[发明专利]压配夹紧连接件及其产品制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压配夹紧连接件，包括第一金属夹紧表面、第二金属夹紧表面和一个使夹紧表面彼此相互夹紧的夹紧元件。本发明还涉及到相应产品的制备方法。

背景技术

这种夹紧连接件的夹紧元件被设计为螺丝已为现有技术所公知。为了防止螺丝上的剪应力，这种夹紧连接件通常设计为这样一种方式，即用将被连接的元件的夹紧表面通过静摩擦彼此间相互固定。

当用预先确定的拧紧力矩拧紧螺丝连接时，在螺丝头下产生了预应力，接着将被连接的元件间产生摩擦力。只要元件间的传递力小于摩擦力，上述元件就能保持彼此间紧密连接。另一方面，如果超过了摩擦力，元件彼此间会相对滑动。

螺丝连接设计时通常考虑以下参数：

As：螺丝的横截面应力

σ_S：所用螺丝材料的强度

η：螺丝强度的利用率

μ：单个元件间的摩擦系数

利用这些参数，单个元件间传递的最大负荷可以近似用下式计算：

F_max＝μ·η·A_S·σ_S

当设计一个金属螺丝连接时，这里的摩擦系数为0.10-0.18之间，这取决于表面的条件和润滑状态。该摩擦系数可通过多种外加措施来增加。例如，可以对相互连接的元件的夹紧表面喷砂，或给它们涂上增加摩擦力的涂层。在这种情况下，摩擦系数可以高达0.5。

但是，这些措施有以下缺点，如果发生夹紧连接件松开和再夹紧、如果发生动态应力或如果发生夹紧表面滑动，摩擦系数会由于表面粗糙度降低或是涂层被除去而减少。如果无法保持最初提供的摩擦系数，在某些情况下，有必要在再夹紧之前将相应的元件进行后加工(post-machine)，或者甚至要替换这些元件，以有充分的确定性确保要求的静摩擦水平。这对在要经受高负荷的夹紧连接件的情况下尤其重要。

发明内容

针对于背景技术，本发明的目的在于提供一种夹紧连接件，其赋予了用于连接的夹紧表面间永久的高摩擦系数。

本目的是通过根据权利要求1所述的夹紧连接件达到的。本发明所述的夹紧连接件包括一个第一金属夹紧表面、一个第二金属夹紧表面和一个使夹紧表面彼此相互夹紧的夹紧元件。其特征在于所述的第一夹紧表面形成具有微凸凹(microreliefsand microdepressions)的硬化的微细表面结构，并且第二夹紧表面具有比第一夹紧表面低的硬度。

当夹紧表面依靠夹紧元件彼此相互夹紧时，第一夹紧表面的微凸部分(microreliefs)嵌入到第二夹紧表面，由此产生所谓的微锯齿(microtoothing)。即使夹紧元件经多次松开和夹紧后，在第一夹紧表面形成的硬化的微细表面结构仍可保持。因此，与现有技术不同的是，在摩擦系数方面没有减少。这样，在可拆卸的夹紧连接件上可永久的保持着在0.20-0.5范围内的高摩擦系数。

本发明更优选的实施方式在权利要求中详细说明。

对第二夹紧表面而言，关于表面粗糙度没有特别要求。但是，第二夹紧表面优选具有比第一夹紧表面低的表面粗糙度，以保持任何尽可能低的粘附效果。第二夹紧表面可用如切削加工操作制备，并且原则上，可和经后加工(post-machine)操作以增加表面粗糙度之前的第一夹紧表面有相同的表面粗糙度。

当制造第一夹紧表面时，用切削加工操作在第一夹紧表面上制造非常明显的微凸凹(microreliefs and microdepressions)，从而获得较大的表面粗糙度是可行的。但是，这些微凸凹(microreliefs and microdepressions)优选通过单独的增加粗糙度的表面处理而获得。

根据本发明的一个优选实施方式，通过喷砂、喷丸或压花处理，如滚花来制造微凸凹(microreliefs and microdepressions)。

根据DIN 4768，在第一夹紧表面制造的平均粗糙度深度值R_Z优选在10-100μm的范围内。

理论上，整个第一表面结构可形成具有均匀一致的表层结构。但是，也有可能使第一夹紧表面的部分形成具有增加的表面粗糙度。根据本发明的一个优选实施方式，具有较大的表面粗糙度的包含微凸凹(microreliefs and microdepressions)的部分可以和具有较低的表面粗糙度的部分交替分布。