CN101189458A - 通过材料变形形成密封 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在支座(4)内孔(25)的一个开口(26)和一个螺钉(17)之间产生密封装配的方法，所述螺钉包括一个连接到主体的头部并具有螺纹部分，该螺纹部分用于与一个将与支座(4)装配的零件的孔配合。所述支座机械强度低于螺钉。所述发明的特征在于，从一个放大的孔开始，本发明方法在于将螺钉以螺钉头部与开口(26)接触的方式拧入内孔(25)中，还在于以这样的方式将所述螺钉拧入要装配的零件中：由螺钉头部施加的压力通过去除支座(4)的一部分材料把开口密封地挤靠在螺钉的头部下表面(27)的一部分上。

Description

通过材料变形形成密封
技术领域
本发明涉及内孔开口和螺钉之间的密封，更精确的说，涉及一种用于提供螺钉和螺钉头邻接的内孔开口之间的密封方法和组件。
本发明特别在汽车工业领域而更精确的说在组装起动机支座上的接触器中能够应用。
背景技术
本发明的方法涉及属于支座的内孔开口和包括连接到主体的头部的螺钉之间的密封的产生。所述主体具有用于与零件中的孔配合以与支座装配的螺纹件，该支座的机械强度比螺钉低。
文献FR2509823公开了一种用于产生盖板中内孔开口和终端之间密封的方法，该盖板由热塑性材料模压而成。
终端头部下的装置被设置以作用于内孔开口，因此终端与盖板的夹紧通过引起塑料材料流动引起开口的变形，这样该材料构成被终端主体的光滑外周夹住的边缘。
由终端具有的用来变形内孔开口的装置以斜角的形式制造，构成终端的头部和主体之间的连接，该斜角将挤靠在外壳的内孔的有锐角的边缘上。
在一个变体中，内孔的开口包括外边条，为了构成边缘，该边条通过终端的头部的平底被推回。
文献特别涉及用于内燃机的电起动器的接触器的终端的密封。
文献FR2509823中所公开的方法应用于一种在其主体外周上具有光滑表面以使得边缘被夹紧到这个外周的终端。因此，需要开发一种用于产生此光滑表面的特殊制造方法，这可能很昂贵。
另外，所述的方法仅仅涉及由热塑性材料模压成的盖板。
最后，密封仅仅能用于边缘和终端光滑部分的外周之间。
发明内容
因此，需通过本发明解决的技术问题是提出一种用于产生属于支座的内孔的开口和螺钉之间的密封的方法和组件。该方法和组件使得可以：
避免使用额外的密封件，
在属于可能为金属的零件的两个表面之间产生密封，
在表面之间产生密封而不必要求光滑的表面光洁度，
在内孔的开口和螺钉之间产生密封，该螺钉能够经受较高的机械、振动以及热应力。
用简单而经济的方法产生密封。
对所述技术问题提出的一个解决方案是依据本发明第一个目的的一种方法，其特征在于：从一个扩大的开口开始，本方法包括下述步骤：
将螺钉接合入内孔中以便螺钉头与开口接触，
将螺钉拧入将要装配的零件的孔中使得由螺钉头施加的压力引起开口在螺钉头下的部分表面上密封装配，该配合通过将属于支座的部分材料推回实现。
因此不是必须使用诸如O形圈密封等额外的零件以产生密封。制造沉孔以使此支座中的密封凹进也可以避免。此外，本方法也不需要使用专门进行表面光洁度处理的螺钉。最后，容纳螺钉头的内孔开口可以直接从模压中产生，在支座被模压的情况下，不需要通过另外的机械加工步骤来改善表面光洁度。
根据非限定性的优选实施例，本发明目的方法具有其它特性，单独或者合并包括在此，下面将进行阐述。
将材料推回产生一个边缘。
内孔的开口向外张开而螺钉头下部表面旋转。
该开口是截头圆锥形状。
头部下侧表面为平面。
支座用铝制造而螺钉用钢制造。
根据本发明的第二个目的，通过本发明的第一个目的得到的密封组件的特征在于，螺钉头在开口上留下的压痕包括至少：
第一表面，圆周的围绕螺钉的旋转轴，
第二表面，属于边缘，环绕在螺钉的旋转轴的周围和延伸到第一表面。
这两个表面因此积极参与螺钉的头部下表面的一部分上的开口的密封装配。
根据附加特性，该装配在一个前部起动器支座和至少一个用于固定接触器到该支座的螺钉之间实现。
根据另一个附加特性，该装配在一个后部起动器轴承和至少一个用于固定接触器到该轴承的螺钉之间实现。
附图说明
图1是起动器的侧视图，该起动器部分切除以显示热机的小齿轮和有齿的启动环。
图2是显示了支座内孔中的螺钉的部分的视图。
图3是显示了螺钉头在内孔开口上留下的压痕的部分的视图。
图4是安装用于与支座装配的螺钉的接触器的部分视图。
具体实施方式
图1绘出了热机起动器1。
在下面的描述中，将使用一个从前部到后部的X-X轴方向，该方向与在图1中从左到右的方向相对应。
此图1绘出了电磁接触器2，根据本发明，其安装在包括前支座4的起动器箱10上，该启动器箱设置为安装到固定部件上，例如汽车热机的曲轴箱，还描绘了在内部装有起动器的电动机部件的腔5，特别是定子、转子和转子轴。箱10也包括尾部轴承6，其设置为在电动机的转子轴的尾端起轴承作用。
在此图中也可以看到起动器头部的小齿轮19、将起动的热机的齿形启动环11，以及起动器的输出轴18。
起动器1有一个用于控制所述起动器1的电磁接触器2。该接触器包括通过至少一个固定元件17固定到支座4上的外壳15，仅仅显示了其中之一。该元件有利的包括连接到螺纹主体的头部，也被称为螺杆。
接触器2位于起动器1的顶部而其轴X’基本平行于输出轴18的轴线X。在一个变体中，接触器可以通过固定到电动机的尾部轴承6偏移。在这种情况下，尾部轴承构成了接触器的支座而该起动器的轴线基本与电动机转子的轴线垂直，此处与输出轴18的轴线重合。
在上述方法中，起动器1具有外壳15，在该外壳15尾部固定有容纳电气端子的帽16，即用于连接到汽车电池的第一端子13、用于连接到电动机的第二端子14以及用于为安装在外壳15内的接触器的电磁线圈供电的第三端子12。此帽可以通过压接法、螺钉连接等等固定到外壳。此帽优选用电绝缘材料制造。
端子12到14关于轴X’轴向定位。在一个变体中，至少一个端子为径向定位。
在另一个变体中，至少一个电端子直接固定到外壳。
所述帽在此处可以基本为圆柱形。
图4是接触器的部分视图。该图显示了包括至少一个固定孔45的外壳15的例子。
此处外壳分为三部分。其包括底座44，该底座横向定位到X‘轴并具有螺纹固定孔45以及孔47，该孔用于活动的中心部分通过并以X’轴为中心。
外壳也包括一个机壳42，该机壳固定到底座44并具有轴向定位部分向所述底座44的相反方向延伸。机壳42也包括覆盖底座44前部外表部分并终止于中心孔以用于该外壳的部分。中心孔由凸起43构成。另外，此孔与孔47同轴以便活动的中心部分通过。覆盖底座44外表部分的机壳部分也具有至少一个与孔45同轴的孔。孔49的直径大于孔45。机壳42提前经过表面处理以用于抵抗腐蚀并给其以好看的外表。
最后，外壳还包括一个戒尺41，其形状为管状、轴向定位安装在机壳42内。机壳42关于戒尺41轴向凸出。戒尺41具有一个用于固定的中心部分轴向支撑的凸肩48(未显示)。其也在底座4 4和所述固定中心部分之间提供电磁连接。
底座44和戒尺41的厚度根据磁通量的通道的需要确定。在实际中，为了避免过度的高电流消耗和缠绕电磁线圈的过量铜，有必要不使得磁面饱和，并因此具有足够大的磁通量流动截面。
在一个变体中，外壳可以单件的形式生产，通过冲压、铸造、锻造、烧结等等。
在使用期内，起动器经受水或灰尘的飞溅。接触器任何缺乏密封都可能引起组件的功能故障，例如通过起动器中某些部件的氧化引起的。
密封缺乏可能在几个点发生。特别是水和灰尘在接触器的端子12和13处渗入。因此可以提供一种用于在端子和帽16之间获得密封的方法，例如，在现有技术文献中所公开的。
渗透也在帽16和外壳15之间的接合处发生。因此可以通过改善两个部件的咬接形成密封。
为了防止外壳15和起动器支座4之间的渗透，可以通过基板3的存在形成密封，或者在一个变体中，密封可以通过一个弹性体或者纸张类型的密封实现。
申请人认为渗透也在固定元件17的头部下表面和内孔的开口之间发生，所述固定元件的X”轴基本平行于X轴，所述内孔开口属于支座4并容纳固定元件17。这个现象更加重要，因为在这个平面，头部可能经受高强度的机械、振动以及热应力。固定元件可以为，例如包括连接到部分螺纹主体的螺钉。
然而，两个表面互相挤压的设置一般仅仅形成相对不渗透的效果。这是因为这些表面包含有作为渗漏源的缺陷。
本发明然后以限制这些缺陷的影响为目的。
为了这个目的，图2显示了一个螺钉17，结合在一个属于支座4的内孔25中。该内孔利用例如柱状体成型。其包括一个用于螺钉旋入的通道部分28和一个开口26，该开口与在通道部分28和支座4的外表面之间的中间表面对应。通道部分可以具有一个正方形、长方形、椭圆或者多边形截面。图2显示了一个直径大于螺钉主体直径的圆形通道部分。
支座4可以为模压成的支座。属于支座的开口然后通过例如模压或者拉削形成。
螺钉17是一个标准螺钉，其包括一个在内孔25的开口26上提供压力的头部。此螺钉17具有旋转的头部下表面而开口为向外张开形状并因此在它们之间仅仅提供很小的接触面积。
在图2所示的一个优选实施例中，头部下表面为平面而开口为截圆锥体形状。因此螺钉头和开口之间的接触面基本等于一个圆。由头部施加到该区域的应力因此非常高。因此能促进头部压入支座材料并在拧入螺钉时在头部下表面一部分上的开口的更好密封装配。
达到密封的方法包括下述步骤。在第一步中，螺钉将被结合入内孔中以便头部与扩大的开口接触。在第二步中，将螺钉拧入孔45以便由螺钉头部施加的应力引起头部下表面一部分上的开口的密封装配。
这时因为螺钉带有螺纹部分的主体拧入属于外壳的孔45中。这样，外壳与支座完成装配。孔45在螺钉拧入之前加工出螺纹。在一个变体中，螺钉自动攻丝并在孔45中产生螺纹。在另一个变体中，形成在外壳中的孔45可以不攻螺纹而螺钉的主体拧入固定在例如底座44上的螺母中。该螺母可以通过例如焊接固定到螺母或者可以是自由的。
这样，没有任何额外的零件，在非光滑表面之间实现了密封。
在螺钉的装配过程中，头部被压入支座的材料中。螺钉影响关于支座的旋转运动合并的直线运动。支座的机械强度比螺钉低，螺钉头部将压入材料中而开口中的缺陷将通过螺钉头部下表面一部分与开口的摩擦减少。
因此，螺钉头下表面上的开口密封装配通过支座材料缺陷的减少和螺钉头部下表面的缺陷中的材料变形获得。
由螺钉头施加的压力通过摩擦和将材料的一部分推回在开口上产生了表面31。同时，该压入引起支座的部分材料在头部下面填塞而这样形成凸缘23，该凸缘将被压靠在螺钉头的下表面以建立表面32。螺钉头下表面在凸缘形成过程中引导该凸缘。
尽可能的，因为开口的深度，密封不通过凸缘材料和螺钉主体之间的接触实现。
为了在螺钉头部分下表面上的开口上获得密封装配，需要支座的机械强度比螺钉低。因此材料的选择很重要。如果螺钉和支座之间的机械强度差别太小，在旋转的过程中，螺钉头部将不能合适的压入并有撕裂支座材料的危险。另外，如果头部没有合适的压入，有螺纹的部分将不能充分拧入外壳的孔45中以确保支座上接触器的良好固定。相反的，如果这个差异太大，螺钉头部将被压入支座材料太多。此时有螺钉的主体可能与电磁线圈接触并干涉其运行的危险。
支座优选为用铝制造。这种材料具有能承受起动器支座在其使用过程中可能经受的不同应力的优势。螺钉用钢材制造，优选不锈钢，其使得能够用标准固定元件17固定起动器上的接触器。在一个变体中，螺钉经受表面处理以防止腐蚀。这种处理也可以改善螺钉的摩擦系数。此处理可以是例如产生一层良好保护层的电镀处理。该保护层利用其机械强度，也可以参与表面的密封装配。
在螺钉组件的末端，如图3所示在支座中获得了螺钉头的压痕。
压痕特别包括至少两个表面31、32有效参与螺钉头下侧表面一部分上的开口的密封装配。
表面31围绕螺钉的旋转轴圆周方向延伸。当螺钉头沉入支座4的材料时此表面变化。
属于凸缘23的表面32围绕螺钉的旋转轴圆周方向延伸，延伸表面31。
图3显示了一个还包括表面33的压痕，该压痕从斜面24的支座中的配合面出发，所述斜面提供螺钉头的侧表面29和螺钉头下部表面27之间的连接。在一个变体中，可能没有斜面，侧表面29此时与螺钉头下侧表面27形成了一个基本垂直的角度。压痕也包括一个从支座中的侧表面29的配合面出发的表面34。表面33、34参与开口和支座之间的密封，但在一个较小的范围内。
因此，本发明使得可以在两个具有非光滑表面的金属零件之间获得密封安装，而不需要使用另外的零件提供此密封。本方法因此简单而经济。本发明也可以应用于起动器箱上的接触器的安装。
本发明不限于上述示例性实施例。

Claims (10)

1.一种用于在属于支座(4)的内孔(25)的开口(26)和螺钉(17)之间产生密封装配的方法，所述螺钉包括一个连接到主体的螺钉头部，该主体具有用于与所述支座装配的零件中的孔配合的螺纹部分，所述支座的机械强度低于所述螺钉，其特征在于，从扩大的开口开始，本方法包括下述步骤：
将所述螺钉旋入所述内孔(25)中以使所述螺钉头部与所述开口(26)接触，
将所述螺钉拧入将要装配的零件的孔中，这样，通过将属于支座(4)的部分材料推回，由所述螺钉头施加的压力在所述螺钉的头部下侧表面(27)的一部分上的开口产生密封装配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过减少开口中由于螺钉的头部下侧表面的一部分与所述开口的摩擦引起的缺陷，由所述螺钉头施加的压力在所述螺钉的头部下侧表面(27)的一部分上的所述开口产生密封装配完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将材料推回产生了一个凸缘(23)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述内孔(25)的开口(26)向外张开以及在头部下侧表面(27)旋转。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述开口(26)形状为截头圆锥形。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述头部下侧表面(27)是平面。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支座(4)是铝制的和螺钉(17)是钢制的。
8.一种在属于支座(4)的内孔(25)的开口(26)和螺钉(17)之间的密封装配，包括一个连接到主体的头部，该主体具有用于与将和所述支座装配的零件中的孔配合的螺纹部分，所述支座的机械强度低于所述螺钉，其特征在于，所述螺钉头在所述开口(26)上留下的压痕包括至少：
第一表面(31)，环绕螺钉的旋转轴周围，
第二表面(32)，属于凸缘(23)，环绕螺钉的旋转轴周围并延伸到第一表面(31)。
9.根据前述权利要求所述的密封装配，其特征在于，该装配在前部起动器支座(4)和至少一个用于将接触器(2)固定到该支座的螺钉之间发挥作用。
10.根据权利要求8所述的密封装配，其特征在于，该装配在后部起动器轴承(6)和至少一个用于将接触器(2)固定到该轴承的螺钉之间发挥作用。
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