CN101135331A - 具有公差补偿的紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于将部件B紧固到部件A的紧固装置，该装置可以实现两部件间距中公差的自动补偿。该装置由基体元件2、调节元件4和紧固螺钉8构成，基体元件2由安装于部件A的拉铆螺母12、带螺纹的调节螺母10和容纳带螺纹的调节螺母10并连接所述带螺纹的调节螺母到拉铆螺母12的套筒式定位器14构成，调节元件4包括螺纺套筒40、定位板38和用于连接螺纺套筒40和定位板38的驱动衬套36，调节元件4的螺纺套筒40通过第一螺纹方向的第一螺纹副G1拧入基体元件2的带螺纹的调节螺母10，紧固螺钉8通过相反的第二螺纹方向的第二螺纹副G2拧入安装于部件A的拉铆螺母，并与驱动衬套36形成可松开的结合连接，以在紧固螺钉8转动过程中转动调节元件4，因此移动定位板38并与部件B接触，以进行公差补偿。

Description

具有公差补偿的紧固装置
技术领域
本发明涉及一种用于将部件B紧固到部件A的紧固装置，该装置在两部件间距中实现公差的自动补偿。
背景技术
该具有公差补偿的紧固装置已经大量公知。例如DE10151383公开一种紧固装置，其由拉铆螺母形式的基体元件、调节衬套和紧固螺钉构成。该拉铆螺母可固定于部件A，并且包括两个轴向偏置内螺纹，其中一个螺纹和调节衬套外螺纹形成第一螺纹方向的螺纹副，另外一个螺纹和紧固螺钉螺纹形成相对的第二螺纹方向的螺纹副。该调节衬套具有分布于外周的弹性指状件，当紧固螺钉拧入调节衬套时，弹性指状件抵靠螺钉的螺纹形成所谓的结合连接。当在螺钉中转动，调节衬套由此随其转动，结果旋出拉铆螺母直到调节衬套的凸缘抵靠在部件A上，以用于公差补偿的目的。当进一步转动紧固螺钉并相应增加转矩，结合连接松开，使两个部件由紧固螺钉通过调节衬套和拉铆螺母拉紧。
已知的紧固装置在实际使用中有其优点。然而，其具有相对高的制造成本，由于具有不同螺纹方向的两种螺纹，尤其是具有弹性指状元件的调节衬套，使得拉铆螺母构造复杂，导致高制造成本。这两个部件必须用相对贵的材料制造，以实现所设定的例如“结合指”的连接强度和弹性等多种要求。
本发明的目的是提供一种将部件B紧固到部件A的紧固装置，该装置在两部件间距中实现公差的自动补偿，其具有制造成本上的效益并且仍然能够吸收高的结合应力。
发明内容
该目的由根据本发明通过权利要求1限定的紧固装置来实现。
根据本发明构造的紧固装置由基体元件、调节元件和紧固螺钉构成，基体元件由安装于部件A的拉铆螺母、带螺纹的调节螺母和容纳带螺纹的调节螺母并连接所述带螺纹的调节螺母到拉铆螺母的套筒式定位器构成，调节元件包括螺纹套筒、定位板和用于连接螺纹套筒和定位板的驱动衬套，调节元件的螺纹套筒通过第一螺纹方向的第一螺纹副拧入基体元件的带螺纹的调节螺母，紧固螺钉通过相反第二螺纹方向的第二螺纹副拧入安装于部件A的拉铆螺母，并与驱动衬套形成可松开的结合连接，以在紧固螺钉转动过程中转动调节元件，因此移动定位板并与部件B接触，以进行公差补偿。
根据本发明构造紧固装置实质的优点是其由几何形状特别简单的独立部件构成。该拉铆螺母和带螺纹的调节螺母可以是标准紧固元件。该调节元件的螺纹套筒和定位板是简单并易于制造的元件。该不必传递紧固力的定位器和螺纹套筒可由塑料制造，并且例如由喷射模塑法制造。虽然该紧固装置由大量独立部件构成，其可以比前述DE10151383的紧固装置更显著地有成本效益地制造。
此外，通过对传递紧固力独立部件材料的选择，能够实现高的连接强度。在本发明进一步的实施例中，基体元件的拉铆螺母和带螺纹的调节螺母及调节元件的螺纹套筒和定位板由金属材料构成，尤其是钢。以此方式，根据本发明构造的紧固装置，能够容很易实现8级强度的连接强度。
在本发明进一步的实施例中，紧固元件和调节元件组合而形成一个装配件，其通过拉铆螺母置于部件A上。包括基体元件和调节元件的装配件可以以预装配状态由供应商运送给最终消费者，对于消费者来说具有公差补偿的紧固装置的装配尤其容易。尤其是，装配件中的基体元件和调节元件通过运输锁紧装置不可松开。
如以上论述所公开，基体元件和调节元件分别由三个独立部件构成，使装配件由六个独立部件构成。
本发明进一步有利的实施例和改进将限定于从属权利要求中。
附图说明
本发明一个实施例将参考附图详细论述，其中：
附图1表示根据本发明构造的紧固装置的基体元件的透视图；
附图2表示附图1中基体元件的分解图；
附图3表示附图1和2中基体元件定位器的透视图；
附图4表示附图1和2中基体元件的拉铆螺母的透视图；
附图5表示紧固装置的调节元件的透视图；
附图6表示附图5的调节元件的透视分解图；
附图7表示装配件的透视图，其由附图1的基体元件和附图5的调节元件构成；
附图8和9是具有附图7装配件的紧固装置并在两个部件的连接产生前和/或后的截面图。
具体实施方式
如附图8和9所示的紧固装置用于将部件B紧固到部件A。这两个部件A、B彼此具有间距，其可基于装配和/或制造所需的公差而变化。所示该紧固装置允许自动补偿所述公差，下面将对该内部进一步进行详述。
该紧固装置由基体元件2(附图1-4)、调节元件4(附图5、6)和紧固螺钉8(附图8、9)构成。该基体元件2和调节元件4可组合成一个装配件6，如附图7所示。
参考附图1-4来论述基体元件2。该基体元件2由带螺纹的调节螺母10、拉铆螺母12和定位器14组成。该带螺纹的调节螺母10是通常的六角形螺母，在所提供的实施例中具有左旋内螺纹16。
该拉铆螺母12是通常具有套筒形杆18和凸缘20的拉铆螺母。该杆18具有内螺纹(附图8、9)，其在实施例中设置为右旋螺纹。该凸缘20具有对应于带螺纹的调节螺母10的六角形螺母的六角形轮廓形状。如附图10所示，该凸缘20的下表面具有圆形加厚部分22。
该定位器14由六角形横截面的套筒状体24和拉铆螺母12的凸缘20构成，套筒状体24的六角形横截面适合于调节螺母10的六角形轮廓形状，使带螺纹的调节螺母10和该拉铆螺母12的凸缘20可彻底地由定位器14容纳。该定位器14在其一个轴端具有向内凸出的环状凸缘26，在另一个轴端具有分开的锁定凸起28。
通过预先将拉铆螺母12的套筒形杆18从上插入到定位器14，使该拉铆螺母12的凸缘20抵靠于定位器14的凸缘26，并且该凸缘20下表面的圆形加厚部分22置于凸缘26的圆孔中，所述带螺纹的调节螺母10、拉铆螺母12和定位器14可因此如附图1所示组合形成基体元件2。所述该带螺纹的调节螺母10从上插入到定位器14，使其抵靠拉铆螺母12的凸缘20的上表面，并“锁止”于定位器14的锁定凸起28，如附图8、9所示。
在以该方式预装配的基体元件2中，通过“六角形”刚性连接，确保防止该带螺纹的调节螺母10与该拉铆螺母12相对于定位器14转动。此外，所述带螺纹的调节螺母10与所述拉铆螺母12由定位器14的凸缘26及锁定凸起28轴向保持。基体元件2由此表示为子组件，可作为独立元件进行操作。
如附图1-3所示，定位器14在其角部之一的外表面具有径向向外凸出的凸起30，其上形成可弹性变形并沿周向延伸的锁止臂32。止挡表面34设置于凸起30上，与锁止臂32邻接，其目的将随后论述。
现参考附图5和6，详细论述调节元件4。其由驱动衬套36、定位板38和螺纹套筒40构成。
该驱动衬套36具有上部圆筒状衬套部42和下部部分圆筒状衬套部44，所述部分圆筒状衬套部44具有两个直径方向相对贯通的开口46。所述衬套部42延伸接近驱动衬套36的1/3长度，同时剩余的2/3长度由衬套部44占据。一个可变形的弹性轴向延伸的弹簧臂48设置于贯通的开口46内。该弹簧臂48一轴向端形成在衬套部42上，其具有径向向内凹曲形状并且其另一轴向端是自由的。该驱动衬套36在其上轴向端(附图5、6)还具有环状凸起50，其下表面倾斜延伸，尤其在附图8、9中可见。环状凸起50的下表面还具有凸起52。
定位板38是具有中心孔54的圆形薄板。孔54的圆周上具有倾斜表面56，其与驱动衬套36环状凸起50的倾斜下表面相匹配。此外在孔54的圆周上具有凹口58，能够容纳驱动衬套36的凸起52。
该定位板38在其圆周上分布有6个缺口，所述缺口形成带有侧止挡面62的轴向向下凸出的锁止凸起60。该定位板38的锁止凸起60与用作运输锁紧装置的定位器14的锁止臂32结合，其将随后详述。
如该实施例中所示，该螺纹套筒40由单螺纹管部分构成，具有与带螺纹的调节螺母10的内螺纹16相配的左旋外螺纹66，以形成左旋螺纹副G1。该螺纹套筒40可以通过切割相应螺纹管来方便制造。
附图5中所示的调节元件4被预装配，使驱动衬套36从上(附图6中)插入穿过定位板38的孔54而进入所述螺纹套筒40，使驱动衬套36的凸起52结合到定位板38的凹口58中。这样驱动衬套36和定位板38可确保防止转动。
驱动衬套36的圆筒状衬套部42具有略大于螺纹套筒40圆筒壁内径的外径。当将螺纹衬套36插入螺纹套筒40中时，其间产生干涉配合，由此定位板38被夹持于驱动衬套36的环状凸起50和螺纹套筒40的轴向端之间，并且三个元件36、38、40作为调节元件4被夹持在一起。
附图8、9中所示的紧固螺钉8是具有螺钉头和螺杆的常规螺钉，其在所示实施例中具有与所述拉铆螺母12内螺纹相配的右旋外螺纹，以形成右旋螺纹副G2。
如已经提到的，基体元件2的带螺纹的调节螺母10和拉铆螺母12及调节元件4的定位板38和螺纹套筒40由金属材料构成，尤其是钢，而定位器14和驱动衬套36由弹性可变形塑料构成。金属材料使相应元件具有传递较大力所需的足够的强度，其将随后详述。塑料使定位器14和驱动衬套36具有将螺母10、12“夹紧”到定位器中的弹性性能，以在基体元件2和调节元件4间产生运输锁紧装置，及在驱动衬套36和螺钉8间产生结合连接，该内容将进一步论述。
该紧固螺钉8由金属材料构成，尤其是钢。
现论述在部件A、B(附图8和9)间产生连接的紧固装置的装配：
在该情况下，假定在所述方式中基体元件2由带螺纹的调节螺母10、拉铆螺母12和定位器14构成，并且在所述方式中调节元件4由驱动衬套36、定位板38和螺纹套筒40构成。在将紧固装置连接到部件A、B前，基体元件2和调节元件4组合形成装配件6(附图7)。因此，螺纹套筒66拧入到带螺纹的调节螺母10中。带螺纹的调节螺母10的螺纹和螺纹套筒40的螺纹因而形成左旋螺纹副G1。
在该拧入过程中，定位器14的锁止臂32与定位板38的一个锁止凸起60锁止结合。尤其是如附图7中所示，在该情况下，相应的锁止凸起60滑过弹性可变形锁止臂32的圆形凸起部，直到相应的锁止凸起60的止挡面62与定位器14的径向凸起30的止挡面34接触。由止挡面34、62形成的止挡极限防止调节元件4锁止于基体元件2。此外，锁止臂32与锁止凸起60形成锁止连接，由此基体元件2和调节元件4不可松开地夹持一起。借助于运输锁紧装置，装配件6可由供应者运送给例如最终用户，最终用户可以将装配件6当作一个元件进行操作和装配，如现在所述。
为了将装配件6连接到预装配部件A，将拉铆螺母12插入到部件A的孔，并通过单个心轴工具(未示出)产生的皱褶卷边68固定部件A。弹簧臂48被设计为使单个心轴易于穿过驱动衬套内部而作用于拉铆螺母12。
所述定位器14设置为与该拉铆螺母12的凸缘20有一径向间隙，使定位器14和完全夹持的带螺纹的调节螺母10可补偿定位操作产生的拉铆螺母12的轴向偏移。
当定位所述拉铆螺母12时，定位作用力全部地通过由由金属材料构成的紧固装置的元件传递，即经由带螺纹的调节螺母10和螺纹套筒40而从拉铆螺母12传递到定位板38。
当通过定位拉铆螺母12而将装配件6固定到部件A时，部件B可以预定的间距安装到部件A。由于部件A和B之间的间距可依据公差而变化，在定位板38的上表面和部件B的下表面之间提供中间间距T。该中间间距T将由紧固装置桥联，以产生部件A和B之间的可靠连接。
为此，螺钉8从上插入并穿过部件B的孔进入驱动衬套36，直到达到该拉铆螺母12的内螺纹。在该情况下，螺钉8的螺纹压紧驱动衬套36的弹簧臂48。在这种情况下，弹簧臂48的自由端抵靠螺纹套筒40的内壁，与螺钉8形成摩擦结合连接，确保当螺钉8拧入拉铆螺母12时调节元件4与其一起转动。该结合连接的摩擦力，即弹簧臂48和紧固螺钉8的螺纹间的摩擦力大到使锁止凸起60与锁止臂32分离。由于螺杆副G1和G2为反螺纹方向，当将紧固螺钉8拧入拉铆螺母12时，调节元件4被拧出基体元件2，直到定位板38抵靠部件B的下表面。如果紧固螺钉8进一步拧入拉铆螺母12，驱动衬套36和紧固螺钉8间的结合连接松开，使部件B通过紧固装置夹紧到部件A。

Claims (19)

1.一种将部件B紧固到部件A的紧固装置，该装置在两部件间距中实现公差的自动补偿，其包括：
基体元件(2)，该基体元件由固定于部件(A)的拉铆螺母(12)、带螺纹的调节螺母(10)和容纳所述带螺纹的调节螺母(10)并连接所述带螺纹的调节螺母(10)到所述拉铆螺母(12)的套筒式定位器(14)构成，
调节元件(4)，其包括螺纹套筒(40)、定位板(38)和连接螺纹套筒(40)及定位板(38)的驱动衬套(36)，调节单元(4)的螺纹套筒(40)通过第一螺纹方向的第一螺纹副(G1)拧入基体元件(2)的所述带螺纹的调节螺母(10)中，以及
紧固螺钉(8)，其通过相反的第二螺纹方向的第二螺纹副(G2)拧入固定于部件A的所述拉铆螺母中，并与驱动衬套(36)形成可松开的结合连接，以在紧固螺钉(8)转动过程中转动调节元件(4)，并由此将定位板(38)移入与部件B接触，以进行公差补偿。
2.如权利要求1所还的紧固装置，其特征在于，通过与定位器(14)的刚性连接，拉铆螺母(12)和所述带螺纹的调节螺母(10)被确保防止转动。
3.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，定位器(14)相对于所述拉铆螺母(12)可径向移动，以补偿其间的轴向偏置。
4.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，定位器(14)包括在一轴端径向向内凸伸的凸缘(26)，该凸缘(26)在紧固装置的完全装配状态时位于拉铆螺母(12)的凸缘(20)和部件A之间。
5.如权利要求4所述的紧固装置，其特征在于，所述带螺纹的调节螺母(10)轴向保持于定位器(14)中，并位于拉铆螺母(12)的凸缘(20)和定位器(14)的成形锁止凸起之间。
6.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述定位板(38)保持于驱动衬套(36)的环形凸起(50)和螺纹套筒(40)相应的轴端之间。
7.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，通过刚性连接，驱动衬套(36)和定位板(38)被确保防止彼此目对转动。
8.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，驱动衬套(36)延伸穿过定位板(38)的中心孔(54)，并且通过干涉配合保持于螺纹套筒(40)中。
9.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述驱动衬套(36)具有至少一径向可变形的弹簧臂(48)，其抵靠紧固螺钉(8)的外周，从而形成可松开的结合连接。
10.如权利要求9所述的紧固装置，其特征在于，所述弹簧臂(48)与所述驱动衬套(36)其余部分的一轴端一起形成，并由螺纹套筒(40)内壁上的相对轴端支持。
11.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述基体元件(2)和调节元件(4)通过运输锁紧装置(30，32，34，60)不可松开地固定在一起。
12.如权利要求11所述的紧固装置，其特征在于，所述运输锁紧装置包括定位器(14)和定位板(38)之间的锁定连接部。
13.如权利要求12所述的紧固装置，其特征在于，所述锁定连接部包括在定位器(14)上形成的弹生的可变形锁定臂(32)和分布于定位板(38)外周的多个锁定凸起(60)。
14.如权利要求13所述的紧固装置，其特征在于，所述锁定臂(32)在定位器(14)外周方向延伸并形成于定位器(14)的径向向外凸出的凸起(30)上。
15.如权利要求14所述的紧固装置，其特征在于，定位器(14)径向向外凸出的凸起(30)具有止挡面(34)，当螺纹套筒(40)被拧入所述带螺纹的调节螺母(10)时，定位板(38)的一个锁定凸起(60)支承所述止挡面，以防止调节元件(4)被锁定到基体元件(2)上。
16.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述基体元件(2)和调节元件(4)可组合以形成装配件(6)，所述装配件(6)可通过定位拉铆螺母(12)而固定到部件A上。
17.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述基体元件(2)的拉铆螺母(12)和带螺纹的调节螺母(10)及调节元件(4)的螺纹套筒(40)和定位板(38)由金属材料构成。
18.如前述权利要求之一所述的紧固装置，其特征在于，所述定位器(14)和驱动衬套(36)由塑料构成。
19.用于如前述权利要求之一所述的紧固装置的装配元件，其特征在于，其包括：
基体元件(2)，该基体元件由拉铆螺母(12)、带螺纹的调节螺母(10)和容纳所述带螺纹的调节螺母(10)并连接所述带螺纹的调节螺母(10)到拉铆螺母(12)的套筒式定位器(14)构成，和
调节元件(4)，其包括螺纹套筒(40)、定位板(38)和连接所述螺纹套筒(40)及定位板(38)的驱动衬套(36)，
所述基体元件和调节元件能够通过将所述螺纹套筒(40)拧入所述带螺纹的调节螺母(10)来预装配。
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