CN103080571A - 导电螺纹连接和用于这种螺纹连接的专用螺钉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过具有螺钉头(18)和杆部(22)的螺钉(16)和螺母(28)而固定在一起的两个部件(10、12)之间的导电螺纹连接，螺钉(16)延伸穿过一个部件(10)中的孔(14)，通过螺钉头(18)的工件侧表面上和/或螺母(28)或布置在螺母(28)和外部件(12)之间的垫圈(30)的齿(27)来建立另一部件(12)和螺钉(16)之间的电接触，同时通过螺钉(16)的杆部(22)上的突起部分(26)来建立螺钉(16)和一个部件(10)之间的接触，突起部分的外径略大于孔(14)的内径，突起部分布置在外螺纹(24)和螺钉头(18)之间，突起部分(26)具有侧部(42、44)，侧部(42、44)成角度延伸并以约60度的角度彼此接触并由圆弧部分(46、48)相互连接。
Description
技术领域
本发明涉及通过螺钉和螺母固定在一起的两个部件之间的导电螺纹连接，螺钉具有螺钉头和杆部，螺钉穿过一个部件中的孔。本发明还涉及用于这种螺纹连接的专用螺钉，该专用螺钉具有头部和杆部，杆部具有外螺纹。
因为现代机动车越来越多地装有高灵敏度电子设备，所有的导电部件(换言之，机动车的几乎所有金属部件)需要具有连接到地的低电阻导电连接。
背景技术
为此，迄今使用大的接地线缆或其他装置。这通常导致需要安装附加部件，这意味着额外的成本和额外的重量，这些部件此外经常不能令人满意地实现它们的功能，这是由于接触经常太差或者由于腐蚀和电化学作用而随时间降低。例如，汽车工业现在对于由铝制成的转向箱需要利用两个线缆接地，每个线缆长度为10毫米。
具体地，现在不再自动提供车辆的单独组件之间的直接接触，这是由于在最终组装之前部件出于防腐蚀原因通常已经被涂覆和/或涂刷，并且因为铝部件自身形成氧化铝的绝缘钝化层。
为实现完全不同类型的目的(即，两个组件借助于螺纹连接来进行连接，但是螺纹连接具有铆接的机械质量)，从US 2,019,049A中已经获知通过具有螺钉头和带外螺纹的杆部的螺钉固定在一起的两个部件之间的螺纹连接，其中在螺钉的杆部上设置突起部分，该突起部分的外径略大于孔的内径，并且该突起部分布置在外螺纹和螺钉头之间。类似地，从该现有技术中可获知专用螺钉，该专用螺钉具有头部和杆部，杆部具有外螺纹，其中突起部分布置在杆部上位于螺钉头和外螺纹之间，该突起部分突出到专用螺钉的杆部上的外螺纹的外径之外。
但是，根据该引文，螺钉的杆部上的突起部分构造成锐缘锯齿。这种模式的构造很适合于铆钉型连接，为这种构造提供根据引文的螺钉，但是不会达到足够实现组件之间电接触的期望改进的程度，这是由于根据引文的以锯齿状和锐缘方式突出的螺钉中的突起部分会导致在螺纹固定期间进行连接的组件中的材料磨损，使得电接触不会以任何方式提高，相反会变差。
发明内容
根据本发明，如此在两个组件之间产生低电阻电连接。通过根据权利要求1的导电螺纹连接或通过根据权利要求7的用于导电螺纹连接的专用螺钉来实现这个目标。
特别优选的是，在这种情况下突起部分构造成杆部的表面上的螺旋形圆周突起部分，这是因为因此容易地随着外螺钉螺纹的滚动而同时产生突起部分。特别优选的是，突起部分具有与外螺纹不同的节距。这在螺纹固定期间产生螺钉和内工件之间的相对运动，从而通过在螺纹固定期间突起部分的相对运动使涂层、镀层或钝化层(氧化层)被刮去或冲破。结果，显著减小连接的电阻。
特别优选的是在这种情况下突起部分的节距大于外螺纹的螺距。
为了避免晚期腐蚀征兆，突起部分可以具有油脂或蜡。
为了防止腐蚀性物质的渗透，可以布置环，该环围绕螺钉头的工件侧表面上的齿的外侧延伸。
附图说明
下面参照附图中示出的实施例详细描述本发明。
图1在沿着螺钉的旋转轴线的截面图中示出根据本发明的螺纹连接，其具有根据本发明的专用螺钉；
图2从侧面示出根据本发明的专用螺钉；
图3示出图2的螺钉的螺钉头的工件侧表面的平面图；
图4示出图2的螺钉头的齿的细节放大图；和
图5示出图2的细节X。
图1示出沿着螺钉的旋转轴线部分剖开的根据本发明的螺纹连接。
具体实施方式
在这里示出的实施例中，通过由钢制成的横梁(作为外部件12)来包围由铝制成的转向箱外壳的一部分(作为内部件10)，两个部件借助于螺钉16和利用垫圈30的螺母28而被螺纹连接，螺钉16穿过内部件10中的孔和外部件12中的两个孔。
但是，在这种情况下，根据本发明以使得该螺纹连接同时产生部件10和12之间的低电阻电接触的方式实现螺纹连接，即使这些部件被涂刷、涂覆或覆盖有氧化铝钝化层。
螺钉16通常具有螺钉头18和杆部22，在这种情况下螺钉头18具有内六角外力施加装置20。通常，螺钉16的杆部22具有外螺纹24。但是，根据本发明，外螺纹24不延伸到螺钉头18。相反，螺旋形圆周突起部分26设置在螺钉头18下方，突起部分的节距大于外螺纹24的螺距。此外，突起部分26具有圆形横截面，该圆形横截面延伸超过外螺纹24的外径，并且该圆形横截面的尺寸设定为略大于孔14的内径。突起部分26的这种构造意味着，当螺钉16被拧紧时，这些突起部分略微进入到孔14的内壁中、或者刮掉和/或刺破钝化层，由于外壳部件10由铝组成，钝化层已经形成于孔14的内壁上。突起部分26因此产生外壳部件10和螺钉16之间的低电阻电接触。
当外部件12具有涂层或镀层(例如具有电泳浸渍涂层(CDP))时，现在需要根据本发明在该外部件12和螺钉18之间产生低电阻接触。根据本发明，这可以通过齿27来产生，齿27连接到螺钉头18的工件侧表面并且在图3和图4中更详细地描述。
在这种情况下，借助于对螺母28和垫圈30来固定螺钉。在这里示出的实施例中，垫圈30还具有穿孔32，穿孔32具有由冲制处理产生并沿工件12的方向突出的边缘，从而穿孔32在这一侧上还产生垫圈和外部件12之间的良好低电阻接触。
可替换地，垫圈30可以分配有相应的齿，螺母28也具有相应的齿。因此尽管存在该部件12的涂层或镀层，也可以产生螺母28和外部件12之间的电接触。
根据本发明，因此可能在螺钉头18下两者都使用齿27以进行螺钉16和外部件12之间的电连接，可替换地或除此之外，可以提供具有相应齿或突起部分的垫圈30，或者可以省略该垫圈并且螺母28可以具有相应的齿并且被直接螺纹固定在外部件12上。
但是，在大部分情况下，根据本发明借助于螺钉头18的下侧上的齿27足以产生螺钉和外部件12之间的电连接。
图2从侧面示出根据本发明的专用螺钉，该专用螺钉用在根据图1的螺纹连接中。这里再次示出外螺纹24、螺旋形圆周突起部分26和螺钉头18的布置。在细节X(图5中所示)和图4中更紧密地示出突起部分26和齿27。
图3示出工件侧表面的平面图，也就是说，根据本发明的螺钉16的螺钉头18的轴侧表面。在中间可以看到具有外螺纹24的轴22。构造成锯齿形状的放射状圆周齿27朝向外侧邻接所述外螺纹。图4中更详细示出齿27。
环34定位在齿27外侧，该环34朝向工件突出并形成用于与外侧螺纹连接的密封件，并因此环34形成外部件12被齿27扯开的工件表面的防腐蚀。
图4示出齿27的详细截面图。可以清楚地看到，齿27沿由箭头36示出的紧固方向具有侧部38，侧部38以异常平坦的方式延伸，并且在相反方向上齿27具有非常短且非常陡的侧部40，侧部40基本上垂直于工件表面延伸。
图5示出图2的细节X。这里在图的左侧上再次示出螺钉头18的一部分，具体是与外圆周环34和齿27相对应的工件侧表面。
在图5中可以具体清楚地看出螺旋形圆周突起部分26的形状。
这些突起部分26具有倾斜延伸的侧部42、44，在每种情况下，侧部42、44以约60度的角度彼此接触并由圆弧部分46、48相互连接。在这种情况下，外圆弧46的半径大于内圆弧48。
根据本发明，在根据本发明进行螺纹连接之前，专用螺钉16的突起部分26的区域可以具有密封剂或润滑剂(例如油脂或蜡)。该密封剂或润滑剂还可以可选地在生产期间、在螺钉16被螺纹固定之前、和在接触干燥期间被施加到螺钉。结果，另一方面，由于突起部分26和孔14的内壁之间的摩擦力减小，减小进行螺纹固定所需要的力，并且另一方面，避免水渗透到螺纹连接的该区域中，并因此避免腐蚀作用。
本发明的优点是即使相应部件在螺纹连接之前已经覆盖有涂层、镀层或钝化层，也可以确保各种机动车部件之间的接地，而不需要附加接地线缆。此外，与现有常规接地线缆相比，本发明的优点在于高频干扰也被传导出去。接地线缆未必能出现这种情况，这是由于接地线缆的不可避免地具有电感。
与此相对，根据本发明通过螺钉头18下方的齿27来产生螺钉16和外部件12之间的相应接触，这些齿27穿透外部件12上的涂层。可替换地或附加地，这可以借助于垫圈上的相应齿或其他突出的毛边而产生，垫圈能够布置在螺钉头下方和螺母下方。此外，如果不使用垫圈，螺母也可以具有相应的齿。
螺钉头、垫圈或螺母还可以具有外圆周环，以保持螺纹连接，但是具体对于在外部件12上的接触点具有损坏的涂层的情况，防止水渗透并因此防腐蚀。
通过突起部分26产生螺钉16和内部件10之间的额外电连接。这些突起部分26的直径略大于孔14。结果，这些突起部分26冲破孔14的内壁上的钝化层，并因此产生螺钉16和内部件10之间的低电阻电接触。通过用油脂或蜡来涂覆突起部分26可以减小所需的螺纹固定力(该螺纹固定力随着突起部分压入到孔14的内壁中而增大)，并且通过这种类型的油脂或蜡层同时可防止形成新钝化层和/或腐蚀征兆(具体是电化学腐蚀)。在这种情况下，突起部分的节距优选略大于外螺纹24的螺距，以使得在螺纹固定该螺钉18期间螺旋形突起部分连续地相对于孔14的内壁移动，并因此附加地去除孔14的内壁上的钝化层。这具体应用于螺钉将插入到另一工件的内螺纹孔中的情况。
此外，在螺母的工件侧表面上螺钉和螺母的连接中，还可以提供齿状系统或其他突起。当使用螺母和垫圈进行连接时，垫圈可以相应地具有齿或其他突起元件以在螺钉的另一端处同样产生螺钉和外部件12之间的良好接触。
Claims (14)
1.一种通过螺钉(16)和螺母(28)而螺纹固定在一起的两个部件(10、12)之间的导电螺纹连接，所述螺钉(16)具有螺钉头(18)和杆部(22)，所述螺钉(16)穿过一个部件(10)中的孔(14)，通过所述螺钉头(18)的工件侧表面上和/或所述螺母(28)上或布置在所述螺母(28)和外部件(12)之间的垫圈(30)上的齿(27)来产生另一部件(12)和所述螺钉(16)之间的电接触，同时通过所述螺钉(16)的所述杆部(22)上的突起部分(26)来产生所述螺钉(16)和所述一个部件(10)之间的接触，所述突起部分的外径略大于所述孔(14)的内径，所述突起部分布置在外螺纹(24)和所述螺钉头(18)之间，所述导电螺纹连接的特征在于，所述突起部分(26)具有倾斜延伸的侧部(42、44)，在每种情况下所述侧部(42、44)以约60度的角度彼此接触并由圆弧部分(46、48)相互连接。
2.根据权利要求1所述的导电螺纹连接，其特征在于，所述突起部分(26)构造成所述杆部(22)的表面上的螺旋形圆周突起。
3.根据权利要求2所述的导电螺纹连接，其特征在于，所述突起部分(26)具有与所述外螺纹(24)不同的节距。
4.根据权利要求2所述的导电螺纹连接，其特征在于，所述突起部分(26)的节距大于所述外螺纹(24)的螺距。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的导电螺纹连接，其特征在于，所述突起部分(26)具有密封剂或润滑剂，例如油脂或蜡。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的导电螺纹连接，其特征在于，所述螺钉头(18)的工件侧表面上的所述齿(27)由环(34)围绕。
7.一种用于导电螺纹连接的专用螺钉(16)，所述专用螺钉(16)具有螺钉头(18)和杆部(22)，所述杆部(22)具有外螺纹(24)，其中所述螺钉头(18)的工件侧表面具有齿(27)，突起部分(26)布置在所述杆部(22)上位于所述螺钉头(18)和所述外螺纹(24)之间，所述突起部分突出到所述专用螺钉(16)的所述杆部(22)上的所述外螺纹(24)的外径之外，所述专用螺钉(16)的特征在于，所述突起部分(26)具有倾斜延伸的侧部(42、44)，在每种情况下所述侧部(42、44)以约60度的角度彼此接触并由圆弧部分(46、48)相互连接。
8.根据权利要求7所述的专用螺钉(16)，其特征在于，所述突起部分(26)构造成所述杆部(22)的表面上的螺旋形圆周突起。
9.根据权利要求8所述的专用螺钉(16)，其特征在于，所述突起部分(26)具有与所述外螺纹(24)不同的节距。
10.根据权利要求8所述的专用螺钉(16)，其特征在于，所述突起部分(26)的节距大于所述外螺纹(24)的螺距。
11.根据权利要求7、8、9或10所述的专用螺钉(16)，其特征在于，所述突起部分(26)具有密封剂或润滑剂，优选为油脂或蜡。
12.根据权利要求7、8、9、10或11所述的专用螺钉(16)，其特征在于，所述螺钉头(18)的工件侧表面上的所述齿(27)由环(34)围绕。
13.根据权利要求1所述的导电螺纹连接，其特征在于，外圆弧部分(46)的半径大于内圆弧部分(48)。
14.根据权利要求7所述的专用螺钉(16)，其特征在于，外圆弧部分(46)的半径大于内圆弧部分(48)。
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