用于螺纹件锁定的锁止装置.pdf

用于防止螺纹件如螺栓和螺母意外旋出的锁止装置，包括至少两个叠在一起的具有环形孔(14)的环形保险垫片(1、2)，其中相互叠在一起的面具有楔面(7)，并且在外侧面上分别设置齿部(5)，其特征在于：至少一个环形孔(14)在设有齿部的内边缘具有倒圆(6)或者自由位置(24)。

1.  用于防止螺纹件如螺栓和螺母意外旋出的锁止装置，包括至少两个叠在一起的具有环形孔的环形保险垫片，其中相互叠在一起的面具有楔面，并且在外侧面上分别设置齿部，其特征在于：至少一个环形孔(14)在设有齿部的内边缘上具有倒圆(6)或者自由位置(24)。

2.  按权利要求1所述的锁止装置，其特征在于：所述楔面(7)的嵌齿(8)在一个从径向方向偏转的方向上延伸。

3.  按权利要求1或者2所述的锁止装置，其特征在于：所述楔面(7)具有V型形状。

4.  按权利要求1或者2所述的锁止装置，其特征在于：所述楔面(7)的嵌齿(8)具有U型形状。

5.  按权利要求1或者2所述的锁止装置，其特征在于：所述楔面(7)的嵌齿(8)具有S型形状。

6.  按权利要求1至5任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述齿部(5)的齿沿非径向方向延伸。

7.  按权利要求1至6任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述齿部(5)的齿是弯曲的。

8.  按权利要求1至7任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述保险垫片(1、2)借助于定位套(16、21)相互连接。

9.  按权利要求1至8任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套(21)设置在环形孔(14)的内侧。

10.  按权利要求1至9任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套(16)设置在保险垫片(1、2)的外侧。

11.  按权利要求1至10任一项所述的锁止装置，其特征在于：一个定位套设置在环形孔(14)的内侧，另一个定位套设置在保险垫片的外侧。

12.  按权利要求1至11任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套(16、21)具有折边，其从侧面伸出或者伸入保险垫片(1、2)的边缘。

13.  按权利要求1至12任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述折边是环形的。

14.  按权利要求1至12任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述折边是接片(18)。

15.  按权利要求1至12任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述折边是环形段(17)

16.  按权利要求1至12任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套是有切口的环。

17.  按权利要求1至16任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套(16、21)和折边之间的过渡部分具有倒圆和/或倒角。

18.  按权利要求1至15任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述定位套和折边之间的过渡部分是直角的。

19.  按权利要求1至18任一项所述的锁止装置，其特征在于：所述保险垫片具有用于容纳折边的槽(22、23)。

用于螺纹件锁定的锁止装置
本发明涉及一种用于防止螺纹件如螺栓和螺母意外旋出的锁止装置，包括至少两个彼此叠在一起的具有环形孔的环形保险垫片，其中彼此叠在一起的面具有楔面，并且在外表面上分别设有齿部。
很久以来就已知不同结构型式的螺纹件锁止装置。
例如在DE 1 129 779中，许多这种螺纹件锁止装置的工作原理基于弹簧原理。弹簧件受螺纹件挤压，并由此螺纹件用于自锁的拉应力保持在一个恒定的水平上。这种类型的螺纹件锁止装置的缺点是所使用的材料会发生“蠕变”，也就是说屈服于长期保持作用的载荷，并由此使得预紧力降低。另外还已知这样的锁止装置，其增加了头部下方摩擦，如齿盘。
在EP 0 131 556、US 4 538 313或者SE 425 684中描述了一种相应于防旋出要求的锁止装置。其主要包括两个相同的彼此叠在一起的环形垫片，其在遮盖面上具有锯齿形或者楔形轮廓。其在拧紧时夹紧在一起。当螺纹件拧上时，齿部压入对应支座中。在螺纹件旋转时，这两个垫片中的一个也一起转动并由于相对滑动的楔形面导致螺纹件转动由此增加了拉应力。对于这种效果重要的是，楔面的导程大于正好还能配合穿过环的孔的最粗的标准螺纹件的螺纹的导程。这种锁止装置被称为楔形保险垫片对。这种已知的锁止装置的问题在于，垫片外侧(高)与内表面(低)之间的摩擦差值不够可靠。
另一个缺点在多次使用这种螺纹件锁止装置时出现。这两个垫片如从SE 425684中可以看出，实际上借助于粘接接头相互连接。这最晚在第一次使用时脱开，这会导致垫片松开并由此在以后使用时都必须手工组装在一起。在多次使用这种螺纹件锁止装置时还会出现缺点：由于两个垫片的相对运动，在松开时在高的应力下会使得在楔形(连接片)沿径向构成的接触面承受严重的磨损，这极大地限制了可重复使用性，因为在连接件旋紧时要求楔形确定的界面，以便将垫片带到最终位置-相应于楔形上最小的厚度以及最长可用“路程”。
已知锁止装置的另一个缺点是，特别是随着新的螺纹件标准(DINEN 24014)的应用，螺纹件头部和螺纹杆之间的过渡半径的公差变大了。常规的螺纹件锁止装置以环形孔的内边缘或者倒角正好切入过渡半径，由此产生了切口，这严重削弱了螺纹件的强度。但是如果将内直径构造的很大来避免切口，那么垫片就很难定心。
本发明的任务是提供一种用于螺纹件的改进的防旋出锁止装置，并由此提高使用的简便性以及可靠性。
本发明的特征一方面在于，至少一个环形孔在其设有齿部的内边缘具有倒圆或者自由位置。
另外在一种实施方式中楔面的嵌齿沿非径向方向延伸并且/或者例如构造成U型、S型或者V型。
本发明的特征还在于，齿部的齿沿非径向方向延伸并且/或者弯曲。本发明的另一个特征是，保险垫片借助于定位套连接。
根据实施方式，该定位套在环形孔的内部或者/以及在保险垫片的外部延伸，并且具有折边，其在侧面伸出或者伸入保险垫片的边缘。上述折边例如可以构造成环形或者环段形。该定位套可以是一种具有切口的环。
除此之外，按本发明的螺纹件锁止装置的特征在于，定位套和折边之间的过渡部分构造成倒圆、倒角或者直角。
另外根据本发明的一种实施方式中，每个保险垫片具有一个用于容纳折边的槽。根据本发明，所有上述的以及在附图中所示的特征不仅可以单独实现，还可以用两种或多种特征的任意组合来实现。
下面根据附图来详细说明根据本发明的装置。
附图示出：
图1示出了本发明的示例性装置的侧视图；
图2示出了保险垫片的外侧面的俯视图；
图3示出了保险垫片地内侧面的俯视图；
图4示出了保险垫片的剖面图，其中局部截图x在下面的附图5a、b、c以及d中示出；
图6示出了具有弯曲的齿的实施例的俯视图；
图7和8示出了螺纹件锁止装置对的内侧面，具有楔面的V型齿；
图9示出了楔面的在数学意义上从半径正向偏转的齿；
图10示出了S型齿；
图11示出了在数学意义上从半径负向偏转的齿；
图12示出了楔面U型齿；
图13至16示出了折边形状的多种示例性实施例，其在本发明中在使用内部定位套的时候设置；
图17至20示出了折边形状的多种示例性实施例，其在本发明中在使用外部定位套的时候设置；
图21至23各示出了保险垫片对的剖面图以及所属的内部定位套的侧视图；
图24至26各示出了保险垫片对的剖面图以及所述的外部定位套的侧视图。
图1示出了按本发明的锁止装置，包括一个上垫片1和一个下垫片2，一个螺纹件10插入该锁止装置，该螺纹件以其螺纹杆13拧入夹紧件11。由此该锁止装置夹紧在螺纹件头部12和夹紧件11之间，并通过螺纹杆13定心。在螺纹件10拧紧时，齿部5压入螺纹件头部12以及夹紧件11，并且形成形状配合连接。在螺纹件旋开时，上垫片1与螺纹件头部12一起运动，其中下垫片2附着在夹紧件11上。这种相对运动引起楔面相对滑动，其中垫片对的厚度增加因为螺纹导程大于可用的路程，由此使得螺纹件20伸长，由此直接使螺纹连接中的预紧力升高了。由此非常有效地防止了螺纹连接件的旋开。锁止装置也可以用同样的方式设置在螺母处。
图2示出了垫片的外侧面3的俯视图，具有齿部5以及按本发明的倒圆6或者自由位置24(参见图5a和d)。按本发明的倒圆6或者自由位置防止了环形孔14的边缘或者倒角切入螺纹杆13到螺纹件头部12的过渡部分中，并由此实现了紧密地导向以及垫片良好的对中。
图3示出了垫片内侧面4的俯视图，具有楔面7以及楔面的嵌齿8。
图4示出了按本发明的垫片的剖面图。为了简化起见省去了齿形以及楔面的视图。可以看到由侧面9、环形孔14、内侧面4以及外侧面3界定的剖面。另外可以看到倒圆6，其在图5a)的局部截图X中放大示出了。位于从外侧面3到环形孔14的圆柱形表面的过渡部分上的环形孔14边缘倒圆6的优点是，当螺纹杆13的过渡部分不光洁或者半径太大时也不会损坏螺纹件10。在图4和5中所示的倒圆的构造是在环形孔14中保留支撑侧面20，这可以避免嵌入或者切入螺纹件的螺纹中。但是也可以使用较大的半径，这样例如将环形孔在整个高度上都进行倒圆。图5b)和5c)示出了具有不同构造的环形孔边缘的局部截图X，即在b)中是尖锐的边缘，在c)中是45°的倒角。图5d)示出了具有自由位置24的边缘的结构，其可以起到与倒圆6相同的作用。
图6示出了一个垫片的外侧面3的实施例的俯视图，其中齿部5的齿15是弯曲的并且从径向方向偏转。这在几何方面延长了齿，并由此在机械上更好地分配了力并且磨损较小。从径向方向偏转也可以不依赖于齿的形状进行设置。
图7和8示出了保险垫片对的楔面7的俯视图，其中楔面8的嵌齿是V型的。在图7中所示的上垫片1的楔面与图8中所示的下垫片2在几何形状互补。
图9至12示意(并且纠正的)示出了楔面的嵌齿8的其它实施例。为了获得不同的嵌齿形状，一方面延长嵌齿来改善压力分配以及垫片的自动定心，这在相对转动时发生。
对于楔面8的嵌齿沿非径向延伸并且/或者是U型、S型或者V型的保险垫片对，包括两个不相同的垫片。对于这种，当然也可以是所有其它具有相同垫片的实施例，为了简化或者快速安装，将垫片对连接起来是有利的。但是连接可以实现这两个垫片的自由相对旋转运动，这样该连接在第一次使用后还能保持。这根据本发明用定位套16和21实现，如在后面的图中所示。定位套的高度优选小于垫片在安装状态下的厚度，这样它们不会在压入齿形时损坏。另一方面垫片和定位套必须相互协调，使得存在足够的间隙，这样当通过从外面的作用(例如用扳手)使垫片相对转动而松开时，垫片对的变厚不会破坏定位套。
如上面已经提及，图13至16示出了多个具有折边形状的定位套的示例性实施例，其在本发明中在外部定位套的情况下设置。因此定位套16从外面包围楔形保险垫片对。向内耸起的折边超出保险垫片对的两个平坦侧面，并由此在多次使用时防止了垫片的分离。在此图13中的定位套具有环形的折边，图14中其包括四个环形段17，在图15中其减少到三个接片18，并且在图16中由一个具有切口的环19构成，其中定位套由此在一个位置上切开。环形段或者接片的数量当然也可以不同于所示的数量。
图17至20同样示出了定位套21的多个示例性实施例，但是其是内部定位套，因此位于环形孔14内。类似于图14至16这里也可以设置环形段17或者接片18或者具有切口的环19。
具有切口的环的结构的优点是，该切口的环通过挤压或者张开可以很容易的安装在保险垫片上。
图21至23分别示出了保险垫片对的剖面图以及其所属的具有不同的横截面方案的内部定位套的侧视图。
在图21中定位套21和折边之间的过渡部分进行倒圆，并且根据图22是斜边形。根据图23定位套和折边之间的过渡部分是直角的，并且折边嵌入槽22。所有前述的优选的特征不仅可以一起设置，而且可以相互独立设置。在按图24至26的结构方案中，可以在环形孔14的内边缘上设置倒圆6或者自由位置24或者倒角。楔面不同的造型和齿形可以与所有定位套方案组合。
图24至26分别示出了保险垫片对的剖面图以及其所属的具有类似于图21至23的不同横截面方案的外部定位套的侧视图。