CN102398551B - 用于将装置以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件的方法和紧固布置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将装置以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件的方法和紧固布置。在用于通过至少一个螺钉组件(16)将装置(12)以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件(14)的紧固布置(10)中,所述至少一个螺钉组件(16)布置在公差补偿部件(22)上,其中所述公差补偿部件(22)借助于连接材料(36)固定至结构部件(14),所述连接材料(36)选自粘合剂或由超声波焊接液化的塑料,且其中所述公差补偿部件(22)被相对于结构部件(14)进行位置调整。进而,描述了经由至少一个螺钉组件(16)将装置(12)以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件(14)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于至少一个螺钉组件将装置以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件的方法。
本发明还涉及一种用于借助于至少一个螺钉组件将装置以位置校正的方式紧固至机动车辆的结构部件的紧固布置。
背景技术
在说明书开始部分所提及的类型的方法和紧固布置是公知的。
在不限制一般性的情况下,根据本发明的方法和根据本发明的紧固布置使用将平视显示器(head-up display)紧固至交叉构件、紧固至交叉构件部件或紧固至被紧固至交叉构件的保持件的示例来进行描述。在这种情形中,所述装置相应地是平视显示器,而结构部件是交叉构件、交叉构件部件或被紧固至所述交叉构件的保持件。
机动车辆的交叉构件位于挡风玻璃下方的两个A柱(前立柱)之间,并用作机动车辆车体的稳定部件,用于转向柱、仪表板和其它配件(例如平视显示器)的紧固。
迄今为止,平视显示器(HUD)已经通过设置在交叉构件(部件)中或设置在被紧固至该交叉构件的保持件中的至少两个孔被紧固至交叉构件(部件)或被紧固至紧固至该交叉构件的保持件,其中一个孔具有螺钉组件,例如螺母,以使得HUD可以借助于螺钉被固定至所述保持件或固定至该交叉构件(部件)而与HUD相连的定心销接合在第二孔中。
在该已知的紧固至交叉构件(部件)或被紧固至该交叉构件的保持件的步骤中,难以对HUD的位置进行调整。这是由于交叉构件、交叉构件部件或被紧固至该交叉构件的保持件的制造误差,尤其是保持件中或交叉构件(部件)中的孔的制造误差往往可能具有这样的尺寸,使得需要相当大的努力用于以位置校正方式将HUD紧固至保持件或交叉构件(部件)。因为HUD是光学装置,且借助于该光学装置,车辆参数(例如所驾驶的实际速度)可以被投射到挡风玻璃上并由于挡风玻璃上的反射而可以由驾驶员所读取,所以对HUD的以位置校正方式的定位是尤其重要的。如果HUD没有被正确地定向,则所述车辆参数可能不会被投射到挡风玻璃上的正确位置上,并因此所述车辆参数不在驾驶员的视场内,于是驾驶员不能读取到所述车辆参数,或所述车辆参数被歪曲地(distorted)显示。
然而,车辆中的HUD的位置调整在车辆的组装过程中如上文已经描述地,由于保持件或交叉构件中的制造公差,证明是困难的且耗时的。
发明内容
因此,本发明基于改进在说明书开始部分提及的关于以位置校正的方式将装置紧固至机动车辆的结构部件变得更简单且更少耗时的所述类型的方法和紧固布置的目的。
关于在在说明书开始部分中提及的方法,该目的通过以下步骤来实现:
提供具有所述至少一个螺钉组件的公差补偿部件;
将所述公差补偿部件借助于使用连接材料的连接工艺连接至结构部件,所述连接工艺选自借助于粘合剂的粘合结合或借助于塑料的超声波焊接,且由此相对于结构部件调整公差补偿部件的位置;
将所述装置借助于所述至少一个螺钉组件紧固至所述公差补偿部件。
关于在说明书开始部分中提及的紧固布置,通过以下实现所述目的:所述至少一个螺钉组件布置在公差补偿部件上;所述公差补偿部件借助于连接材料固定至结构部件,所述连接材料选自粘合剂或由超声波焊接液化的塑料;以及所述公差补偿部件被相对于结构部件进行位置调整。
在根据本发明的方法和根据本发明的紧固布置的情形中,所述装置因此不再被直接地紧固至机动车辆的结构部件,而是将所述装置紧固至公差补偿部件,其中所述公差补偿部件以位置调整的方式被紧固至机动车辆的结构部件。根据本发明,所述公差补偿部件借助于连接工艺以位置调整的方式被紧固至结构部件,其中所述公差补偿部件借助于粘合剂被粘合结合至结构部件,或者其中所述公差补偿部件通过在超声波焊接过程中液化的塑料的超声波焊接固定至所述结构部件,且之后再次硬化。在上述两种情形中,所述结构部件的制造公差通过以位置调整方式将公差补偿部件连接至结构部件来补偿,并因此所述公差补偿部件具有用于紧固所述装置的正确的位置和取向。所述装置之后仅仅通过被紧固至所述公差补偿部件而处于正确位置,使得所述装置在机动车辆中的位置的后续调整是不需要的,或至少被实质地简化。
根据本发明的方法和根据本发明的紧固布置因此就操控而言更为简单且耗时更少。
在所述方法和紧固布置的改进中,所述公差补偿部件在空间中的至少两个方向上进行位置调整,且另外优选地,所述公差补偿部件通过连接材料层的厚度的额外调整在空间中的所有方向上进行位置调整。
在所述公差补偿部件被粘合结合至结构部件的情况下,所述公差补偿部件被在空间中的至少两个方向上调整,例如在x和y方向上(即在一个平面中),且另外优选地,所述连接材料层的厚度也被调整,使得有利地,结构部件的制造公差在空间中的所有三个方向上进行补偿,且在所述装置被紧固至所述公差补偿部件时所述装置对应地以位置校正的方式位于空间中的所有三个方向上。所述连接材料层的厚度也可以以局部变化的方式进行调整,即所述连接材料层的厚度可以被局部地调整。
在紧固布置的改进中,所述至少一个螺钉组件是被切削或滚磨形成在公差补偿部件的孔中的螺纹。
这提供了成本效益地制造可以被设计成整体为单个部件或单个件的公差补偿部件的优势。
作为其的替代方案,所述至少一个螺钉组件可以是设置有内螺纹的套筒,该套筒被插入到公差补偿部件的孔中或被模铸到公差补偿部件的孔中。
在所述改进中,所述至少一个螺钉组件和公差补偿部件是两个部件,首先它们确实还必须连接在一起,但是其还具有以下优点:所述公差补偿部件自身可以由塑料制造而所述套筒之后可以由金属制造,由此能够使所述公差补偿部件的成本降低。
在最后提及的改进的范围内,另外优选的是:如果所述套筒具有被插入到所述结构部件的孔中的部分,那么该部分的外直径小于所述结构部件中的孔的内直径,所述连接材料也存在于套筒的部分和结构部件的孔之间。
在所述改进中,有利的是,通过容纳在结构部件的孔中的套筒部分,公差补偿部件至结构部件的紧固在机械上是高度稳定的,这借助于在套筒部分与在所述结构部件中的孔之间的连接材料甚至能够改善更多。
根据另一优选的改进,所述公差补偿部件被设计成基本上平坦的、板状的交叉条。
在最简单的情况下,公差补偿部件是具有至少一个螺钉组件的平面平板,其中孔用于容纳所述装置的定心销。在该构造中,公差补偿部件可以被极其有成本效益地例如由金属或另外地由塑料制造。
在另一优选的改进中,所述公差补偿部件具有围绕至少一个螺钉组件的延伸部,该延伸部被插入到结构部件的孔中,其中所述延伸部的外直径小于所述结构部件中的孔的内直径,且其中连接材料也存在于所述延伸部和所述结构部件中的所述孔之间。
这又提供了以下优势:在机械上稳定地连接公差补偿部件至结构部件,尤其是因为粘合剂层、在超声波焊接的情况下的塑料层将公差补偿部件在空间中的三个方向上连接至结构部件。
如已经描述地,公差补偿部件可以由塑料或金属制造。
无论所述装置是平视显示器时和/或无论结构部件是机动车辆的交叉构件或是紧固至交叉构件的保持件时,根据本发明的方法和根据本发明的紧固布置都是尤其具有优势的。
进一步的优势和特征将由下文的描述和附图呈现。
不言而喻,上述特征和还在下文中必须说明的那些特征,在不偏离本发明的范围的情况下,不仅可以用在各自已述的组合中,而且可以用在不同的组合中,或独立地使用。
附图说明
本发明的示例性实施例被在附图中进行显示且在此处参照附图进行更详细地描述,在所述附图中:
图1示出用于以位置校正方式将装置紧固至机动车辆的结构部件的紧固布置的第一示例性实施例的剖视图;
图2示出紧固布置和用于制造该紧固布置的设备的另一示例性实施例的剖视图;
图3示出在其的制造之后的图2中的紧固布置;
图4示出紧固布置的另一示例性实施例的剖视图;
图5示出紧固布置的又一示例性实施例的剖视图;
图6示出紧固布置的又一示例性实施例的剖视图;
图7示出紧固布置的又一示例性实施例的剖视图;和
图8示出紧固布置的又一示例性实施例的剖视图。
具体实施方式
图1示出用于以位置调整方式借助至少一个螺钉组件16将装置12紧固至机动车辆(未示出)的结构部件14的紧固布置,所述紧固布置具有整体参考标号10。
装置12例如是平视显示器,结构部件14优选是交叉构件或紧固于交叉构件的保持件的一部分或部件。
结构部件14在此被设计成其中具有两个孔18和20的板。
紧固布置10还具有公差补偿部件22,所述公差补偿部件22用于补偿由制造误差造成的结构部件14的公差,以便能够将装置12以位置校正的方式紧固。
公差补偿部件22在此被设计成基本上平坦的、板状的交叉条24,所述交叉条24具有第一孔26和第二孔28。螺纹30形式的螺钉组件设置在孔26中,其中在此所述的螺纹被切削或滚磨形成在孔26中。
公差补偿部件22具有围绕孔26和孔28的各自的延伸部32和34,其中延伸部32被插入到结构部件14的孔18中,延伸部34被插入到结构部件14的孔20中。
在装置12被紧固至所述公差补偿部件22之前,所述公差补偿部件22已经被借助于连接材料36固定至结构部件14。在此处连接材料36是粘合剂。
在将公差补偿部件22连接至结构部件14的过程中,所述公差补偿部件被调整到相对于结构部件14的合适的位置处,以使得在已经固化连接材料36之后,公差补偿部件22以位置校正的方式置于结构部件14之上。
可选地,可以借助于还可以在局部上进行的、连接材料36的层厚的额外调整,来在空间中的三个方向x、y、z上(如由图1中的坐标系38所示的)将所述公差补偿部件调整至相对于结构部件14的合适的位置上。
在将公差补偿部件22连接至结构部件14的过程中,连接材料36也被引入到各个延伸部32和34与各个孔18和20之间,如图1所示。为此目的,各个延伸部32和34的外直径被选择成使得其小于各个孔18和20的内直径,以便确保所述公差补偿部件22在x-y平面中被调整到相对于结构部件14的合适的位置上。
因此,所述公差补偿部件22通过借助于连接材料36的连接而被调整到相对于结构部件14的合适的位置处,其中连接材料36的层当然可以在整个连接表面上具有相同的厚度或不同的厚度。在连接操作过程中,公差补偿部件22在相对于结构部件14的某个方向上被偏移或被抬升或被倾斜,以便确保装置12在其被紧固至公差补偿部件22之后的后续的正确位置。
例如,通过螺钉40将装置12螺纹连接至螺钉组件16(在此是公差补偿部件22中的孔26的内螺纹),同时连接至装置12的定心销被插入到公差补偿部件22的孔28中。
以位置调整的方式进行紧固的装置未在将在下文描述的图2至8中示出。
图2示出了根据另一示例性实施例的紧固布置50。所述紧固布置50具有结构部件52和公差补偿部件54。
所述公差补偿部件54具有第一孔56和第二孔58,其中所述第二孔58设置有螺钉组件60,所述螺钉组件60被设计成螺纹的形式,所述螺纹通过切削或滚磨形成在公差补偿部件54中的孔58中。
所述螺纹60用于在装置的紧固过程中容纳螺钉,孔56用于容纳定心销。
公差补偿部件54由中间的、优选为金属的板状交叉条62形成,在所述交叉条的两端,塑料体64或66被固定连接至交叉条62。作为一种替代方案,也可以设置圆周地围绕该板状交叉条62的单个塑料体。
在公差补偿部件54被紧固至结构部件52之前,塑料体64和66分别具有两个端部68和70,每个端部68和70基本上收敛至一个点。
为了将公差补偿部件54紧固至结构部件52,在此使用连接工艺,所述连接工艺由塑料体64和66的端部68和70的塑料的超声波焊接构成。
图2示出超声焊极72和砧座74,在它们之间布置有公差补偿部件54和结构部件52。借助于超声的应用,使在塑料体64和66的端部68和70的区域中的塑料液化,并在该过程中以成形配合的方式流入到结构部件52中的非圆柱形孔76和78中。在此,孔76和78是计时砂漏形设计。即使用圆周地环绕交叉条62的一个塑料体来替代在端部侧上的塑料体64、66的情形中,仅有塑料流入到其中的两个孔76和78,或多个局部孔。
在该情况下,在借助于连接材料(即端部68和70的塑料)进行连接的过程中,所述连接材料流入到孔76和78中,公差补偿部件54也以位置校正的方式调整到相对于结构部件52的合适的位置处。
图3示出紧固布置50的最终状态。
图4示出用于通过至少一个螺钉组件102将装置(未示出)以位置校正的方式紧固至机动车辆(未示出)的结构部件92的紧固布置90的另一示例性实施例。
所述紧固布置90具有公差补偿部件94,所述公差补偿部件94在所示的示例性实施例中被整体设计成平坦的板状交叉条96。
两个孔98和100已经被引入到交叉条96中。
在所示的示例性实施例中,螺钉组件102由套筒或螺母104形成,所述套筒或螺母104具有用于拧紧用于紧固所述装置的螺钉(未示出)的内螺纹106。
在该情况下,具有内螺纹106的套筒104以任意方法(例如通过粘合剂结合、焊接、压接等)插入到孔98中。
结构部件92在此处所示出的示例性实施例中不具有孔,公差补偿部件94以板状形式借助于连接材料108(在此处是粘合剂)粘接结合到在交叉条96的整个表面上方的结构部件92上。也在此处,在借助于连接材料108进行连接的期间,公差补偿部件94又重新以位置校正的方式相对于结构部件92取向和定位,使得之后将被连接的装置在通过螺钉组件102被紧固至公差补偿部件94时同样以位置校正方式进行定位。在这种情况下,连接材料108的层厚也可以沿着连接表面被有差异地调整,以便允许在空间中的所有三个方向x、y和z上进行位置调整。
图5示出用于将装置(未示出)以位置校正的方式紧固至机动车辆(未示出)的结构部件122的紧固布置120的另一示例性实施例。
所述紧固布置120具有公差补偿部件124,正如在之前的示例性实施例中,所述公差补偿部件124被设计成具有第一孔128和第二孔130的完全平坦的板状交叉条126。
正如在之前的示例性实施例中,螺钉组件132由套筒134形成,所述套筒134设置有内螺纹136且布置在孔128中。套筒134插入到孔128中,并以之前关于套筒104所描述的任何合适的方式固定至交叉条126。
公差补偿部件124借助于连接材料138以调整位置的方式紧固至结构部件122。借助于在公差补偿部件124与结构部件122之间的连接材料138的厚度的另外的调整,公差补偿部件124也可以以位置校正的方式相对于结构部件122在z方向上进行定位。
与之前的示例性实施例形成对照,连接材料138仅仅成段地设置,而不是连续地设置在公差补偿部件或交叉条126与结构部件122之间的间隙中。如图5所示,在公差补偿部件124与结构部件122之间、在孔128的区域中和在孔130的区域中,没有连接材料。
在如图5所示的示例性实施例中,结构部件122进一步具有孔140,孔140与公差补偿部件124中的孔128对准。这使得所述装置(未示出)被紧固至公差补偿部件124所采用的螺钉可以突出到孔140中。
图6示出用于借助于至少一个螺钉组件162将装置(未示出)以位置校正的方式紧固至机动车辆(未示出)的结构部件152的紧固布置150的另一示例性实施例。
紧固布置150具有公差补偿部件154,所述公差补偿部件154被设计成具有第一孔158和第二孔160的平坦的板状交叉条156。
螺钉组件162由具有内螺纹166的套筒164形成,所述套筒被插入到孔158中,并以如上所述方式固定于该处。
结构部件152具有孔168和孔170,类似于图1中的结构部件14。
具有内螺纹166的套筒164具有插入到结构部件152中的孔168中的部分172,其中所述部分172的外直径小于孔168的内直径。
被设计成没有内螺纹并用于容纳待紧固的装置的定心销(之前已经描述)的另一套筒174被插入到孔160中。套筒174也具有外直径小于孔170的内直径的部分176,所述部分176被插入到结构部件152中的孔170中。
公差补偿部件154借助于连接材料178连接至结构部件152,所述连接材料178在此为粘合剂,也存在于套筒164和174的各个部分172和176与各个孔168和170之间。
也在紧固布置150的情形中,公差补偿部件154被在借助于连接材料178进行连接的过程中相对于结构部件152调整到合适的位置,这具有优化地补偿包括其的孔168和170的结构部件152的制造公差的作用。
图7示出用于将装置(未示出)以位置调整的方式紧固至机动车辆(未示出)的结构部件192的紧固布置190。
所述紧固布置190具有公差补偿部件194,所述公差补偿部件194被设计成具有第一孔198和第二孔200的整体平坦的交叉条196。螺钉组件202布置在孔198中,所述螺钉组件由套筒204形成,所述套筒204设置有内螺纹206并被固定地插入到孔198中。
所述紧固布置190与图4中的紧固布置90不同之处在于:公差补偿部件194经由连接材料208(在此处是粘合剂)连接至结构部件192,但是连接材料208不位于公差补偿部件194与结构部件192之间的孔198和孔200的区域中。
然而,在之前所述的紧固布置中,所述各个公差补偿部件优选由金属制造,但是也可以由塑料制造。图8示出具有由塑料制造的公差补偿部件的紧固布置210,如下所述。
所述紧固布置210具有结构部件212和公差补偿部件214。
如上所述,公差补偿部件214由塑料制造,具有平坦的板状交叉条216和设计成具有交叉条216的单个件的延伸部218,类似于图1中的公差补偿部件22的构造。
公差补偿部件214具有被设计成具有内螺纹222的套筒或螺母220的形式的螺钉组件230。在该情况下,所述套筒或螺母220在公差补偿部件214的制造过程中被模制到公差补偿部件214的塑料中,所述套筒220设置在纹理结构224(例如肋形或齿形)或另一结构的外侧上,因此,套筒220以防止旋转的固定方式保持在公差补偿部件214中。
所述公差补偿部件214借助于连接材料226(在此处是粘合剂)进行连接,公差补偿部件214在连接操作过程中被使得处于相对于结构部件212的正确位置和方向,以使得如果所述装置已经被紧固,同样以位置校正的方式定位和取向将连接至公差补偿部件214的所述装置。
前述紧固布置10、50、90、120、150、190、210也能够将公差补偿部件以位置调整的方式紧固至结构部件,甚至在结构部件安装在车辆上或车辆中之前,且因此,在由结构部件和公差补偿部件构成的布置已经被安装之后,对应的装置仅仅必须被与公差补偿部件配合,所述公差补偿部件已经被以位置校正的方式调整,而所述装置本身不一定必须经历另外的复杂调整。
Claims (13)
1.一种用于以位置校正方式将装置(12)经由至少一个螺钉组件(16;60;102;132;162;202;230)紧固至机动车辆的结构部件(14;52;92;122;152;192;212)的方法,其特征在于包括以下步骤:
提供具有所述至少一个螺钉组件(16;60;102;132;162;202;230)的公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214);
借助于使用连接材料(36;68;108;138;178;208;226)的连接工艺将所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)连接至所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212),所述连接工艺选自借助于粘合剂的粘接结合或借助于塑料的超声波焊接,并由此相对于所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212)调整所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)的位置;
将所述装置(12)通过所述至少一个螺钉组件(16;60;102;132;162;202;230)紧固至所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214),
其中在所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)与所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212)之间由连接材料(36;68;108;138;178;208;226)形成的层的厚度被调整。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)的位置在空间中的至少两个方向上被调整。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)的位置在空间中的所有方向上被调整。
4.一种用于以位置校正方式将装置(12)经由至少一个螺钉组件(16;60;102;132;162;202;230)紧固至机动车辆的结构部件(14;52;92;122;152;192;212)的紧固布置,其特征在于,所述至少一个螺钉组件(16;60;102;132;162;202;230)布置在公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)上,
所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)借助于连接材料(36;68;108;138;178;208;226)固定至所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212),所述连接材料选自粘合剂或由超声波焊接液化的塑料,
所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)被相对于所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212)进行位置调整,
其中在所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)与所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212)之间由连接材料(36;68;108;138;178;208;226)形成的层的厚度被调整。
5.根据权利要求4所述的紧固布置,其特征在于,所述至少一个螺钉组件(16;60)是在公差补偿部件(22;54)的孔(26;58)中被切削或滚磨形成的螺纹(30;60)。
6.根据权利要求4所述的紧固布置,其特征在于,所述至少一个螺钉组件(102;132;162;202;230)是设置有内螺纹(106;136;166;206;222)的套筒(104;134;164;204;220),所述套筒被插入到公差补偿部件(94;124;154;194;214)的孔(98;128;158;198)中或模制到公差补偿部件(94;124;154;194;214)的孔(98;128;158;198)中。
7.根据权利要求6所述的紧固布置,其特征在于,所述套筒(164)具有被插入到结构部件(152)的孔(168)中的部分(172),所述部分(172)的外直径小于结构部件(152)的孔(168)的内直径,连接材料(178)也设置在套筒(164)的部分(172)与结构部件(152)中的孔(168)之间。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194;214)被设计成基本上平坦的板状交叉条。
9.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述公差补偿部件(22;214)具有围绕所述至少一个螺钉组件(16;230)的延伸部(32;218),该延伸部被插入到结构部件(14;212)的孔(18)中,其特征还在于,所述延伸部(32;218)的外直径小于结构部件(14;212)的孔(18)的内直径,且其特征还在于,连接材料(36;336)也设置在延伸部(32;218)与结构部件(14;212)中的孔(18)之间。
10.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述公差补偿部件(214)由塑料制造。
11.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述公差补偿部件(22;54;94;124;154;194)由金属制造。
12.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述装置(12)是平视显示器。
13.根据权利要求4-7中任一项所述的紧固布置,其特征在于,所述结构部件(14;52;92;122;152;192;212)是机动车辆的交叉构件或交叉构件部件,或者是紧固至所述交叉构件的保持件。
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