CN101925487A - 调整元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种调整元件(1)，一个部件利用该调整元件可固定并且在空间中可定位，该调整元件具有下列特征：一个具有外螺纹(12)的空心螺钉(10)，所述部件的一个支架(50)利用外螺纹沿空心螺钉(10)的轴向方向可定位，一个内元件(20)，该内元件设置在空心螺钉(10)内并且空心螺钉(10)可旋转地固定在该内元件上，和一个垫圈(30)，该垫圈沿内元件(20)的轴向方向侧向可移动地保持在空心螺钉(10)与内元件(20)之间，从而调整元件(1)侧向可定位并且利用一个穿过垫圈(30)的固定装置(40)可固定。

Description

调整元件
技术领域
本发明涉及一种调整元件，一个部件利用该调整元件可固定并且在空间中可定位，亦即其位置沿x、y和z方向可选择并且可固定。
背景技术
在现有技术中，此类的调整元件在汽车制造中例如用于固定前大灯。在安装前大灯时，不仅需要将前大灯固定而且还需要针对性地对其进行定位。为了实现这一点，已知的调整元件包括一个空心螺钉、一个包括垫圈的固定螺钉和一个固定在车身钢板中的盲铆螺母。
调整元件的空心螺钉按照所要求的定位沿z方向拧入到前大灯的一个固定耳环中。由于空心螺钉支承在车身钢板上，它确定在固定耳环与车身钢板之间的间距，亦即前大灯的z位置。固定螺钉穿过空心螺钉并拧入盲铆螺母中。固定螺钉的直径小于空心螺钉的通孔。由此得出，空心螺钉继而前大灯在xy平面内可定位，因为空心螺钉尽管有固定螺钉仍然是侧向可移动的。一旦调节了xy位置，就上紧固定螺钉。为此在上紧时将一个垫圈压到空心螺钉的上面上，从而将空心螺钉固定在车身钢板与垫圈之间。为了借助垫圈达到空心螺钉的可靠的锁紧，垫圈完全覆盖空心螺钉的上面。因此一方面空心螺钉为了继续调整不再是可接近的而另外通过固定螺钉的固定防止空心螺钉的运动。
因此其缺点是，在该结构中为了重调z位置或空心螺钉，总是必须松开固定螺钉。在松开固定螺钉时同时失去固定的xy位置。在重新调节z位置以后，同样必须进行xy位置的重新调节。同时与这种高的安装和维修费用联系着高的成本。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种调整元件，与现有技术相比，一个部件利用该调整元件将以较少的费用可固定并且在空间中可定位。
通过一种按照独立权利要求1所述的调整元件达到上述目的。本发明的有利的实施形式和进一步扩展由下面的说明、各附图和诸从属权利要求得出。
本发明的调整元件，利用该调整元件可固定并且在空间中可定位，具有以下特征：一个具有外螺纹的空心螺钉、一个内元件和一个垫圈，所述部件的一个支架利用外螺纹沿空心螺钉的轴向方向可定位，所述内元件设置在空心螺钉内并且空心螺钉可旋转地固定在该内元件上，所述垫圈沿内元件的轴向方向侧向可移动地保持在空心螺钉与内元件之间，从而调整元件侧向可定位并且利用一个穿过垫圈的固定装置可固定。
借助按照本发明的调整元件的结构，可以沿z方向和在xy平面内独立地定位一个固定的部件。通过旋转空心螺钉实现z位置的调节，由此借助空心螺钉的外螺纹和/或借助空心螺钉和内元件的螺纹啮合可沿z方向针对性地定位所述部件的支架。即使所述部件已固定在其xy位置上，也可以实现z定位。经由一个固定装置和调整元件的内元件固定xy位置。同时本发明的结构可以在不要改变z定位情况下实现所述部件的xy位置可匹配。为此目的松开固定内元件的固定装置。接着空心螺钉相对于固定装置侧向可移动，而不失去调节的z位置。在调节新的xy位置以后，借助固定装置实现内元件并继而还有空心螺钉的重新固定。
按照一种实施形式，借助一个限动装置将内元件固定在空心螺钉内。一种这样的限动装置确保空心螺钉在内元件上的无间隙的固定，而空心螺钉同时绕其纵轴线可旋转。由此调节一个z位置，亦即沿空心螺钉的纵向，确保将待固定的部件的支架拧紧到空心螺钉的外螺纹上直到所要求的位置。
按照调整元件的另一种实施形式，其空心螺钉具有反向于或同向于外螺纹的内螺纹，而其内元件构成为螺纹套筒且在其径向外面上包括螺纹，螺纹套筒利用该螺纹在空心螺钉内可移动。
在该优选的结构中，借助螺纹可旋转地相互固定空心螺钉和内元件。如果通过旋转空心螺钉调节所述部件的支架的z位置，则由支架在空心螺钉的外螺纹上的运动和空心螺钉在内元件的外螺纹上的移动产生沿z方向的调整位移。按这种方式，通过在空心螺钉的内面和外面上的反向的或同向的螺纹的配合是可调节的，随着空心螺钉的转数多少沿z方向可达到一个确定的调整位移。
在本发明的调整元件的另一种实施形式中，其空心螺钉具有一个驱动元件和/或一个向内凸出的凸缘，该凸缘这样地使空心螺钉的一个通孔缩小，以致该通孔小于垫圈的外径。
借助上述结构方案将垫圈保持在空心螺钉与内元件之间。此外如果垫圈防丢失地固定在固定装置上，则调整元件可以作为一个包括空心螺钉、内元件、垫圈和固定装置的一起的单元提供使用。按照另一种实施形式，内元件具有一个轴向突出部，从而将垫圈保持在空心螺钉的凸缘与该突出部之间。
按照调整元件的另一备选方案，垫圈的外径小于空心螺钉的通孔的直径和/或内元件的通孔的直径大于固定装置的直径，从而经由各直径方面的差值可确定调整元件的一个最大的侧向定位位移。
由于固定装置例如一个固定螺钉固定在其xy位置，所以在固定装置的直径与内元件的内径之间的差值通过内元件或调整元件的最大的侧向可定位性或可偏移性在固定装置的位置的左右确定。此外还可采用的是，调整元件的最大的侧向定位位移通过在空心螺钉的通孔的直径与垫圈的外径之间的差值确定。一旦垫圈的外面在定位时在xy平面内碰上空心螺钉的内壁，就用尽调整元件的最大的侧向调整位移。按这种方式，通过针对性地确定固定装置的直径、内元件的内径、垫圈的外径和空心螺钉的内径的尺寸，可以确定调整元件的最大的侧向定位位移。
作为固定元件的结构上的备选方案优选的是，固定装置配有一个头部和一种螺纹或一个转动锁闭件或一个卡口式锁闭件或一个卡扣锁闭件。
附图说明
参照附图更详细地说明本发明的一种优选的实施形式。其中：
图1本发明的调整元件的一种优选的实施形式的侧面的局部剖视图，
图2本发明的调整元件的一种优选的实施形式的透视的剖视图，
图3a至d组装调整元件的一部分的各个工序，
图4a至e本发明的调整元件的一种优选的实施形式的示例性组装、固定和调整顺序和
图5组装的调整元件的另一示例性视图。
具体实施方式
图1示出本发明的调整元件1的一种优选的实施形式的侧面的局部剖视图。调整元件1包括一个空心螺钉10、一个内元件20和一个垫圈30。它用于将一个任意的部件例如一个在汽车结构中的前大灯固定和定位在空间中亦即沿x、y和z方向。前大灯在其安装时必须固定在汽车的车身70上。并且必须将前大灯这样定位，以致对在前大灯与车身件之间的缝隙尺寸的要求正好在汽车的外面得到满足。这需要在全部三个空间方向上的一有针对性的定位和固定。
在这里以前大灯为例进行说明的待固定和待定位的部件包括一个支架50。支架50经由空心螺钉10的外螺纹12固定在调整元件1上并沿z方向调整。平行于空心螺钉10的纵轴线实现沿z方向的调整，如在图1中通过方向箭头说明的那样。因此通过旋转空心螺钉10将支架50在空心螺钉10上拧紧到要求的z位置。为此目的外螺纹12构成为标准螺纹、细螺纹或自攻螺纹。按照另一优选的实施形式，外螺纹12是一种自锁的螺纹，如例如在EP 1 715 198或EP 1 591 675中描述的那样。
支架50优选是设置为由塑料构成的容纳拱顶。当然也可设想其他的材料用于支架50，例如金属，它们满足需要的稳定性要求和重量要求。
调整元件1经由一个固定装置40固定在例如汽车车身70的一个固定的点上。为此目的固定装置40与一个相应的配件72共同作用。按照第一种备选方案，固定装置40是一个固定螺钉，它具有螺钉头42、驱动特征，像例如开槽、六角或套筒搬手孔和螺纹44。固定螺钉40拧入一个盲铆螺母或一个焊接螺母72中，它固定在车身钢板70上。按照固定装置40的另一备选方案，它在其与头部42对置的轴向端部包括一个转动锁闭件或一个卡口式锁闭件或一个卡扣锁闭件。它们与配件72的相应形状结构共同作用，例如在车身钢板70中，从而借助固定装置40可实现调整元件1在车身70上的可靠固定。
如果将固定装置40例如固定在车身钢板70上，则将调整元件1经由垫圈30和内元件20夹紧在车身钢板70上。由于空心螺钉10可旋转地固定在内元件20上，按这种方式也将安装在空心螺钉10上的支架50固定在其xy位置。
按照调整元件1的一种实施形式，空心螺钉10可旋转地固定在内元件20的外面上。在旋转空心螺钉10时，空心螺钉10相对于内元件20不沿轴向方向移动。这例如通过在内元件20与空心螺钉10之间的一种无间隙的卡扣连接来实现，从而可简单地制造和调整调整元件1(未示出)。
按照另一备选方案，内元件20在其径向外面上具有螺纹22，该螺纹与空心螺钉10的内螺纹40相配地构成。因此内元件20作为螺纹套筒实现。空心螺钉10的外螺纹12和内螺纹14构成反向的。其优点是，在旋转空心螺钉10继而沿z方向定位支架50/部件时产生支架50/部件的一种组合的调整位移。支架50的该组合的调整位移由通过在内元件20的螺纹22上旋转空心螺钉和通过同时在其旋转过程中将支架50拧紧到空心螺钉10的外螺纹12上的沿z方向的位移构成。以相同的方式同样优选的是，将空心螺钉10的外螺纹12和内螺纹14构成同向的。因此通过空心螺钉10的内螺纹14和外螺纹12的螺距的适当的尺寸可以确定空心螺钉10的用于z定位所述支架50所要求的转数。这便于安装调整元件和由此待定位的部件并且减少了可能的维修费用。同样在图2中可看出调整元件1的上述特征。按照另一种实施形式，内元件20具有一个套管60。套管60优选由金属或一种另外的稳定的材料构成，以便降低内元件20的塑料方案的单位面积压力。因此具有相当高的强度值亦即抗拉和抗压强度的材料是优选的。这确保一种具有较高的拧紧力矩的正常螺旋接合，亦即内元件20的一种可靠的固定而没有其变形。装入内元件20中的套管60因此起加固或压缩限制器的作用，因为它使内元件20的松弛减至最小，优选阻止其松弛。在内元件20的一种塑料方案中同样有可能的是，它由于通过空心螺钉10的机械负荷而屈服或流动，从而不仅破坏通过调整元件1的定位而且还破坏固定。在本发明的另一种实施形式中同样优选的是，内元件20完全由金属制造，从而内元件20由于其材料不需要附加的稳定的套管60。
如在图2中可看出的那样，按照调整元件1的另一种实施形式，带有或没有套管60的内元件20的通孔26的直径构成为大于固定装置40的直径。如果固定螺钉40已部分地拧入焊接螺母72中，但因此调整元件1仍未固定在其xy位置(参见图1)，则调整元件1仍可以相对于固定装置40的纵轴线侧向移动。调整元件1在xy平面内(参见图1)内的横向或侧向移动或最大的侧向定位位移通过在内元件20或套管60的通孔26的直径与固定装置40的直径之间的差值确定。当利用该侧向定位位移时，固定装置40的头部42在将调整元件1固定在要求的xy位置以后例如相对于空心螺钉10偏心地设置。这示于图4d中。
作为备选方案或在组合中，在xy平面内的侧向定位位移通过在空心螺钉10的通孔18的直径与垫圈30的外径之间的差值确定，亦即由在空心螺钉10的内壁19与垫圈30的外缘之间的间距确定。垫圈30用于借助固定装置40将内元件20固定在车身钢板70上。在此垫圈30至少压到内元件20的面对它的轴向端面的一部分上并由此将内元件20夹紧在垫圈30与车身钢板70之间。垫圈30设置在固定装置40上，优选防丢失地固定在其上。内元件20继而调整元件1在固定在xy平面内之前在固定装置40左右偏移或定位。一旦垫圈30的径向外边缘碰上空心螺钉10的内壁，就达到最大的侧向定位位移。基于上述结构优选的是，借助调整元件1实现了±2.5mm的最大侧向定位位移与沿z方向的约8mm的最大调整位移相组合。这些定位位移在本发明的另一种实施形式中在其使用的数值上是可匹配的。
按照调整元件1的另一种实施形式，空心螺钉10包括一个径向向内凸出到其通孔18中的凸缘16。该凸缘16这样地使空心螺钉10的通孔18缩小，以致将垫圈30防丢失地保持在凸缘16与内元件20之间。如果垫圈30另外防丢失地与固定装置40连接，则调整元件1可以预组装为关联的部件提供使用。这降低调整元件1的安装费用，因为在制造例如汽车的过程中不需要组装调整元件1的各单个部件。
任选内元件20在一个或两个轴向端面上包括一个轴向突出部24。由此将垫圈30保持在凸缘16与突出部24之间。内元件20经由第二任选的凸缘支承在车身钢板70上。
借助图3a至3d示例性说明调整元件1的组装。在图3a中以分解图的形式示出调整元件的各单个部件。它们包括空心螺钉10、垫圈30、螺纹套筒20和套管60。根据图3，首先将套管60装入螺纹套筒20中，优选压入、嵌入或注塑包封。接着将垫圈30安装到包括压入的套管60的螺纹套筒20上(参见图3c)。如果垫圈30防丢失地设置在固定装置40上，则固定装置40设置在图3c中的螺纹套筒20内。接着将包括垫圈30或许包括固定装置40的螺纹套筒20拧入空心螺钉10中，如其图3d所示那样。
优选的是，将调整元件1预组装在支架50例如一个前大灯中供应给汽车制造商。这种状况示例性示于图4a中。为了安装前大灯，将内元件20首先安装到车身钢板70的位置上，在那里具有固定装置40的固定可能性(参见图4b)。然后通过插入固定装置40实现调整元件1和固定在其上的部件的预定固定(参见图4c)。在xy平面内调节所述部件所要求的位置以后，借助固定装置40将调整元件1固定在车身钢板70上。这与空心螺钉10的通孔18相比例如导致固定装置40的一个偏心的位置(参见图4d)。这种在xy位置的固定为了补充说明也作为透视的剖视图示于图4e中。
在固定在所要求的xy位置以后，通过旋转空心螺钉10调节支架50继而前大灯的z位置。这得出示例性在图5中所示的配置。
按照所要求的操作方式有可能，首先将调整元件1固定在要求的xy位置上并接着调节z位置。此外可设想，首先调节xy位置，但不借助固定装置40将调整元件1固定在车身钢板70上。接着调节z位置。最后则借助固定装置40固定调整元件1。本发明的调整元件1同样能够实现xy位置的重调，而不必改变z位置的调节。还有可能，调整z位置，而不必改变或松动xy位置。在该结构基础上借助调整元件1与一种可靠的固定相组合，一种最好的公差补偿而且一个部件的一种空间的设置是可能的。
附图标记清单
1     调整元件
10    空心螺钉
12    空心螺钉的外螺纹
14    空心螺钉的内螺纹
15    空心螺钉的驱动装置
16    空心螺钉的凸缘
18    空心螺钉的通孔
19    空心螺钉的内壁
20    内元件，螺纹套筒
22    螺纹套筒的螺纹
24    内元件的通孔，内元件20对套管60的接触面
30    垫圈
40    固定装置
42    头部
44    螺纹
50    支架
60    套管
61    套管的通孔
70    车身
72    固定装置的配件，例如焊接螺母、盲铆螺母、耳环螺母
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.调整元件(1)，一个部件利用该调整元件可固定并且在空间中可定位，该调整元件具有下列特征：
a.一个具有外螺纹(12)的空心螺钉(10)，所述部件的一个支架(50)利用外螺纹沿空心螺钉(10)的轴向方向可定位，
b.一个内元件(20)，该内元件轴向可移动地设置在空心螺钉(10)内并且空心螺钉(10)经由一内螺纹(14)可旋转地固定在该内元件上，和
c.一个垫圈(30)，该垫圈沿内元件(20)的轴向方向侧向可移动地保持在空心螺钉(10)与内元件(20)之间，从而调整元件(1)侧向可定位并且利用一个穿过垫圈(30)的固定装置(40)可固定。
2.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其内元件(20)借助一个限动装置固定在空心螺钉(10)内。
3.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其空心螺钉(10)具有反向于或同向于外螺纹(12)的内螺纹(14)并且其内元件(20)构成为螺纹套筒且在其径向外面上包括螺纹(22)，螺纹套筒(20)利用该螺纹在空心螺钉(10)内可移动。
4.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其空心螺钉(10)具有一个驱动元件和一个径向向内凸出的凸缘(16)，该凸缘这样地使空心螺钉(10)的一个通孔(18)缩小，以致该通孔小于垫圈(30)的外径。
5.按照权利要求4所述的调整元件(1)，其内元件(20)具有一个轴向突出部(24)，从而将垫圈(30)保持在凸缘(16)与突出部(24)之间。
6.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其内元件(20)具有一个套管(60)。
7.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其中，垫圈(30)的外径小于空心螺钉(10)的通孔(18)的直径和/或内元件(20)的通孔(26)的直径大于固定装置(40)的直径，从而经由各直径方面的差值可确定调整元件的一个最大的侧向定位位移。
8.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其固定装置(40)具有一个头部(42)和一种螺纹(44)或一个转动锁闭件或一个卡口式锁闭件或一个卡扣锁闭件。

Claims (8)

1.调整元件(1)，一个部件利用该调整元件可固定并且在空间中可定位，该调整元件具有下列特征：
a.一个具有外螺纹(12)的空心螺钉(10)，所述部件的一个支架(50)利用外螺纹沿空心螺钉(10)的轴向方向可定位，
b.一个内元件(20)，该内元件设置在空心螺钉(10)内并且空心螺钉(10)可旋转地固定在该内元件上，和
c.一个垫圈(30)，该垫圈沿内元件(20)的轴向方向侧向可移动地保持在空心螺钉(10)与内元件(20)之间，从而调整元件(1)侧向可定位并且利用一个穿过垫圈(30)的固定装置(40)可固定。
2.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其内元件(20)借助一个限动装置固定在空心螺钉(10)内。
3.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其空心螺钉(10)具有反向于或同向于外螺纹(12)的内螺纹(14)并且其内元件(20)构成为螺纹套筒且在其径向外面上包括螺纹(22)，螺纹套筒(20)利用该螺纹在空心螺钉(10)内可移动。
4.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其空心螺钉(10)具有一个驱动元件和一个径向向内凸出的凸缘(16)，该凸缘这样地使空心螺钉(10)的一个通孔(18)缩小，以致该通孔小于垫圈(30)的外径。
5.按照权利要求4所述的调整元件(1)，其内元件(20)具有一个轴向突出部(24)，从而将垫圈(30)保持在凸缘(16)与突出部(24)之间。
6.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其内元件(20)具有一个套管(60)。
7.按照权利要求1所述的调整元件(1)，其中，垫圈(30)的外径小于空心螺钉(10)的通孔(18)的直径和/或内元件(20)的通孔(26)的直径大于固定装置(40)的直径，从而经由各直径方面的差值可确定调整元件的一个最大的侧向定位位移。
8.按照上述权利要求之一所述的调整元件(1)，其固定装置(40)具有一个头部(42)和一种螺纹(44)或一个转动锁闭件或一个卡口式锁闭件或一个卡扣锁闭件。
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