TWI595162B - 力矩受限之固定裝置 - Google Patents

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Description

力矩受限之固定裝置
本發明關於一種力矩受限制的固定裝置，具有一第一頭部，該第一頭部至少有一個形狀元件以與一固定工具作形狀嵌合式的連接，及一具有第二頭部，該第二頭部至少有一螺紋，其中該二頭部互相連接。形成至少一將斷裂位置，該將斷裂位置在二頭部之間達一限度力矩時斷裂，因此產生一個與第一頭部相關的第二斷裂面及一個與第二頭部相關的第二斷裂面，具其中至少該第二頭部有一在內部的基本材料，該基本材料設有一防腐蝕表面覆層。
有一些習知之具有二個頭部的裂開螺母(Abreissmutter)或裂開螺絲(Abreisschraube)，經一熔接連接部互相連接。當施加螺母或螺絲時，利用固定工具將一力矩施到第一頭部，其中在固定過程開始時，力矩經一連接部轉到第二頭部，如果在固定過程結束時達到一預設的限度力矩時，則此第一頭部在連接部與第二頭部剪離，利用這種剪離限制該作用到第二頭部的最大力矩。
舉例而言，US 2002/07 6295 A1揭示了一種裂開螺母的例子。一種裂開螺絲見於GB 1411151 A。
基於成本理由，裂開螺母往往由一較易受腐蝕的基本材料製造，但當使用這種裂開螺母時，在某些情況儘管有作表面處理，仍能見到腐蝕問題。
本發明的目的在提供一種力矩受限制的固定裝置，它一方面製造上特別有利，另方面特別防腐蝕。
此目的利用申請專利範圍獨立項之特點達成。有利的進一步特點見於附屬項。
本發明的裝置的特徵為：至少該與第二頭部相關的第二斷裂面的防腐蝕強度比起第二頭部之基本材料之一未施覆的表面更高。
本明了解，在先前技術的裂開螺母觀察到的腐蝕問題的原因可歸咎於斷裂面，它係在二頭部剪離時在將斷裂位置產生者。由於此斷裂面在該裝置特定使用時才會產生，亦即即達到限度力矩時，且將斷裂位置斷裂才產生，故該處的表面無法作防腐保護(防腐蝕處理係先前在製造裝置時所作者)。因此依先前技術會形成腐蝕的起始點，腐蝕可由該點侵入頭部之基本材料中見時間久了，連那麼鄰接到將斷裂位置的區域(它們只有表面受保護)也可看到腐蝕。
在此，依本發明，把將斷裂位置的區域中所用材料改質，使得在將斷裂位置斷裂時產生之斷裂面比頭部之未處理的基本材料的抗腐蝕抵抗性更高。因此該斷裂面也同樣有抗腐蝕作用，因此依本發明，即使在將斷裂位置後，仍提供無漏洞之連續的防腐蝕保護。因此依本發明得到一特別防腐蝕的構件，它同時成本特別便宜。因為防腐蝕保護係利用表面附近的區域的性質造成，因此可選用一較廉價特別易腐蝕的材料當作頭部的基本材料。
換言之，本發明的基本構想在於將固定裝置的材料性質選設成使得在將斷裂位置的斷裂至少在第二頭部處露出之斷裂面的防腐蝕強度比一個通過第二頭部之基本材料的假想(fihtiv)之斷裂更大。因此，在將斷裂位置發生之第二斷裂面當作第二頭部之基本材料的防腐蝕保護。
具有螺紋的第二頭部在固定元件施加後一般具有承受負荷的功能。而第一頭部只在施加時使用，而施加後就失去。因此一般在長期看來，特別是第二頭部的腐蝕性質很有關係。然而，如果第一頭部也有關於腐蝕性質，則如第一頭部相關的第一斷裂面的防腐蝕強度比第一頭部基本材料之處理之表面強，為了使製造特別簡單，二頭部宜具相同基本材料。
依本發明，「基本材料」一詞係指該材料位於置內部(即在該核心)」，如設有表面覆層，則基本材料和表面材料不同，否則基本材料可和表面材料相同。
本發明的裝置及/或頭部可具一種金屬材料，特別是鋼，依本發明，防腐蝕強度可特別為作用總和(Wirksumme)[蝕損抵抗性當量(Pitting Resistance Equipment-PRE)]，其中作用總和如下示：PRE=重量%(鉻)+3.3×重量%(鉬)+30×重量%(氮)
其中重量%(鉻)、重量%(銅)、及重量%(氮)、為鐵中鉻、鉬、氮的重量而分比)。依此，一個面的防腐蝕強度提高。則作用總和較大，要得到高的防腐蝕強度可特別使用不銹鋼或鋅。
本發明也用於本發明裝置在一個對比裝置有腐蝕性的環境(特別在大氣中)的應用。如此，防腐蝕強度一詞可指對腐蝕性環境的防腐蝕強度。防腐蝕強度特別可指對氧腐蝕的防腐蝕的強度。
第二及/或第一頭部的防腐蝕之表面覆層可特別為一鋅層或一漆層。
本發明一較佳實施例在於該二個頭部經至少一連接部互相連接，在該連接部上形成一將斷裂位置，且該連接部的基本材料的防腐蝕強度比第二頭部更高。
此實施例特別可使該將斷裂位置的斷裂面之增大的抗腐強度並非由表面改質達成，而係將表面下方的基本材料的組成局部改變而達成。因此，依此實施例設有一連接部，其基本材料和第一及/或第二頭部不同，此連接部可用材料接合方式與二頭部接合。例如用熔接，舉例而言，該連接部可具有不銹鋼以達高防腐蝕強度。
如果用此方式(或除了方式外同時另外)也可使該二頭部利用一附加材料互相用材料接合方式相接合，其中該將斷裂位置在附加材料上形成。
如果材料接合式的連接為一軟銲接合，則該附加材料為一軟銲劑。如果材料接合式的連接部為一種粘著連接部，則附加材料為粘著劑，此實施例可特別使將斷裂位之較高防腐蝕強度利用表面效應達成。舉例而言，可使附加材料不只用於材料接合，而且在將斷裂位置斷裂後，亦即材料接合部斷裂後也在產生之斷裂面上作防腐蝕保護。
將斷裂位置可特別用以下方式形成：使接合部或附加材料比起周圍有較小之強度及/或膨脹度。
舉例而言可以使該固定裝置設計成裂開螺母形式，且第二頭部上的螺紋為一內螺紋。
但該力矩受限制的固定裝置也可設計成裂開螺絲形式，如此在第二頭部的螺紋可為一外螺紋。
形狀元件用於與固定工具造成一止轉的形狀嵌形，其中力矩可從固定工具傳到第一頭部。舉例而言，形狀元件可為一外多邊形或一內多邊形。特別是一個六邊形。但形狀元件也可為例如一槽孔，例如一個十字槽孔。
本發明在以下利用較佳實施例詳細說明，它們在附圖中示意地顯示。
在圖式中，相同作用的元件用相同圖號表示。
一設計成裂開螺母方式的力矩受限制的固定裝置的第一實施例示於圖1及圖2中，且圖1中係在達到限度力矩之前的狀態圖2係在達到限度力矩之後的狀態且在二頭部剪離之後的狀態。
圖示之裝置有一第一頭部(11)，其外側有一設計成多邊形(特別是六邊形)的形狀元件(31)以嵌合一旋轉工具(圖未示)。此外，該裝置有一第二頭部(12)，它具有一貫通孔(32)，孔中形成一內螺紋(33)。第一頭部(11)同樣有一貫通孔(34)，與貫通孔(32)對準，但其小寬度(lichte Weite)大於第 二頭部(12)之內螺紋(33)之小寬度，係使一螺紋桿[它第二頭部(12)的內螺紋(33)相關]可自由地穿過第一頭部(12)的內螺紋(33)。在第一頭部(11)的外側設有一徑向突出的軸環(36)，它防止該嵌在第一頭部(11)上的固定工具嵌在第二頭部(12)上。
二頭部(11)及(12)的各核心由一較易受腐蝕的基本材料(21)或(22)構成，例如非合金鋼。為了確保所需防腐蝕強度，基本材料各設以一表面覆層(23)或(24)。
在圖1及圖2的實施例，二頭部(11)及(12)(見圖1)先經由連接部(40)連接。連接部可與二頭部(11)及(12)連接，例如熔接或粘接。連接部(40)各有一將斷裂位置，舉例而言，它呈變細窄部形式。如果一股力矩[它利用旋轉工具施加，作用在二頭部(11)(12)之間]達到一限度力矩，則將斷裂位置(4)降服，而二頭部(11)(12)互相分離(見圖2)。如此，在連接部(40)產生對應之斷裂面(1)(2)，其中第一斷裂面(1)屬於第一頭部(11)，而第二斷裂面(1)屬於第二頭部(12)。
在連接部(40)斷裂時，在將斷裂位置(4)產生的斷裂面(1)(2)由連接部(40)的基本材料(41)形成，該基本材料在連接部(40)斷裂時在斷面露出。依本發明，此基本材料(41)由此二頭部(11)(12)之基本材料(21)(22)更耐腐蝕的材料形成。例如連接部(40)之基本材料(41)可為不銹鋼。由於連接部(40)的基本材料(41)的防腐蝕強度較高，在連接部(40)斷裂時產生的斷裂面(11)(12)在斷裂區域對二頭部(11)造成防腐蝕的保護，雖然頭部(11)(12)在斷裂區域外的防腐蝕保護利用表 面覆層(23)(24)確保，在斷裂區域[該處沒有表面覆層(23)(24)]則由連接部(41)的基本材料(41)的較高抗腐蝕強度作防腐蝕保護。
由於連接部(40)的基本材料(41)的防腐蝕強度比二頭部(12)更高，故在第二頭部(12)之在連接位置(40)產生的斷裂面(2)的抗腐蝕強度比起在經第二頭部(12)的假想斷裂產生之斷裂面更高。
本發明另一實施例示於圖3及圖4，且圖3為到限度力矩之前的狀態，圖4為達到限度力矩之前的狀態且在二頭部剪離之後。圖3與圖4的實施例與圖1及圖2的實施力不同處在：依圖3及圖4設有材料不同的連接部，而係二個頭部利用一附加材料(50)(例如一粘著劑或一軟銲劑)互相呈材料接合方式連接。在相關之接合位置形成將斷裂位(4’)。
在達到界限力矩(圖4)，在將斷裂位置(4’)斷裂後，附加材料(50)附著在斷裂面(1)(2)上，且在該處可提供頭部(11)(12)的基本材料(21)(22)的防腐蝕保護。舉例而言，附加材料可為鋅及/或一樹脂。
(2)‧‧‧斷裂面
(4)‧‧‧將斷裂位置
(4’)‧‧‧將斷裂位置
(11)‧‧‧第一頭部
(12)‧‧‧第二頭部
(23)‧‧‧表面覆層
(24)‧‧‧表面覆層
(31)‧‧‧形狀元件
(32)‧‧‧貫通孔
(33)‧‧‧內螺紋
(34)‧‧‧貫通孔
(36)‧‧‧軸環
(40)‧‧‧連接部
(41)‧‧‧基本材料
(50)‧‧‧附加材料
圖1係一力矩受限制的固定裝置的第一實施例在達到限度力矩前的示圖，右為側視圖，左為剖面圖；圖2係圖1的固定裝置在達到限度力矩後的示圖；圖3係一力矩受限制的固定裝置的第二實施仃在達到 限度力矩前的示圖，右為側視圖，左為剖面圖；圖4係圖3在達到限度力矩後的示圖。
(4)‧‧‧將斷裂位置
(11)‧‧‧第一頭部
(12)‧‧‧第二頭部
(21)‧‧‧基本材料
(22)‧‧‧基本材料
(23)‧‧‧表面覆層
(24)‧‧‧表面覆層
(31)‧‧‧形狀元件
(32)‧‧‧貫通孔
(33)‧‧‧內螺紋
(36)‧‧‧軸環
(40)‧‧‧連接部
(41)‧‧‧基本材料

Claims (5)

  1. 一種力矩受限制的固定裝置，具有：- 一第一頭部(11)，該第一頭部至少有一個形狀元件(31)以與一固定工具作形狀嵌合式的連接，及- 一第二頭部(12)，該第二頭部至少有一螺紋(33)，其中該二頭部(11)(12)互相連接。形成至少一將斷裂位置(4)，該將斷裂位置在二頭部(11)(12)之間達一限度力矩時斷裂，因此產生一個與第一頭部(11)相關的第二斷裂面(1)及一個與第二頭部(12)相關的第二斷裂面(2)，具其中至少該第二頭部(12)有一在內部的基本材料(22)，該基本材料設有一防腐蝕表面覆層(24)，其特徵在：至少該與第二頭部(12)相關的斷裂面(2)的防腐蝕強度比起第二頭部(12)之基本材料(22)之一未施覆的表面更高。
  2. 如申請專利範圍第1項之力矩受限制的固定裝置，其中：該二個頭部(11)(12)經至少一連接部(40)互相連接，在該連接部(40)上形成一將斷裂位置(4)，且該連接部(40)的基本材料(41)的防腐蝕強度比第二頭部(12)更高。
  3. 如申請專利範圍第1項之力矩受限制的固定裝置，其中：該二頭部(11)(12)利用一附加材料(50)互相用材料接合方式相接合，其中該將斷裂位置(4’)在附加材料(50)上形成。
  4. 如申請專利範圍第1到第3項其中任一項之力矩受限制的固定裝置，其中： 該固定裝置設計成裂開螺母形式，且第二頭部(12)上的螺紋為一內螺紋。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之力矩受限制的固定裝置，其中：該形狀元件(31)為一種外多邊形。
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