柄脚72收纳且约束在紧固件本体42中的第一凹口 62内。如图3所示，第一凹口 62具有侧壁80，其约束第一柄脚72相对于本体42的角向移动。例如，在紧固件本体42沿安装或顺时针方向和沿移除或逆时针方向旋转期间，第一柄脚72的侧表面可接触侧壁80。第一凹口 62可包括缺口 66，以允许第一柄脚72的侧表面相对于侧壁80齐平地配合。代替侧壁80或除侧壁80之外，第一凹口 62可具有端壁82，侧壁80在本体42旋转期间接合第一柄脚72的端面。如图所示，端壁82可大致垂直于侧壁80，或可相对于侧壁80成角度。可选地，第一凹口 62可构造成在紧固件本体42旋转期间接合第一柄脚72的角部或任何其它适合的表面。如图2所示，第一凹口侧壁80定向成与开孔52大体上相切，以便收纳切向柄脚72。因此，柄脚72相对于本体42沿角向固定。
[0029]锁紧箍44的第二柄脚74延伸到第二凹口 64中。第二柄脚74 —般相对于本体42在第二凹口 64内自由地沿角向旋转。然而，如下文所述并且如图2所示，第二柄脚74可在本体42的移除或逆时针旋转期间接触第二凹口壁84，这限制了第二柄脚74相对于本体42的角向移动。
[0030]尽管示为两个凹口 62、64，但作为代替，本体42可限定凹口和/或表面的组合以收纳柄脚72、74中的各个。
[0031]螺纹紧固件40沿第一或大体顺时针方向安装到到外螺纹部件45上使锁紧箍44扩张，以便锁紧箍44不干扰或阻止螺纹紧固件40移动到外螺纹部件45上。然而，螺纹紧固件40沿移除或大体上逆时针方向的旋转操作成拉动锁紧箍44牢固地抵靠螺纹，由此有效地防止了螺纹紧固件40例如由于振动而引起的非期望的、意外的或非预期的松开。
[0032]如果足够的扭矩施加到本体42，则锁紧箍44允许螺纹紧固件40的期望的松开。如果本体42在足够的扭矩下沿第二或逆时针方向旋转，则由第一凹口 62角向地约束的第一柄脚72可弹性地偏转，这又允许本体42相对于锁紧箍44旋转通过小的角度。如图2所示，该旋转推动第二柄脚74，第二柄脚74从盘条部分70沿切向延伸，与螺母本体42中的第二凹口壁84接触。如图所示，接触可在第二柄脚74的端面与第二凹口 64的角部之间，或可在将约束第二柄脚74相对于本体42的角向移动的任何两个表面之间。当施加移除扭矩来使紧固件40旋转离开外螺纹部件45时，该接触减小或者可能消除锁紧元件44上的应力方面的任何进一步增大。因此，对外螺纹或锁紧元件44存在较少或不存在破坏。第二凹口64可设计成通过允许第二柄脚74的预定移动程度来将移除扭矩控制成预定或预选水平。
[0033]当施加移除扭矩且箍44弹性地偏转时，第一柄脚72沿第一凹口侧壁80少量地滑动。沿切向移动的此自由度减小或者可能消除箍44中的拉伸，且确保了多次再使用后的平滑无磨损操作。当紧固件40与外螺纹完全解除接合时，箍44弹性地回到其原始位置。
[0034]锁紧箍44的直径可选择成以便单个锁紧箍44可与特定螺纹尺寸内的所有外螺纹类别一起使用。已经发现，单个锁紧箍44可“自动调整”来至少部分地适应各种螺纹类别，因为锁紧箍44可沿第一凹口侧壁80滑动。备选地，可设计不同的锁紧箍44以与不同的螺纹尺寸或特定螺纹尺寸内的不同外螺纹类别一起使用。此外，锁紧箍44的截面形状、材料强度和弹性可基于期望的应用进行选择。
[0035]本体42和锁紧箍44可由任何适合的材料制造，包括金属和复合材料。此外，由于在螺纹紧固件40使用期间锁紧箍44中减小的应力，锁紧箍44可由相对低成本的材料(诸如圆钢丝)制成。
[0036]螺纹紧固件40包括固持件部分90。固持件部分90可为紧固件本体42的组成部分，或者固持件部分90可与紧固件本体42分开,从紧固件本体42延伸。如图1和3所不，固持件部分90至少部分地容纳锁紧箍44，且隔离锁紧箍44。固持件部分90可包括用于支承第二柄脚74的第一唇部92，和用于接合盘条70的固持件壁56。第二唇部94可由固持件壁56限定，且适于支承和接合固持件盖96。固持件凸缘98可进一步支承和接合固持件盖96。如图所示，固持件凸缘98可大致平行于开孔52地延伸。固持件凸缘98可以可选地包括外凸缘唇部，以提供固持件盖96的卡搭配合(snap-fit)固持。而且可选地，固持件盖96可形成在凸缘98上。如图所示，固持件盖96可隐藏和保护锁紧箍44免受紧固件40周围环境的影响。如果固持件凸缘98制造得足够高以提供对锁紧箍44的期望水平的保护，则可消除固持件盖96。
[0037]固持件盖96可为任何种类的适合形状，包括如图所示的柱状垫片状形状。固持件盖96可适当地确定尺寸以用于应用。例如，固持件盖96的内径可在尺寸方面设置为略大于螺纹部件45，以允许螺纹部件45穿过固持件盖96的完全间隙。可选地，固持件盖96的内径可在尺寸方面设置为与螺纹部件45的螺纹紧密地相互作用。而且可选地，固持件盖96的内径可在尺寸方面设置为小于螺纹部件45。固持件盖96可由任何适合的材料制成，包括金属、复合材料和柔性材料。尤其是如果固持件盖96的内径在尺寸方面设置为小于螺纹部件45，则固持件盖96可由柔性材料(例如弹性体)制成，以提供相对于螺纹部件45的密封，以防止污垢和碎屑进入固持件部分90。
[0038]锁紧箍44的安装可以以许多方式实现。在当前实施例中，箍44通过充分地使其压缩来使其在固持部分90中卡搭就位来安装。在箍44就位之后，固持件盖96可以以卡搭配合、摩擦配合、粘合剂或任何其它适合的固连机制来安装。可选地，固持件盖96可形成在固持件凸缘98上。而且可选地，锁紧箍44可卷绕就位。
[0039]锁紧扭矩可为一定数目的变量的函数，包括锁紧箍的初始直径、锁紧箍的材料性质、锁紧箍的摩擦系数、锁紧箍的匝数，和第一和第二凹口 62、64的形状和尺寸。此外，参数公差将影响特定构造的锁紧扭矩的范围。因此，锁紧箍44的参数可对于各个螺纹尺寸和公差范围选择成提供小于锁紧箍44的极限强度的滑移扭矩，同时仍提供可接受的锁紧扭矩范围。此外，锁紧扭矩可设置成满足或超过相关行业标准。本锁紧螺纹紧固件40包括单向经常(prevailing)扭矩，其可允许安装扭矩在相比于标准经常扭矩的螺纹紧固件时很低。此外，在相比于典型锁紧紧固件时，锁紧箍紧固件移除经常扭矩在多次使用后较少经历退化。
[0040]I1.第二实施例
根据本发明的第二实施例构造的锁紧螺纹紧固件在图6-10中示出，且大体上标示为140。螺纹紧固件140在结构和功能上类似于前述螺纹紧固件40。因此，螺纹紧固件140的各个元件由与螺纹紧固件40中的对应元件相同的标号标出，只是数字开头加上I。例如，螺纹紧固件140中的锁紧箍144对应于螺纹紧固件40中的锁紧箍44。下文仅描述显著不同的元件。
[0041]如图7-9所示，螺纹紧固件140包括第一凹口 162和第二凹口 164，它们具有不同于第一实施例中的凹口 62、64的尺寸和形状。不同的凹口 162、164可导致用于螺纹紧固件140的不同移除扭矩。例如，凹口 162、164构造成允许锁紧箍144扩张，以便两个柄脚172、174彼此平行地延伸穿过。第二凹口 164的不同轮廓还可导致第二柄脚174与第二凹口壁184之间的不同相互作用，且可产生不同的锁紧扭矩。如图8所示，第一凹口 162可完全延伸至下唇部160。如图1所示，固持件凸缘198可制造成比第一实施例中的短，以对固持件部分190提供相对较低的外形。
[0042]II1.第三实施例
根据本发明的第三实施例构造的锁紧螺纹紧固件在图11中示出，且大体上标示为240。螺纹紧固件240在结构和功能上类似于前述螺纹紧固件40。因此，螺纹紧固件240的各个元件由与螺纹紧固件40中的对应元件的相同标号标出，只是数字开头加上2。下文仅描述显著不同的元件。
[0043]螺纹紧固件240包括盖296，其封闭锁紧元件244。如图11所示，盖296包括唇部部分220和盖部分222。为了容纳螺纹部件245的延伸穿过螺纹紧固件240的部分，盖部分222可远离唇部部分220向外延伸。盖部分222远离唇部部分220延伸的距离可设计成适应螺纹部件245的各种尺寸。盖部分222可为多种形状中的任一种，包括如图11所示的大致柱形。
[0044]以上描述为本发明的当前实施例的描述。在不脱离在所附权利要求中限定的本发明的精神和较宽方面的情况下，可作出各种改变和变化，所附权利要求将根据包括等同原则的专利法原理来解释。本公开内容为了示范目的而提供，且不应当理解为本发明的所有实施例的穷举描述，或将权利要求的范围限于结合这些实施例示出或描述的特定元件。例如，且不进行限制，所述的本发明的任何独立元件可由备选元件替换，该备选元件提供大致类似的功能或以其它方式提供足够的操作。例如，这包括当前已知的备选元件，如本领域技术人员当前可能已知的，和未来可开发出的备选元件，诸如本领域技术人员在开发时可认作是备选方案的那些。此外，所公开的实施例包括一致地描述的且可协作地提供许多利益的特征。本发明不仅仅限于包括所有这些特征或提供所有指出的利益的那些实施例，除非达到以另外的方式在公布的权利要求中明确地阐明的程度。方向用语，诸如“竖直的”、“水平的”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“内”、“向内”、“外”、“向外”、“顺时针”和“逆时针”用于基于图示中所示的实施例的定向来帮助描述本发明。方向用语的使用不应解释为将本发明限于任何特定定向。对权利要求元件的单数(例如，使用冠词“一个”、“一种”、“该”或“所述”)形式的任何引用都不应看作是将元件限制为单数，除非在公布的权利要求中清楚地指



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【权利要求】
1.一种锁紧螺纹紧固件，包括: 紧固件本体，所述紧固件本体限定开孔； 锁紧元件，其包括盘条部分和从所述盘条部分延伸的第一和第二柄脚，所述锁紧元件位于所述开孔内；和 固持件，其至少部分地覆盖所述锁紧元件，且将所述锁紧元件固持在所述开孔内。
2.根据权利要求1所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述第一和第二柄脚从所述盘条部分大体上沿切向延伸。
3.根据权利要求1所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件卡搭配合在所述紧固件本体内。
4.根据权利要求1所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件限定孔口，所述孔口适于接合螺纹部件，所述紧固件安装在所述螺纹部件上。
5.根据权利要求4所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件为弹性的。
6.根据权利要求1所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件不间断，以完全地覆盖所述锁紧元件。
7.一种锁紧螺纹紧固件，包括: 紧固件本体，其限定开孔，所述紧固件本体还限定与所述开孔连通的第一和第二凹Π ； 锁紧箍，其在所述开孔内，且包括盘条部分和从所述盘条部分大体上沿切向延伸的第一和第二柄脚，所述第一柄脚延伸到所述第一凹口中，所述第二柄脚延伸到所述第二凹口中，所述第一柄脚相对于所述紧固件本体沿角向固定，所述第二柄脚具有相对于所述紧固件本体的角向移动范围；和 固持件，其附接到所述紧固件本体且将所述锁紧元件固持在所述开孔内，所述固持件适于至少部分地隔离所述锁紧元件。
8.根据权利要求7所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述第二凹口包括第二凹口壁，所述第二柄脚适于在所述锁紧紧固件的松开期间接触所述第二凹口壁。
9.根据权利要求7所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述第一凹口包括第一凹口壁，所述第一柄脚适于在所述锁紧紧固件的上紧和松开期间接触所述第一凹口壁。
10.根据权利要求7所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件为弹性的，且适于相对于螺纹部件密封，所述紧固件安装在所述螺纹部件上。
11.根据权利要求7所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件部分完全地覆盖所述开孔内的所述锁紧元件。
12.根据权利要求7所述的锁紧紧固件，其特征在于，所述固持件限定孔口，所述孔口具有与螺纹部件的直径对应的直径，所述紧固件安装在所述螺纹部件上。
13.—种锁紧螺纹紧固件，包括: 紧固件本体，其限定具有螺纹部分和无螺纹部分的开孔，所述紧固件本体能够沿第一上紧方向和第二松开方向旋转； 锁紧箍，其包括盘条部分和从所述盘条部分延伸的第一和第二柄脚，所述盘条部分位于所述开孔的无螺纹部分内；和 盖，其固连于所述紧固件本体，以将所述锁紧箍固持在所述紧固件本体内，且至少部分地保护所述锁紧箍免受污染影响。
14.根据权利要求13所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述紧固件本体限定唇部，所述唇部固持所述盖。
15.根据权利要求13所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述盖适于相对于螺纹部件弹性地密封。
16.根据权利要求14所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述盖限定与螺纹部件对应的中心圆孔口。
17.根据权利要求13所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述紧固件本体限定具有第一凹口壁的第一凹口和具有第二凹口壁的第二凹口，所述第一柄脚接触所述第一凹口壁以限制所述第一柄脚相对于所述紧固件本体的角向移动，所述第二柄脚适于在所述紧固件本体沿所述第二松开方向旋转期间接触所述第二凹口壁。
18.根据权利要求17所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述第一和第二柄脚从所述盘条部分大体上沿切向延伸。
19.根据权利要求18所述的锁紧螺纹紧固件，其特征在于，所述第一柄脚能够弹性地偏转。
【文档编号】F16B39/20GK104204561SQ201280068074
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】D.N.坎波 申请人:锁定装置有限责任公司