CN205605596U - 有螺纹的固定元件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种有螺纹的固定元件(2)，包括螺纹部分(14)，该螺纹部分(14)沿中心轴线(A)延伸，螺纹部分(14)有至少一条螺纹，该螺纹有顶角，该顶角在第一顶角(α1)和第二顶角(α2)之间连续和单调地逐渐减小，该第二顶角严格小于第一顶角。该有螺纹的固定元件是螺钉或螺母。

Description

有螺纹的固定元件
技术领域
本实用新型涉及一种有螺纹紧固元件，特别是用于车辆设备零件的机械固定，特别是用于汽车。
背景技术
US2004/0081535A1公开了一种螺钉，该螺钉包括螺钉头部和锥形尖端，该螺钉有：在螺钉头部附近的后部段上延伸的螺纹，该螺纹为不对称的，并与螺钉头部相反地倾斜；以及在螺钉尖端附近的前部段上延伸的螺纹，该螺纹为不对称，并朝向螺钉头部倾斜。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种自攻丝或自形成的有螺纹的固定元件，该有螺纹的固定元件能够很容易地进行螺纹连接，同时有效地保持部件，它将该部件保持在一起。
因此，本实用新型提出了一种有螺纹的固定元件，该有螺纹的固定元件包括螺纹部分，该螺纹部分沿中心轴线延伸，螺纹部分有至少一条螺纹，其中，所述螺纹有顶角，该顶角在第一顶角和第二顶角之间连续和单调地逐渐减小，该第二顶角严格(strictly)小于第一顶角。
根据其它实施例，固定元件包括以下特征中的一个或多个，可以考虑单独或者根据任意技术上可能的组合：
顶角的减小在至少一圈上产生，特别是多圈；
顶角的减小在螺纹的圈之间的节距恒定的情况下产生；
螺纹部分包括：至少一个变化段，顶角的减小在该变化段上产生；以及至少一个其它段，螺纹在该其它段上有恒定顶角；
螺纹部分包括从变化段伸出的第一段，螺纹在该第一段上有等于第一顶角的恒定顶角；
螺纹有在第一段上的至少一圈，特别是多圈；
第一段有恒定直径，或者直径随远离变化段而逐渐增加；
螺纹有在第一段上的恒定节距；
螺纹部分包括从变化段伸出的第二段，螺纹在该第二段上有等于第二顶角的恒定顶角；
螺纹有在第二段上的至少一圈，特别是多圈；
螺纹有在第二段上的恒定节距；
第二段的直径随着远离变化段而逐渐减小；
变化段是螺纹部分的端部段；
顶角在螺纹部分的整个长度上在第一顶角和第二顶角之间连续和单调地逐渐减小；
有螺纹的固定元件是螺钉，并包括有螺纹的杆，螺纹部分是形成于该有螺纹的杆上的外螺纹部分，或者有螺纹的固定元件是螺母，螺纹部分是形成于该螺母内部的内螺纹部分。
附图说明
通过阅读下面的说明(只是提供为实例)和参考唯一的附图，将更好地理解本实用新型和它的优点。
附图1表示了成螺钉形式的有螺纹的固定元件的半剖图。
具体实施方式
图1中所示的有螺纹的固定元件是螺钉2，该螺钉2包括有螺纹的杆4，该杆4沿中心轴线A延伸。杆4在第一端6和第二端8之间延伸。
螺钉2包括固定在杆4上的螺钉头部10。螺钉头部10与第一端6连接。与螺钉头部10相对的第二端8为自由的。
螺钉头部10设置成通过使用拧螺钉的工具而使得螺钉2环绕中心轴线A旋转。
为此，螺钉头部10包括空腔11，该空腔11有十字形、六边形或多瓣的轮廓。如图1中所示，空腔11局部在杆4内延伸。
还能够考虑在螺钉头部10中空心地形成的其它驱动凸纹(relief)。空腔11能够由狭槽代替。
也可选择，螺钉头部10包括提供为与工具配合的外轮廓。例如，螺钉头部10有六边形外轮廓。
螺钉2有螺纹部分14，该螺纹部分14形成于杆4的外表面上。螺纹部分14沿中心轴线A延伸。螺纹部分14包括至少一个连续螺纹，该连续螺纹成螺旋环绕中心轴线A延伸，这里是单螺纹16。
在剖视图1中可见，螺纹16有基部18、顶点20和两个侧面22，各侧面22在基部18和顶点20之间延伸。螺钉16的两个侧面22从基部18朝向顶点20收敛。两个侧面22朝向顶点20收敛，同时形成一定角度，该角度称为螺纹16的、在它们之间的“顶角”。
螺纹16的型面为它在剖视图1中可见的轮廓。这里，螺纹16有三角形型面。两个侧面20汇合，同时基本形成尖端。
螺纹16有多圈。一圈对应于螺纹环绕中心轴线A的一整圈。在附图1中，各圈对应于一个齿。
螺纹16有顶角，该顶角在第一顶角α1和第二顶角α2之间连续和单调地逐渐减小，该第二顶角α2严格小于第一顶角α1。
优选是，顶角的减小在至少一圈上进行，特别是在多圈上。这里，它在三圈S1、S2、S3上进行。
例如，螺纹部分14包括：一段，顶角的减小在该段上产生；以及至少一个其它段，螺纹在该其它段上有恒定的顶角。
在所示实例中，螺纹部分14沿中心轴线A连续地包括：第一段24，随后是变化段26，随后是第二段28。第一段24、第二段28和变化段26各自在螺纹部分14的相应长度部分上轴向延伸。
第一段24从变化段26朝向第一端6延伸。第一段24从变化段朝向第一端6轴向延伸。螺纹16在第一段24和变化段26上连续延伸。
第二段28从变化段26朝向第二端8延伸。第二段28从变化段26朝向第二端8轴向延伸。螺纹16在变化段26和第二段28上连续延伸。
螺纹16的顶角在第一段24上恒定，并等于第一顶角α1。螺纹16有在第一段24上的多圈。螺纹16的顶角在第一段24上恒定。
螺纹16的顶角在第二段28上恒定，并等于第二顶角α2，该第二顶角α2严格小于第一顶角α1。螺纹16有在第二段28上的多圈。螺纹16的顶角在第二段28上恒定。
螺纹16在变化段26上有从第一顶角α1向第二顶角α2连续和单调地逐渐减小的顶角α，该第二顶角α2严格小于第一顶角α1。
螺纹16包括在变化段26上的多圈，这里是三圈S1、S2、S3。螺纹16的顶角从一圈至下一圈变化。
在变化段26上，当考虑从变化段26的、螺纹16有第一顶角的端部至变化段26的、螺纹16有第二顶角的端部的连续多圈时，螺纹16的圈S1、S2、S3的顶角逐渐减小。
优选是，当考虑从变化段26的、螺纹16有第一顶角的端部至变化段26的、螺纹16有第二顶角的端部的连续多圈时，变化段26的各圈S1、S2、S3的顶角严格大于随后的圈的顶角。
在所示实例中，螺纹16有60°的第一顶角α1以及44°的第二顶角α2。在变化段26上，螺纹16有从60°至44°逐渐变化的顶角。
螺纹16的顶角的变化优选是恒定的。该顶角的变化是基于沿螺纹运行的长度或环绕中心轴线运行的角度的顶角变化。
在图1的实例中，变化是每圈4°顶角。螺纹16在变化段26上有三圈S1、S2、S3，当从第一段24朝向第二段28运行三圈S1、S2、S3时具有56°、52°和48°的相应顶角。
考虑沿中心轴线L，螺纹16的节距P是在螺纹16的两个连续圈的顶点之间的轴向距离。
这里，螺纹16有在第一段24、变化段26和第二段28的每个上的恒定节距P。螺纹16的节距P在螺纹部分14的整个长度上恒定。也可选择，螺纹的节距从一段至下一段和/或沿至少一段变化。
螺纹部分14的直径对应于假想包络的直径，该假想包络经过形成螺纹部分的螺纹16的顶点。
这里，螺纹部分14的第二段28有当它远离变化段26时减小的外径D2。因此，有螺纹的杆4有锥形自由端。从侧部看，位于中心轴线 A一侧的、邻近自由端的圈的顶点沿着曲线E，该曲线E有朝向中心轴线A转向的凹侧。这里，曲线有恒定的曲率半径。
在所示实例中，螺纹部分14的第一段24有外径D1，该外径D1在第一段24上恒定。变化段26也有恒定直径，等于第一段24的直径D1。
也可选择，螺纹部分14有变化的直径，该直径在它沿螺纹部分14从具有第二顶角的部分朝向具有第一顶角的部分运动时增加，即从螺钉2的第二端8朝向第一端6运动。直径在螺纹部分的整个长度上增加，或者在一段或多段上有变化直径，与恒定直径的一段或多段交替。
在一个特殊实施例中，螺纹部分14有具有恒定直径的变化段26和具有随着远离变化段26而增加直径的第一段24。直径的增加例如是第一段24从大约0.05至0.2mm，特别是从0.05至0.01mm。直径的这样增加能够执行螺纹制动功能，即在一段时间中维持螺钉的拧紧扭矩，特别是当利用螺钉装配的部件受到振动时。
在另一个特殊实施例中，螺纹部分14有变化段26，该变化段26具有在变化段26上变化的直径，更具体地说，沿变化段26从螺纹部分14的、具有第二顶角的部分朝向螺纹部分14的、具有第一顶角的部分运动时增加。螺纹部分14没有第一段，或者有第一段24，该第一段24有恒定直径，或者有沿与变化段26相同方向增加的直径。
在所示实例中，螺纹16对称：螺纹16的两个侧面20在经过螺纹16的顶点的、与中心轴线垂直的横向平面的各侧对称地延伸。各侧面20与该平面形成的角度基本等于螺纹16的顶角的一半。螺纹16在变化段26上、在第一段24上和/或在第二段28上对称。
也可选择，螺纹为不对称：螺纹的两个侧面与经过螺纹的顶点的、与中心轴线垂直的横向平面形成不同的相应角度。在这种情况下，螺纹在变化段上、在第一段上和/或在第二段上不对称。
螺钉2为自攻丝或自形成的螺钉，能够在第一次拧螺钉时在部件的孔(该孔对齐，且螺钉2螺纹连接在该孔中)的内表面的材料中形 成攻丝(或内螺纹)。攻丝通过除去材料(自攻丝螺钉)或通过在并不除去材料的情况下变形(自形成螺钉)而形成。
在第一次拧螺钉的过程中，孔的材料由螺钉的螺纹16向后推动。螺钉2通过它的尖端***，这样，攻丝通过第二段28、变化段26和第一段24而连续地形成。
由于较小的第二顶角，螺纹16在开始拧螺钉的过程中很容易穿透孔的内表面的材料，这使得该操作更容易。顶角的变化(这里，在变化段26上)使得它能够产生在第二顶角和第一顶角之间的逐渐变化，这有利于操作人员完成螺钉的拧紧。攻丝逐渐形成。第一段24(螺纹在该第一段24上有更大的顶角)使它能够保证以较高的残余扭矩来紧固。因此，自攻丝螺钉2很容易以螺纹连接，同时保证两个部件(它将两个部件保持在一起)的可靠和持久的紧固。螺钉2的锥形自由端方便它在开始拧螺钉时***和定心。在第二顶角和第一顶角之间的逐渐变化与螺钉2的自由端的直径的逐渐变化的组合使得能够减小在螺钉连接的两个部件中的螺纹的形成扭矩。
螺钉特别适用于拧入金属板中。由螺钉来连接的部件例如是车辆设备的零件，特别是机动车设备。例如，部件是仪表板横杆，另外的部件例如是前面侧部的竖柱(或者A柱)、风挡下部横杆或者使得乘客车厢和发动机舱分离的防火隔板。在一个特殊实施例中，螺钉是自形成的金属螺钉。
优选是，螺纹部分14在具有第一顶角α1的第一段24中为公制(或等角)类型。第一顶角等于60°。螺纹部分14为三角形，或者螺纹16或各螺纹16有三角形型面。优选是，第一段在多圈上延伸，和/或有恒定直径。在第一段上的等角螺纹部分14使它能够在第一次拧螺钉2的过程中很容易地形成等角攻丝。这样形成的等角螺纹部分使得能够在需要时由市场上可获得的、具有等角螺纹部分的螺钉来代替该螺钉2。
第一段在第一长度L1上延伸，变化段在长度LT上延伸，第二段在第二长度L2上延伸。
在一个示例实施例中，变化长度LT小于第一长度L1和第二长度L2。第一长度L1和第二长度L2例如为基本相同。第一长度L1和第二长度L2例如为近似5mm，变化长度LT为近似2mm。
在所示实例中，变化段26是在第一段24和第二段28之间的中间段。
也可选择，变化段26是螺纹部分14的端部段。在这种情况下，螺纹部分14没有具有第一恒定顶角α1的第一段和/或没有具有第二恒定顶角α2的第二段。
在一个特殊实施例中，螺纹部分14对应于图1中的螺纹部分，但是没有第二段。螺纹部分14包括具有第一恒定顶角的第一段24和具有从第一顶角α1至第二顶角α2连续和单调地逐渐变化的顶角的变化段26，该第二顶角α2严格小于第一顶角，该变化段26结束螺纹部分14。
在没有第二段的螺纹部分的一个示例实施例中，第二长度L2为零，变化段LT例如比第一长度L1更长或者相等。
在一个特殊实施例中，螺纹部分14只包括变化段，在变化段上螺纹的顶角从第一顶角α1至第二顶角α2连续和单调地逐渐变化，该第二顶角α2严格小于第一顶角α1。换句话说，螺纹部分14有螺纹，该螺纹的顶角在螺纹的整个长度上从第一顶角α1至第二顶角α2连续和单调地逐渐变化，该第二顶角α2严格小于第一顶角α1。
优选是，如图1中所示，螺纹部分14的顶角从螺钉头部10朝向杆4的自由端减小。顶角在变化段26上减小，该变化段26从螺钉头部10朝向自由端延伸，也可选择，变化段26由第一段24和/或第二段28来延伸，螺纹16在该第一段24上有等于第一顶角α1的恒定顶角，螺纹16在该第二段28上有等于第二顶角α2的恒定顶角。
优选是，如图1中所示，杆4在它的自由端8处更窄，同时截头。它的直径朝向自由端8逐渐减小，直到它达到最小非零直径。自由端8没有尖端。这能够获得紧凑的螺钉，同时保证可靠和持久性的螺纹连接(由于特殊的螺纹部分)。
优选是，螺纹部分14延伸至自由端8。当提供第二段时，第二段 28(螺纹部分14在该第二段28上有第二恒定顶角)使得有螺纹的杆4终止于它的自由端8，如图1中所示。也可选择，当没有提供第二段28时，变化段26使得有螺纹的杆4终止于它的自由端。
本实用新型并不局限于螺钉，而是也应用于螺母，在这种情况下，螺纹部分不是外部的，而是内部的。
因此，本实用新型还涉及一种螺母，该螺母包括内螺纹部分，该内螺纹部分沿中心轴线延伸，并有至少一个变化段，在该变化段中，螺纹具有在第一顶角和第二顶角之间连续和单调地逐渐减小的顶角，该第二顶角严格小于第一顶角。
这样，螺母优选是自攻丝(或自形成螺纹)或者自形成，以便在第一次拧螺纹时在杆上形成外螺纹，螺母螺纹连接在该杆上，并使得第一次拧螺纹能够很容易，从而保证可靠和持久性的紧固。
本实用新型并不局限于包括单螺纹的螺纹部分，而是也可应用于包括多个平行螺纹的螺纹部分。
因此，通常，有螺纹的固定元件具有螺纹部分，该螺纹部分包括一个或多个螺纹，至少一个螺纹具有在第一顶角和第二顶角之间连续和单调地逐渐减小的顶角，该第二顶角严格小于第一顶角。

Claims (19)

1.一种有螺纹的固定元件(2)，包括螺纹部分(14)，该螺纹部分(14)沿中心轴线(A)延伸，螺纹部分(14)有至少一条螺纹，其中，所述螺纹有顶角，该顶角在第一顶角(α1)和第二顶角(α2)之间连续和单调地逐渐减小，该第二顶角严格小于第一顶角。
2.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：顶角的减小在螺纹的圈之间的节距(P)恒定的情况下产生。
3.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹部分(14)包括：至少一个变化段(26)，顶角的减小在该变化段上产生；以及至少一个其它段(24、28)，螺纹在该其它段上有恒定顶角。
4.根据权利要求3所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹部分(14)包括从变化段伸出的第一段(24)，螺纹(16)在该第一段上有等于第一顶角(α1)的恒定顶角。
5.根据权利要求4所述的有螺纹的固定元件，其中：第一段(24)有恒定直径，或者直径随远离变化段(26)而逐渐增加。
6.根据权利要求4所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹(16)有在第一段(26)上的恒定节距(P)。
7.根据权利要求3所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹部分(14)包括从变化段(26)伸出的第二段(28)，螺纹(16)在该第二段(28)上有等于第二顶角(α2)的恒定顶角。
8.根据权利要求7所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹有在第二段(28)上的恒定节距(P)。
9.根据权利要求7所述的有螺纹的固定元件，其中：第二段(28)的直径随着远离变化段(26)而逐渐减小。
10.根据权利要求3所述的有螺纹的固定元件，其中：变化段(26)是螺纹部分(14)的端部段。
11.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：顶角在螺纹部分的整个长度上在第一顶角(α1)和第二顶角(α2)之间连续 和单调地逐渐减小。
12.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，该有螺纹的固定元件是螺钉(2)，并包括有螺纹的杆(4)，螺纹部分是形成于该有螺纹的杆上的外螺纹部分。
13.根据权利要求12所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹部分的顶角从杆的第一端(6)朝向杆的第二端(8)减小，螺钉头部(10)连接于该第一端(6)上，该第二端(8)为自由的。
14.根据权利要求12所述的有螺纹的固定元件，其中：杆有自由端(8)，该自由端(8)为锥形，同时被截头。
15.根据权利要求12所述的有螺纹的固定元件，其中：螺钉为自形成或自攻丝。
16.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：有螺纹的固定元件是螺母，螺纹部分是形成于该螺母内部的内螺纹部分。
17.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：第一顶角(α1)等于60°。
18.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：螺纹部分(14)为三角形。
19.根据权利要求1所述的有螺纹的固定元件，其中：顶角的减小在多圈上进行。
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