CN101287938A - 用于机器部件上的平垫片预装配的套管 - Google Patents

Abstract

用于在机器部件密封表面上预装配平垫片的套管，该机器部件具有用于在其中插入套管的孔，平垫片具有在其中通过套管的孔，套管的一个第一末端区域可弹性压缩以减小其外径；为了使在机器部件上预装配平垫片尽可能简单，套管在其第一末端区域的外圆周具有止动件，该止动件在套管轴线的两个方向上作用，以在垫片板上将套管保持在由止动件预先确定的轴向位置中，并且套管在其外圆周也具有如下结构，即使得在机器部件孔中插入套管会导致在机器部件和套管之间形成摩擦接合和/或确定的锁定连接。

Description

用于机器部件上的平垫片预装配的套管

平垫片制造商的消费者越来越经常需要简化内燃机或其他机器的装配，待安装的平垫片构造成能够在机器部件的密封面上进行预装配，即，在平垫片放置在机器部件的密封面之后，平垫片不脱离机器部件。特别地，需要用于内燃机的所谓第二垫片，例如，进气歧管垫片或排气歧管垫片的第二垫片，以及夹在彼此拧紧的法兰上的彼此面对的密封表面之间的其他法兰垫片。

从Elring Klinger GmbH的专利DE-10013130-A1(特别地，从其中的图5到9看出)可知用于平垫片的这种预装配的套管，其为塑料注模零件。该套管用于在机器部件的密封表面上保持平垫片，更特别地，在机器部件壁厚略小于套管长度的套管区域中，该套管在其外圆周上具有凸起，更特别地，在套管末端具有凸起。机器部件具有打开至其密封表面的通孔，平垫片的垫片板上具有与该通孔对应的孔。该套管被设计成以便可插入通孔和垫片板的孔，然后凸起接合在机器部件和平垫片的后面，因此将平垫片保持在机器部件上以及将套管保持在机器部件中。在机器部件面对机器部件密封表面远离的侧面，该通孔设有埋头孔，该埋头孔在装配套管时容纳设置在一个套管末端处的套管凸起。设置在另一个套管末端的凸起用于接合平垫片面对机器部件密封面远离的侧面的后面，其具有近似三角形的横截面(在通过套管的纵向截面上)，因而两个倾斜表面相对于套管的直径平面倾斜，其中一个倾斜表面便于把套管推入机器部件的通孔中，以及当从机器部件面对机器部件密封表面远离的侧面推入套管时便于通过平垫片的孔推入套管。为减小用于套管装配的套管的直径，套管壁具有沿轴向延伸的槽，该槽在套管的长度部分上延伸，更特别地，从装配套管时通过平垫片延伸的套管末端开始延伸。在这些已知结构的情况下，平垫片的制造商为消费者将套管提供为与平垫片分开的独立部分，其中，平垫片首先放置在机器部件密封表面上，然后联接套管，从而使平垫片保持在机器部件上。

本发明是为了实现为平垫片制造商的消费者进一步简化机器部件上的平垫片的预装配的目标。

从前述现有技术开始，也就是，从用于在机器部件密封表面上预装配包括垫片板的平垫片的套管开始，该机器部件具有打开至其密封表面的孔，用于在其中插入套管，该垫片板具有使套管从其中穿过的孔，套管的一个第一末端区域能够弹性伸缩以减小其外径，并设置有止动件，该止动件沿套管轴线的方向作用以相对垫片板布置，根据本发明，目标的实现在于，套管在其第一末端区域的外圆周具有止动件，该止动件在套管轴线的两个方向上作用以在垫片板将套管保持在由止动件预先确定的轴向位置，同时套管在其外圆周也具有如下结构，即使得在机器部件的孔中插入套管导致在机器部件和套管之间形成摩擦接合和/或确定的锁定连接。当上文提及套管相对垫片板的预定轴向位置时，由于实际上允许套管在垫片板上有一定的轴向间隙，故不能以如下狭义解释该预定轴向位置，即将其理解为相当精确的轴向位置，同时仅阻止套管在平垫片上任何大范围的移动，其原因在于这将导致与设置有套管的平垫片的操作以及平垫片与机器部件的自动联接相关的问题。用于套管的许多不同的结构可以通过本领域的技术人员得到，用于实现机器部件和套管之间的摩擦接合和/或确定的锁定联接，其原因在于未变形的套管外径可能容易略大于设置在机器部件中的孔的直径，该套管在该孔中的所谓的压配合已经足够了。在套管的外圆周上可设置有把手、肋等结构，该结构当装配套管时将压靠在孔壁上。在金属套管的情况下，长钉状舌状物从套管壁向外弯曲，使得当装配套管时以倒钩形式与孔壁接触。与此相关地，必须记住的是原则上为了不使平垫片由于重力而与机器部件分开，故仅存在至多补偿平垫片的固有质量的问题。

如果平垫片的垫片板至少在用于通过其插入套管的孔的区域由单一金属片层形成，则推荐这样选择止动件的轴向间隔，使得它等于或稍微大于该金属片层的厚度。然而，如果垫片板由一层位于另一层之上的多层金属片形成，这是金属平垫片通常的情况，当止动件的轴向间隔等于或稍微大于由金属片层形成的层组的厚度时，可以利用根据本发明的套管实现更进一步的优点，通过套管将金属片层保持在一起。在这种多层平垫片的情况下，金属片层通常仅在少数位置保持在一起，例如，通过点焊或者铆接，在细长的平垫片的情况下，诸如，例如多缸发动机上的歧管垫片，这些接合处通常位于垫片板的两个纵向末端的区域，使得在处理垫片期间，彼此相距较远的这些接合处之间的金属片层彼此远离移动，当将套管放置在例如接合处的中间时，可以通过根据本发明的套管来阻止该移动。

为进一步使装配简化或自动化，根据本发明套管的优选实施例的特征在于，为了保持并对准插入到套管中的螺纹轴，至少在套管的一部分中，套管的净内径略小于螺纹轴的外径。由于用于在机器部件密封表面之间夹紧平垫片的螺钉也能够被预装配，使得在发动机或包含平垫片的部件组的最终装配期间，无需对单个螺钉进行供给和定位。当套管构造成使得在螺纹轴被推入或拧入套管之后将套管弹性地压向螺纹轴时，可通过简单的摩擦接合将螺纹轴保持在套管中。根据保持螺纹轴的套管区域的轴向长度，套管也可适用于螺纹轴或螺钉相对于平垫片的正确轴向对准，以及因此螺纹轴或螺钉相对于平垫片预装配在其上的机器部件的正确轴向对准。然而，当套管构造成使得在将螺纹轴拧入套管时螺纹轴的螺纹压入套管或者设置在套管上用于接合的凸起按照螺距布置时，可为螺纹轴获得更好的支承。同样如开始所述的已知套管，根据本发明的套管还可以是开槽的塑料注模零件。然而，可选实施例是由弹簧弹性钢板制成的冲压弯曲零件，如果该零件不具有圆形的横截面，则能够在弹性变形之后插入到平垫片和机器部件中。然而，当套管壁具有纵向槽时，该纵向槽尤其为连续的纵向槽，并大致沿套管轴线的方向延伸，该步骤可以更简单地执行，该连续纵向槽还可以应用于根据本发明的塑料套管。

从前述显而易见，根据本发明的套管不同于在DE-10013130-A1中公开的先前已知的套管，其不仅适合于较小壁厚的机器部件，例如法兰，也适合于在大壁厚的机器部件上预装配平垫片，其原因在于根据本发明的套管不在机器部件的后面接合，而是通过套管和设置在机器部件中孔壁之间的摩擦接合和/或确定的锁定连接保持在机器部件上。

如果根据本发明的套管为塑料注模零件，优选实施例的特征在于：套管是通过套管和使其彼此相连的塑料网形成的连续链的部件，这些网当套管联接到平垫片时以已知方式从套管断开。

本发明还涉及一种其上联接根据本发明的套管的平垫片，最后，本发明还涉及一种在机器部件的密封表面预装配平垫片的方法，其中根据本发明的套管首先插入到平垫片的孔中，然后固定到平垫片上，其后将平垫片放置在机器部件的密封表面，同时将套管插入到机器部件的孔中。

本发明的其它特征、优点和细节通过下列描述和根据本发明的套管的一些实施例的附图而明显。在图中：

图1表示截面示意图，该图通过以塑料套管形式的第一实施例以及通过平垫片和平垫片预装在其上的机器部件的相邻部分；

图2表示对应于图1的截面图，该图通过利用套管而与螺钉轴保持在一起的第二实施例；

图3A表示由塑料套管制成的第三实施例的侧面剖开图；

图3B表示根据图3A中线B-B通过第三实施例的截面图；

图3C表示根据图3A中线C-C通过第三实施例的截面图；

图3D表示第三实施例的等距视图；

图3E表示通过两个机器部件和布置在这两个部件中的平垫片的截面图，但不包括根据本发明的套管；

图3F表示图3E的截面图，但具有根据本发明的套管的第三实施例；

图4A表示制成为由钢板形成的冲压弯曲零件的根据本发明套管的第四实施例的端视图；

图4B表示沿图4A中线B-B的截面图；

图4C表示沿图4A中线C-C的截面图；和

图4D表示根据本发明套管的第四实施例的等距图。

图1表示具有密封表面10a的法兰型机器部件10，在密封表面10a上放置平垫片12，仅以示意图表示。该机器部件10有以通孔形式的孔14，且平垫片12有孔16，孔16与孔14同样为圆形，在所示实施例中，该孔16的直径略小于孔14的直径且在平垫片12预装配之后与孔14同心。第二机器部件未示出，在其密封表面和密封表面10a之间夹着平垫片12。

塑料注模零件形式的发明的套管20在其外圆围的一个上端区域设置有环形槽22。在槽底或槽基处，套管20的外径只很微小地小于平垫片12的孔16的直径。因此，环形槽22的上侧壁或下侧壁为平垫片12形成轴向止动件，沿套管轴线方向测量的槽侧壁之间的间隔仅略大于平垫片的厚度。套管20设置有几个纵向槽24，例如，两个相对的纵向槽或相互分别间隔120°圆周角的三个纵向槽，且这些纵向槽从上部套管末端经过套管的部分长度延伸，特别地，经过大约套管长度的一半。由于这些纵向槽24，该塑料套管20弹性地压缩到一定程度，以便将其扣入平垫片12，如图1所示。为了使此过程更容易，套管20在其上端具有倾斜插入部分26。最后，在套管20的外圆周上形成多个把手状凸起28，在图1中仅能辨识其中的一个。这些凸起28分布在套管的周围和部分长度上，具有如下尺寸，即使得在将套管20压入孔14中时形成压配合，也就是，当将图1所示装配的上侧向下翻转时，凸起28和孔14的壁14a之间的静摩擦力防止套管20在平垫片12(和套管20)重力的作用下从孔14中拉出。

因此，根据本发明，根据图1的套管20能够从下方扣入平垫片12的孔16，并因此固定在平垫片上，且通过把平垫片12放置在机器部件10上，同时把套管20插入到机器部件孔14中，可预装配平垫片12并将其保持在机器部件上。

当平垫片12夹在机器部件密封表面10a和未示出的第二机器部件的密封表面之间时，套管20的超出环形槽22凸出的部分或者在没有损害装配密封性的情况下被压扁，或在其它机器部件的密封表面上存在凹陷或一些其它的凹处，以容纳这个套管部分。如多数平垫片不延伸远到孔16的边缘区域的情况，另一个可选存在于这样的平垫片12，该平垫片12在其根据图1的上侧设置有涂层，尤其为弹性涂层。如果套管20只超出环形槽22稍微凸出，尤其以所述涂层厚度的数量级凸出，那么套管的凸起不具有任何负面影响。

图2中所示第二实施例大致对应于图1中的实施例。因此，图2使用与图1相同的附图标记，但是由于右上角标符号的增加，图2将只在下文说明不同于图1的部分。

图2表示以轴向对准方式保持在套管20’中的螺钉的螺纹轴30’，因此不能丢失该螺纹轴30’，也就是由于套管的内横截面中的局部压缩而不能丢失。为此，在套管壁20a’内部形成多个肋状凸起28a’，其沿套管轴线方向延伸，例如在三个凸起的情况下，凸起以120°圆周角间隔，在四个凸起的情况下以90°圆周角间隔。在凸起28a’的区域中，套管20’的净内径非常微小地小于螺纹轴30’的外径，或者套管20’包括如下材料且凸起28a’具有如下尺寸，使得利用套管的较小的净内径，螺纹轴30’能够拧入套管中，同时螺纹被压入到凸起28a’。然而，腹板状或肋状凸起28a’也可以由小的把手状凸起或尖的凸起替代，这些凸起根据螺纹轴30’的螺距布置并在螺纹轴拧入到套管之后与螺纹接合(优选具有轻微的摩擦接合)。

图3A到3D表示塑料注模零件形式的发明的套管320的第三实施例。该套管320在其一个端面具有倾斜插入部分326，该倾斜插入部分326通过第一轴向止动件322a与套管的外圆周相邻，这相似于倾斜插入部分326在套管的圆周方向上中断。在离第一止动件322a的轴向间隔处，该轴向间隔对应于相关的平垫片的垫片板的厚度，在套管的外圆周上设置有第二轴向止动件322b，其同样在套管的圆周方向上中断。在此实施例中，沿轴向与第二止动件322b的三个部分相邻的是凸起328，当套管插入到机器部件孔中，凸起328将在该孔中产生套管的压配合。为此，套管320同样在其部分长度上开槽，即设置有纵向槽324，并且仅能够通过压缩，即减小其外径，将套管推入到机器部件孔中。

图3E和3F表示具有密封表面310a和310a’的第一机器部件310和第二机器部件310’，在该密封表面310a和310a’之间夹着平垫片312。图3E和3F的不同之处仅在于图3F还示出了套管320。从密封表面310a’开始，机器部件310’有埋头孔40，其用于容纳套管320突出超过第一轴向止动件322a的部分，与此埋头孔相邻的是用于通过螺纹轴的钻孔42，如图2中所示。

图4A到4D表示根据本发明的套管420的第四实施例，套管420是由弹簧钢板制成的冲压弯曲零件，其具有连续纵向槽424和从图4A清楚示出的近似相当于U型的横截面。依据本发明，在套管横截面的两个圆角和套管横截面两个分支的自由端的区域中，套管420分别有切口422和422’，其布置在距套管末端很小间隔的位置，并具有如下尺寸使得平垫片的垫片板孔边缘区域或平垫片的多层垫片板的层能够在切口中接合，而尤其在套管轴线方向上不存在任何明显的间隙。未压缩的套管420的横截面被成形并构造且适合于机器部件孔的横截面，使得当套管插入到该孔时，管套预张紧地靠在孔壁上。所示套管420旨在用于插入到壁较薄的机器部件中，因此，具有在倾斜插入部分432后方接合的凸起430和倾斜插入部分432。

U形横截面的套管420的两个或三个侧壁可以设置有向内指向的冲压件，利用该冲压件可再次保持螺钉的螺纹轴。

Claims (11)

1.一种套管，用于在机器部件密封表面上预装配包括垫片板的平垫片，该机器部件具有打开至该密封表面的孔，用于在其中插入所述套管，所述垫片板具有用于从其中通过所述套管的孔，所述套管的一个第一末端区域可弹性压缩以减小其外径，并具有沿套管轴线的方向作用以相对于所述垫片板布置的止动件，其特征在于：所述套管在其第一末端区域的外圆周上具有止动件，该止动件沿套管轴线的两个方向作用，以在所述垫片板上将所述套管保持在由所述止动件预先确定的轴向位置中，并且所述套管在其外圆周上也具有如下结构，即使得所述套管插入所述机器部件孔中导致在所述机器部件和所述套管之间形成摩擦接合和/或确定的锁定连接。

2.如权利要求1所述的套管，其特征在于：在所述平垫片的垫片板在所述套管从中通过的所述孔的区域中由单一金属片层形成的情况下，所述止动件的轴向间距等于或仅仅略大于所述金属片层的厚度。

3.如权利要求1所述的套管，其特征在于：在所述平垫片的垫片板包括一层布置在另一层上方的几个金属片层的情况下，为了将由所述金属片层形成的层组保持在一起，所述止动件的轴向间距等于或者仅仅略大于所述层组的厚度。

4.如前述权利要求中的任一项所述的套管，其特征在于：为了保持并对准插入到所述套管中的螺纹轴，至少在所述套管的截面中，所述套管的净内径略小于所述螺纹轴的外径。

5.如权利要求4所述的套管，其特征在于：所述套管构造成在将所述螺纹轴拧入到所述套管之后使所述套管弹性地压到所述螺纹轴上。

6.如权利要求4所述的套管，其特征在于：所述套管构造成当所述螺纹轴被拧入到所述套管时使所述螺纹轴的螺纹压入到所述套管中。

7.如前述权利要求中的任一项所述的套管，其特征在于：所述套管在其外圆周具有至少一个凸起，用于与所述机器部件孔的壁进行如下协作，即在所述机器部件孔中插入所述套管导致所述套管与所述机器部件的摩擦接合和/或确定的锁定连接。

8.如前述权利要求中任一项所述的套管，其特征在于：所述套管是由弹簧弹性钢板制成的冲压弯曲零件。

9.如 权利要求8所述的套管，其特征在于：所述套管壁具有纵向槽，尤其是连续的纵向槽，该纵向槽大致沿所述套管轴线的方向延伸。

10.如权利要求1到7中任一项所述的套管，其特征在于：所述套管是具有槽的塑料注模零件，该槽在所述套管壁中轴向延伸，并从与所述止动件相邻的所述套管末端开始在所述套管的部分长度上延伸。

11.一种平垫片，其具有联接至其上的如权利要求1到10中任一项所述的套管。

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