專利名稱：密封的螺紋對的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由兩個螺旋體螺紋部分組成的螺紋對。此螺紋對通過一種位于中間的密封物質(zhì)密封地封閉。這種螺紋對尤其應(yīng)用于在一個不連續(xù)的軸向位置必須保證螺旋體螺紋部分連續(xù)的旋轉(zhuǎn)角，與此同時必須是防轉(zhuǎn)和密封連接的地方。
由先有技術(shù)已知各種方案。在一種按IPC(國際專利分類)分類F16B的兩個互相旋入的螺旋體螺紋部分的傳統(tǒng)的螺紋對中，螺紋固緊大多朝其中一個螺旋體螺紋部分的軸向止擋方向進行，因此與作為預緊力的軸向允許的夾緊負荷相結(jié)合，提供了一種剛性和非剛性的連接。這一方面通過螺紋側(cè)面形狀相配地互相嚙合，另一方面通過預緊的螺旋體螺紋部分造成的螺紋各側(cè)面互相的摩擦擠壓實現(xiàn)。
在文件DE-U1-29604120中公開了一種密封的螺旋連接。其中在螺紋套筒的空心圓柱體部分上連接了一個基本上空心圓柱形的安裝段，在這里，過渡部分有一臺階，它設(shè)計成密封裝置并承接了一個相配件，在這種情況下通過彈性或塑性變形保證密封。在這種螺旋連接中，其中一個螺旋體螺紋的進一步旋轉(zhuǎn)不能超過由軸向止擋確定的轉(zhuǎn)角，因為通過軸向止擋的限制存在一種唯一的相配關(guān)系，任何進一步的旋轉(zhuǎn)會造成不允許的松動或過分地壓緊。螺旋體螺紋部分彼此的位置異常一方面在于抑制自由的可轉(zhuǎn)動性，另一方面在于通過止擋給定了固定的軸向位置。螺旋體螺紋部分的這種相互單一的位置關(guān)系，在成批生產(chǎn)中往往引起大量匹配工作，亦即可調(diào)整的止擋限制裝置。這就不必要地提高了生產(chǎn)成本。
此外還已知，使用楔形的非剛性連接或密封裝置來傳遞軸向拉力或流動力。文件DE4439250C1公開了一種用于管道的密封件，管道有一楔形的唇，它與一個軸向的環(huán)楔相結(jié)合形成一種可拆式的非剛性連接和密封。這類非剛性連接在要連接的部分的位置相配關(guān)系方面通常沒有充分地確定以及往往難以或不能拆開，尤其是不存在對位置的相配關(guān)系進行調(diào)整的可能性。
此外已知“浮動式支承”。其中只實施螺旋體螺紋部分的剛性相配，所以，由于沒有夾緊，螺旋體螺紋部分彼此有一定的間隙。這種支承通過螺旋體螺紋部分的位置相配因而肯定是純剛性連接從而存在著確保例如防止轉(zhuǎn)動的這種位置關(guān)系的必要性。但在許多應(yīng)用場合這種間隙是不允許的。
已知為了螺紋對的密封將螺紋借助于合適的密封物質(zhì)封閉。這種大多為液態(tài)或軟膏狀的密封物質(zhì)在最終旋緊前置入螺紋中并接著大多會硬化。由此保證螺紋通道本身沒有任何開口。與此同時通過固定螺紋對達到位置保險。
然而在普通的剛性和非剛性連接的螺旋固緊中不可能是一種具有適用的密封物質(zhì)的密封，因為由于螺紋對單側(cè)拉緊和與此有關(guān)的負荷，這種密封物質(zhì)不能在互相配合的螺紋對之間相連接地充填側(cè)面。其結(jié)果是在密封物質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生小的裂紋和與側(cè)面脫開并隨著時間的推移和在負荷作用下擴展，從而造成螺紋對的不密封性。由于這一原因，只是在自由的側(cè)面之間才造成足夠充填的螺紋通道的這種充填僅僅應(yīng)用于借助于膠粘劑作位置固定。相反，它不能利用來起密封作用。
在“浮動式支承”中則不同，這種借助于適用的密封物質(zhì)的密封能成功地使用，因為螺紋的兩個側(cè)面可用密封物質(zhì)充分地充填。但是螺旋體螺紋部分不是通過它們的側(cè)面互相直接支承而是柔和地埋入密封物質(zhì)中，從而形成了一種比普通的螺旋固緊低得多的構(gòu)件剛度。在許多應(yīng)用場合這種結(jié)構(gòu)剛度是不夠的。
本發(fā)明的目的是，在克服上述缺點的同時成為一種既能沿軸向定位又能旋轉(zhuǎn)的螺紋對，這種螺紋對借助于側(cè)面的非剛性支承獲得有足夠剛度的螺旋固緊，以及通過用密封物質(zhì)充填形狀相配的螺紋通道獲得密封的連接。尤其在壓力介質(zhì)推動的工作缸的情況下，導引封閉件或底部封閉件應(yīng)能與工作缸筒在技術(shù)上簡單地固定。
此目的通過所要求保護的權(quán)利要求1中所述特征達到。從屬權(quán)利要求給出了最佳的改進。
本發(fā)明的實質(zhì)基于螺紋對的至少一個螺旋體螺紋部分在其軸向的螺紋長度上由具有相同螺距的一個圓柱形的和一個非圓柱形最好錐形的帶側(cè)面的基體組成，其中，在與相配的螺旋體螺紋部分螺旋固緊時，在非圓柱形帶側(cè)面的基體的軸向長度區(qū)內(nèi)在側(cè)面之間形成徑向預緊。因此借助于靜摩擦保證通過側(cè)面將此連接固定下來。通過直接的側(cè)面擠壓，與“浮動式支承”相比具有更高的連接剛度。
在螺紋對的此長度區(qū)沿軸向無預緊力的螺旋固緊時在整個螺紋內(nèi)只是在這里出現(xiàn)相對側(cè)面的線性接觸，亦即在相對于相配的螺紋部分的基體半徑差最大的地方。通過這種徑向預緊引起相對的側(cè)面尖端互相對稱，在軸向無預緊力的螺旋固緊的情況下則沿整個螺紋長度，至少在線性接觸的附近。相配螺旋體螺紋部分基體與每個軸向位置對應(yīng)的半徑差，是對于通過側(cè)面的形狀及其螺距確定的螺紋側(cè)隙直接的度量。尤其是此螺紋側(cè)隙在線性接觸以外大于零以及側(cè)面尖端彼此對稱布置。這就允許兩個側(cè)面安放在密封物質(zhì)內(nèi)。從而滿足有效密封的先決條件。
半徑差并因而徑向預緊力取決于螺旋體螺紋部分彼此的相對位置和各基體的幾何尺寸。因此在給定螺紋對軸向調(diào)整范圍和允許的徑向預緊力范圍的情況下，作為邊界條件存在著許多適用的非圓柱形基體供選擇。最好采用逐段錐形區(qū)。因此根據(jù)側(cè)面和基體的幾何尺寸以及允許的徑向預緊力范圍，始終保證兩個螺旋體螺紋部分相對位置的可調(diào)整性。涉及轉(zhuǎn)一圈這是連續(xù)給出的，而當給定相對于一個取決于螺紋螺距的軸向位置的旋轉(zhuǎn)角時這是不連續(xù)給出的。通過與一個旋轉(zhuǎn)方向相反的類似的第二個螺紋對組合，既可連續(xù)調(diào)整旋轉(zhuǎn)又可連續(xù)調(diào)整軸向位置。
本發(fā)明的優(yōu)點主要在于·工藝簡單地生產(chǎn)此類螺紋對；·在有可調(diào)整性的同時保證密封性；以及·與“浮動式支承”相比有高的連接剛度。
下面借助于附圖進一步說明本發(fā)明的實施例，其中
圖1螺紋對的原理及圖2的詳圖X；圖2作為舉例在流動壓力介質(zhì)的工作缸中的應(yīng)用。
圖1表示用于傳遞軸向力的密封式螺紋對原理。兩個互相配合的螺旋體螺紋部分1和2互相通過具有相同螺距3的螺紋非剛性和剛性地連接。其中，在側(cè)面4之間形成的螺紋通道5用密封物質(zhì)6亦即一種可硬化的軟膏狀或漆狀的塑料充填。在按本發(fā)明的設(shè)計中，螺紋對的至少一個螺旋體螺紋部分1在其軸向的螺紋長度7上由圓柱形帶側(cè)面的基體8和非圓柱形帶側(cè)面的基體9組成。在非圓柱形帶側(cè)面的基體9的軸向長度區(qū)內(nèi)與相配的螺旋體螺紋部分2螺旋固緊時，在相對于相配螺旋體螺紋2帶側(cè)面的基體半徑差最大的地方，在側(cè)面4之間有徑向預緊力的情況下形成相對側(cè)面4的線性接觸。此徑向預緊力一方面保證螺旋體螺紋部分〔1、2〕通過側(cè)面4相對固定，另一方面還允許螺旋體螺紋部分〔1、2〕沿著無止擋的軸向調(diào)整區(qū)10連續(xù)旋轉(zhuǎn)。與此同時，此徑向預緊力保證，在螺紋通道5中在有關(guān)的圓柱形帶側(cè)面的基體8上存在的具有螺紋側(cè)隙11的側(cè)面4彼此處于自由狀態(tài)。通過此螺紋側(cè)隙11保證側(cè)面4的兩側(cè)完全埋入密封物質(zhì)6內(nèi)，并因而保證可靠地密封。
按圖2和按圖1的X詳圖，此類螺紋對可有利地應(yīng)用于流動壓力介質(zhì)的工作缸中。工作缸的缸筒12的螺旋體螺紋部分1，就其軸向的螺紋長度7而言，由圓柱形帶側(cè)面的基體8和非圓柱形帶側(cè)面的基體9尤其是錐形基體組成。缸筒12最好在其兩端制有此類螺紋對。螺旋體螺紋部分1(在此實施例中作為缸筒12)的兩種螺紋類型有相同的螺距3，并與相配的螺旋體螺紋部分2(在此實施例中作為導引封閉件13和底部封閉件14)螺旋固緊。在螺旋固緊時，總是在缸筒12與導引封閉件13或底部封閉件14之間產(chǎn)生徑向預緊力。由于此徑向預緊力造成一個靜扭矩(Haftdrehmoment)，它保證螺旋連接的位置固定，以及與此同時構(gòu)成一個自由的螺紋通道5。在此空腔內(nèi)置入密封物質(zhì)6，它以此方式保證相對于流動壓力介質(zhì)有效地密封。缸筒12與導引封閉件13或底部封閉件14的連接在保證缸筒12沒有朝著導引端部止擋15或底部端部止擋16旋緊時允許缸筒12兩側(cè)有可調(diào)性。在旋緊時缸筒12的端面以無止擋軸向調(diào)整區(qū)10的間距相對于導引端部止擋15或底部端部止擋16固定，此間距的尺寸最好設(shè)計為螺距3的一半。
此螺紋設(shè)計應(yīng)用于作為壓力范圍為0.2-2MPa的氣動工作缸或作為壓力范圍為2-100MPa的液壓工作缸并最好在下列參數(shù)的極限范圍內(nèi)
·錐角 1∶8-1∶18·螺距 0.5mm-5mm兩個在缸筒12上相同轉(zhuǎn)向的密封螺紋對，允許連續(xù)/間斷地調(diào)整導向端部止擋15相對于底部端部止擋16的軸向位置關(guān)系，從而進行所期望的準確的行程調(diào)整，以及另一方面可以間斷/連續(xù)地調(diào)整導引件13相對于底部封閉件14的轉(zhuǎn)角關(guān)系，或反之。兩種調(diào)整有鑒于可使用的無止擋軸向調(diào)整區(qū)10的大小，因而受到允許的徑向預緊力范圍的限制。在考慮到這些邊界條件的情況下保證螺旋固緊部分相對位置的可調(diào)性，它的精度取決于所選擇的螺紋螺距3，而其密封性在選擇一種適用的密封物質(zhì)6的情況下由圓柱形側(cè)面對范圍內(nèi)的側(cè)面4之間的螺紋側(cè)隙11決定。在缸筒12端部處的密封螺紋對可設(shè)計為右螺紋、左螺紋，或為了更準確地調(diào)整導引件13相對于底部封閉件14的相對位置，可設(shè)計為在一側(cè)具有左螺紋，在另一側(cè)具有右螺紋，從而可以為了軸向調(diào)整連續(xù)地橫向進給和/或旋轉(zhuǎn)。
符號表
權(quán)利要求
1.傳遞軸向力的密封螺紋對，其中，兩個相配的有相同螺距(3)的螺旋體螺紋部分〔(1)、(2)〕互相非剛性和剛性地連接，以及，螺紋通道(5)充填密封物質(zhì)(6)，其特征為至少螺紋對中的一個螺旋體螺紋部分(1)在其沿軸向的螺紋長度(7)上由一個圓柱形帶側(cè)面的基體(8)和一個非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)組成；在非圓柱形帶側(cè)面的基體(8)沿軸向的長度區(qū)內(nèi)與相配的螺旋體螺紋部分(2)螺紋接合時，在相對于相配的螺旋體螺紋部分(2)帶側(cè)面的基體半徑差最大的地方，在側(cè)面(4)之間處于徑向預緊力的情況下形成彼此相對的側(cè)面(4)的線性接觸；此徑向預緊力既保證螺旋體螺紋部分〔(1)、(2)〕通過側(cè)面(4)固定，從而在螺紋通道(5)內(nèi)那些在各圓柱形帶側(cè)面的基體(8)上存在的側(cè)面(4)彼此有螺紋側(cè)隙(11)地處于自由狀態(tài)，又允許螺旋體螺紋部分〔(1)、(2)〕通過一個無止擋的軸向調(diào)整區(qū)(10)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)；以及，由于此螺紋側(cè)隙(11)，兩個側(cè)面可埋入密封物質(zhì)(6)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的密封螺紋對，其特征為非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)的幾何尺寸，在考慮到側(cè)面(4)的幾何尺寸和螺距(3)的情況下，通過所期望的在非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)區(qū)域內(nèi)沿徑向的預緊力分布，沿無止擋軸向調(diào)整區(qū)(10)的軸向長度給出。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的密封螺紋對，其特征為非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)的幾何形狀設(shè)計為逐段錐形的基體。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的密封螺紋對，其特征為在使用具有相反的旋轉(zhuǎn)方向的第二個螺紋對的情況下，既涉及軸向位置又涉及旋轉(zhuǎn)地實施兩個螺旋體螺紋部分〔(1)、(2)〕連續(xù)的位置相配。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的密封螺紋對，其特征為在壓力介質(zhì)推動的工作缸中此密封螺紋對應(yīng)用于導引封閉件(13)和/或底部封閉件(14)與工作缸筒(12)之間的密封和傳遞軸向力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳遞軸向力的由兩個螺旋體螺紋部分[(1)、(2)]組成的螺紋對,其中,螺紋通道(5)充填密封物質(zhì)(6)。本發(fā)明的目的是提供一種螺紋對,它可以軸向定位和旋轉(zhuǎn),與此同時通過非剛性的側(cè)面貼合能是一種有足夠剛度的螺旋連接,以及通過充填密封物質(zhì)的形狀配合能是一種密封的連接。為達到此目的,至少一個螺旋體螺紋部分(1)有一個相對于其軸向螺紋長度(7)的圓柱形帶側(cè)面的基體(8)和一個非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)。在相配的螺旋體螺紋部分(2)在非圓柱形帶側(cè)面的基體(9)沿軸向的長度區(qū)內(nèi)螺紋接合時,在相對于相配的螺旋體螺紋部分(2)帶側(cè)面的基體半徑差最大的地方,由于側(cè)面(4)之間徑向預緊力形成相對側(cè)面(4)的線性接觸。此徑向預緊力保證在側(cè)面(4)上固定,并允許螺旋體螺紋部分[(1)、(2)]通過一個無止擋的軸向調(diào)整區(qū)(10)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于在螺旋體螺紋側(cè)面之間的間隙(11),兩個側(cè)面可埋入密封物質(zhì)(6)內(nèi)。
文檔編號F16J15/14GK1257568SQ98805427
公開日2000年6月21日 申請日期1998年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月29日
發(fā)明者約瑟夫·布特 申請人:比馬赫國際工程公司