CN1257568A - 密封的螺纹对 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传递轴向力的由两个螺旋体螺纹部分[(1)、(2)]组成的螺纹对,其中,螺纹通道(5)充填密封物质(6)。本发明的目的是提供一种螺纹对,它可以轴向定位和旋转,与此同时通过非刚性的侧面贴合能是一种有足够刚度的螺旋连接,以及通过充填密封物质的形状配合能是一种密封的连接。为达到此目的,至少一个螺旋体螺纹部分(1)有一个相对于其轴向螺纹长度(7)的圆柱形带侧面的基体(8)和一个非圆柱形带侧面的基体(9)。在相配的螺旋体螺纹部分(2)在非圆柱形带侧面的基体(9)沿轴向的长度区内螺纹接合时,在相对于相配的螺旋体螺纹部分(2)带侧面的基体半径差最大的地方,由于侧面(4)之间径向预紧力形成相对侧面(4)的线性接触。此径向预紧力保证在侧面(4)上固定,并允许螺旋体螺纹部分[(1)、(2)]通过一个无止挡的轴向调整区(10)连续旋转。由于在螺旋体螺纹侧面之间的间隙(11),两个侧面可埋入密封物质(6)内。

Description

密封的螺纹对

本发明涉及一种由两个螺旋体螺纹部分组成的螺纹对。此螺纹对通过一种位于中间的密封物质密封地封闭。这种螺纹对尤其应用于在一个不连续的轴向位置必须保证螺旋体螺纹部分连续的旋转角，与此同时必须是防转和密封连接的地方。

由先有技术已知各种方案。在一种按IPC(国际专利分类)分类F16B的两个互相旋入的螺旋体螺纹部分的传统的螺纹对中，螺纹固紧大多朝其中一个螺旋体螺纹部分的轴向止挡方向进行，因此与作为预紧力的轴向允许的夹紧负荷相结合，提供了一种刚性和非刚性的连接。这一方面通过螺纹侧面形状相配地互相啮合，另一方面通过预紧的螺旋体螺纹部分造成的螺纹各侧面互相的摩擦挤压实现。

在文件DE-U1-29604120中公开了一种密封的螺旋连接。其中在螺纹套筒的空心圆柱体部分上连接了一个基本上空心圆柱形的安装段，在这里，过渡部分有一台阶，它设计成密封装置并承接了一个相配件，在这种情况下通过弹性或塑性变形保证密封。在这种螺旋连接中，其中一个螺旋体螺纹的进一步旋转不能超过由轴向止挡确定的转角，因为通过轴向止挡的限制存在一种唯一的相配关系，任何进一步的旋转会造成不允许的松动或过分地压紧。螺旋体螺纹部分彼此的位置异常一方面在于抑制自由的可转动性，另一方面在于通过止挡给定了固定的轴向位置。螺旋体螺纹部分的这种相互单一的位置关系，在成批生产中往往引起大量匹配工作，亦即可调整的止挡限制装置。这就不必要地提高了生产成本。

此外还已知，使用楔形的非刚性连接或密封装置来传递轴向拉力或流动力。文件DE4439250C1公开了一种用于管道的密封件，管道有一楔形的唇，它与一个轴向的环楔相结合形成一种可拆式的非刚性连接和密封。这类非刚性连接在要连接的部分的位置相配关系方面通常没有充分地确定以及往往难以或不能拆开，尤其是不存在对位置的相配关系进行调整的可能性。

此外已知“浮动式支承”。其中只实施螺旋体螺纹部分的刚性相配，所以，由于没有夹紧，螺旋体螺纹部分彼此有一定的间隙。这种支承通过螺旋体螺纹部分的位置相配因而肯定是纯刚性连接：从而存在着确保例如防止转动的这种位置关系的必要性。但在许多应用场合这种间隙是不允许的。

已知为了螺纹对的密封将螺纹借助于合适的密封物质封闭。这种大多为液态或软膏状的密封物质在最终旋紧前置入螺纹中并接着大多会硬化。由此保证螺纹通道本身没有任何开口。与此同时通过固定螺纹对达到位置保险。

然而在普通的刚性和非刚性连接的螺旋固紧中不可能是一种具有适用的密封物质的密封，因为由于螺纹对单侧拉紧和与此有关的负荷，这种密封物质不能在互相配合的螺纹对之间相连接地充填侧面。其结果是在密封物质内产生小的裂纹和与侧面脱开并随着时间的推移和在负荷作用下扩展，从而造成螺纹对的不密封性。由于这一原因，只是在自由的侧面之间才造成足够充填的螺纹通道的这种充填仅仅应用于借助于胶粘剂作位置固定。相反，它不能利用来起密封作用。

在“浮动式支承”中则不同，这种借助于适用的密封物质的密封能成功地使用，因为螺纹的两个侧面可用密封物质充分地充填。但是螺旋体螺纹部分不是通过它们的侧面互相直接支承而是柔和地埋入密封物质中，从而形成了一种比普通的螺旋固紧低得多的构件刚度。在许多应用场合这种结构刚度是不够的。

本发明的目的是，在克服上述缺点的同时成为一种既能沿轴向定位又能旋转的螺纹对，这种螺纹对借助于侧面的非刚性支承获得有足够刚度的螺旋固紧，以及通过用密封物质充填形状相配的螺纹通道获得密封的连接。尤其在压力介质推动的工作缸的情况下，导引封闭件或底部封闭件应能与工作缸筒在技术上简单地固定。

此目的通过所要求保护的权利要求1中所述特征达到。从属权利要求给出了最佳的改进。

本发明的实质基于螺纹对的至少一个螺旋体螺纹部分在其轴向的螺纹长度上由具有相同螺距的一个圆柱形的和一个非圆柱形最好锥形的带侧面的基体组成，其中，在与相配的螺旋体螺纹部分螺旋固紧时，在非圆柱形带侧面的基体的轴向长度区内在侧面之间形成径向预紧。因此借助于静摩擦保证通过侧面将此连接固定下来。通过直接的侧面挤压，与“浮动式支承”相比具有更高的连接刚度。

在螺纹对的此长度区沿轴向无预紧力的螺旋固紧时在整个螺纹内只是在这里出现相对侧面的线性接触，亦即在相对于相配的螺纹部分的基体半径差最大的地方。通过这种径向预紧引起相对的侧面尖端互相对称，在轴向无预紧力的螺旋固紧的情况下则沿整个螺纹长度，至少在线性接触的附近。相配螺旋体螺纹部分基体与每个轴向位置对应的半径差，是对于通过侧面的形状及其螺距确定的螺纹侧隙直接的度量。尤其是此螺纹侧隙在线性接触以外大于零以及侧面尖端彼此对称布置。这就允许两个侧面安放在密封物质内。从而满足有效密封的先决条件。

半径差并因而径向预紧力取决于螺旋体螺纹部分彼此的相对位置和各基体的几何尺寸。因此在给定螺纹对轴向调整范围和允许的径向预紧力范围的情况下，作为边界条件存在着许多适用的非圆柱形基体供选择。最好采用逐段锥形区。因此根据侧面和基体的几何尺寸以及允许的径向预紧力范围，始终保证两个螺旋体螺纹部分相对位置的可调整性。涉及转一圈这是连续给出的，而当给定相对于一个取决于螺纹螺距的轴向位置的旋转角时这是不连续给出的。通过与一个旋转方向相反的类似的第二个螺纹对组合，既可连续调整旋转又可连续调整轴向位置。

本发明的优点主要在于：

·工艺简单地生产此类螺纹对；

·在有可调整性的同时保证密封性；以及

·与“浮动式支承”相比有高的连接刚度。

下面借助于附图进一步说明本发明的实施例，其中：

图1螺纹对的原理及图2的详图X；

图2作为举例在流动压力介质的工作缸中的应用。

图1表示用于传递轴向力的密封式螺纹对原理。两个互相配合的螺旋体螺纹部分1和2互相通过具有相同螺距3的螺纹非刚性和刚性地连接。其中，在侧面4之间形成的螺纹通道5用密封物质6亦即一种可硬化的软膏状或漆状的塑料充填。在按本发明的设计中，螺纹对的至少一个螺旋体螺纹部分1在其轴向的螺纹长度7上由圆柱形带侧面的基体8和非圆柱形带侧面的基体9组成。在非圆柱形带侧面的基体9的轴向长度区内与相配的螺旋体螺纹部分2螺旋固紧时，在相对于相配螺旋体螺纹2带侧面的基体半径差最大的地方，在侧面4之间有径向预紧力的情况下形成相对侧面4的线性接触。此径向预紧力一方面保证螺旋体螺纹部分〔1、2〕通过侧面4相对固定，另一方面还允许螺旋体螺纹部分〔1、2〕沿着无止挡的轴向调整区10连续旋转。与此同时，此径向预紧力保证，在螺纹通道5中在有关的圆柱形带侧面的基体8上存在的具有螺纹侧隙11的侧面4彼此处于自由状态。通过此螺纹侧隙11保证侧面4的两侧完全埋入密封物质6内，并因而保证可靠地密封。

按图2和按图1的X详图，此类螺纹对可有利地应用于流动压力介质的工作缸中。工作缸的缸筒12的螺旋体螺纹部分1，就其轴向的螺纹长度7而言，由圆柱形带侧面的基体8和非圆柱形带侧面的基体9尤其是锥形基体组成。缸筒12最好在其两端制有此类螺纹对。螺旋体螺纹部分1(在此实施例中作为缸筒12)的两种螺纹类型有相同的螺距3，并与相配的螺旋体螺纹部分2(在此实施例中作为导引封闭件13和底部封闭件14)螺旋固紧。在螺旋固紧时，总是在缸筒12与导引封闭件13或底部封闭件14之间产生径向预紧力。由于此径向预紧力造成一个静扭矩(Haftdrehmoment)，它保证螺旋连接的位置固定，以及与此同时构成一个自由的螺纹通道5。在此空腔内置入密封物质6，它以此方式保证相对于流动压力介质有效地密封。缸筒12与导引封闭件13或底部封闭件14的连接在保证缸筒12没有朝着导引端部止挡15或底部端部止挡16旋紧时允许缸筒12两侧有可调性。在旋紧时缸筒12的端面以无止挡轴向调整区10的间距相对于导引端部止挡15或底部端部止挡16固定，此间距的尺寸最好设计为螺距3的一半。

此螺纹设计应用于作为压力范围为0.2-2MPa的气动工作缸或作为压力范围为2-100MPa的液压工作缸并最好在下列参数的极限范围内：

·锥角  1∶8-1∶18

·螺距  0.5mm-5mm

两个在缸筒12上相同转向的密封螺纹对，允许连续/间断地调整导向端部止挡15相对于底部端部止挡16的轴向位置关系，从而进行所期望的准确的行程调整，以及另一方面可以间断/连续地调整导引件13相对于底部封闭件14的转角关系，或反之。两种调整有鉴于可使用的无止挡轴向调整区10的大小，因而受到允许的径向预紧力范围的限制。在考虑到这些边界条件的情况下保证螺旋固紧部分相对位置的可调性，它的精度取决于所选择的螺纹螺距3，而其密封性在选择一种适用的密封物质6的情况下由圆柱形侧面对范围内的侧面4之间的螺纹侧隙11决定。在缸筒12端部处的密封螺纹对可设计为右螺纹、左螺纹，或为了更准确地调整导引件13相对于底部封闭件14的相对位置，可设计为在一侧具有左螺纹，在另一侧具有右螺纹，从而可以为了轴向调整连续地横向进给和/或旋转。

符号表

1	螺旋体螺纹部分
		2	相配的螺旋体螺纹部分
3	螺距
		4	侧面
5	螺纹通道
		6	密封物质
7	轴向螺纹长度
		8	圆柱形带侧面的基体
9	非圆柱形带侧面的基体
		10	无止挡轴向调整区
11	螺纹侧隙
		12	缸筒
13	导引封闭件
		14	底部封闭件
15	导引端部止挡
		16	底部端部止挡

Claims (5)

1.传递轴向力的密封螺纹对，其中，两个相配的有相同螺距(3)的螺旋体螺纹部分〔(1)、(2)〕互相非刚性和刚性地连接，以及，螺纹通道(5)充填密封物质(6)，其特征为：至少螺纹对中的一个螺旋体螺纹部分(1)在其沿轴向的螺纹长度(7)上由一个圆柱形带侧面的基体(8)和一个非圆柱形带侧面的基体(9)组成；在非圆柱形带侧面的基体(8)沿轴向的长度区内与相配的螺旋体螺纹部分(2)螺纹接合时，在相对于相配的螺旋体螺纹部分(2)带侧面的基体半径差最大的地方，在侧面(4)之间处于径向预紧力的情况下形成彼此相对的侧面(4)的线性接触；此径向预紧力既保证螺旋体螺纹部分〔(1)、(2)〕通过侧面(4)固定，从而在螺纹通道(5)内那些在各圆柱形带侧面的基体(8)上存在的侧面(4)彼此有螺纹侧隙(11)地处于自由状态，又允许螺旋体螺纹部分〔(1)、(2)〕通过一个无止挡的轴向调整区(10)连续地旋转；以及，由于此螺纹侧隙(11)，两个侧面可埋入密封物质(6)内。

2.按照权利要求1所述的密封螺纹对，其特征为：非圆柱形带侧面的基体(9)的几何尺寸，在考虑到侧面(4)的几何尺寸和螺距(3)的情况下，通过所期望的在非圆柱形带侧面的基体(9)区域内沿径向的预紧力分布，沿无止挡轴向调整区(10)的轴向长度给出。

3.按照权利要求1或2所述的密封螺纹对，其特征为：非圆柱形带侧面的基体(9)的几何形状设计为逐段锥形的基体。

4.按照权利要求1至3之一所述的密封螺纹对，其特征为：在使用具有相反的旋转方向的第二个螺纹对的情况下，既涉及轴向位置又涉及旋转地实施两个螺旋体螺纹部分〔(1)、(2)〕连续的位置相配。

5.按照权利要求1至4之一所述的密封螺纹对，其特征为：在压力介质推动的工作缸中此密封螺纹对应用于导引封闭件(13)和/或底部封闭件(14)与工作缸筒(12)之间的密封和传递轴向力。

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