CN103109096B - 无卡箍的卡紧接合部 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在支撑元件上的卡紧接合部(1、2、6)，该支撑元件例如用于借助于转向直拉杆或转向横拉杆以联接的方式连接底盘部件。所述卡紧接合部将支撑元件的基本上为管形的支撑体(1)的端部区域(5)与螺栓(2)连接，特别地用于到支撑元件中的力引入。根据本发明，所述卡紧接合部(1、2、6)的特征在于在所述管形的支撑体(1)的端部区域(5)中、在所述螺栓(2)和所述支撑体(1)的内横截面之间的径向的环形间隙中的布置在所述支撑体(1)的锥形的内螺纹中的螺纹套(6)，其中，所述螺纹套(6)具有锥形的外螺纹(8)和容纳螺栓(2)的内螺纹(12)。在此，所述螺纹套(6)至少在其支撑体侧的端部(14)的区域中构造成具有径向弹性。

Description

无卡箍的卡紧接合部
技术领域
本发明涉及一种在用于以联接的方式连接部件或构件、例如底盘部件的支撑元件(Strebenelement)上的卡紧接合部(Klemmverband)。根据权利要求1的前序部分，该卡紧接合部包括支撑元件的管形的支撑件的端部区域、以及螺栓。
背景技术
从现有技术中已知使不同的构件或部件相互连接的支撑元件。在此，可指刚性的支撑体、例如支架支撑体(Gerüststrebe)或底部支撑体，其基本上不可动地布置在构件之间并且由此防止构件彼此的相对运动。
同样从现有技术中已知可动的支撑元件，例如联接支撑件(Koppelstützen)、摆动支撑件、底盘支撑件和转向直拉杆或转向横拉杆，其至少在两个端部处可动地或铰接地与相应的连接构件或部件相连接，例如用于使连接构件在运动自由度方面相互联接，或者用于控制部件(例如在机动车上的轮架)的位置或更确切地说角位置。
特别是在车辆制造中，对这种类型的支撑元件提出了高的要求，其中主要是高的负荷能力和疲劳强度、高的失效安全性以及高的抗腐蚀性。同时，这种类型的支撑元件应要求尽可能小的结构空间，以避免与邻近部件的可能的干涉，或者更确切地说为了不限制其它构件和部件(特别是在底盘的区域中)的运动自由度。对于这种类型的支撑元件的通常的要求大多也为纵向可调整性，这通常借助于将支撑体分成两个部分且在将这两个部分通过螺纹连接的条件下实现。
从现有技术中已知转向直拉杆和转向横拉杆，或者一般地，这样的支撑元件是已知的，在这些支撑元件中，大多数为管形的支撑体在一个或两个端部处具有用于容纳螺栓的内螺纹。进而该螺栓可与连接构件相连接，例如与球窝关节的球头相连接。为了设定支撑元件的期望的长度以便例如能够调整在机动车上的车轮几何参数或转向角度，螺栓被拧入管形的支撑体的螺纹中直至达到期望的支撑体长度。为了防止支撑元件的间隙或自动的调整，紧接着需要使在支撑体的内螺纹中的螺栓无间隙且牢固地固定。
在现有技术中通常通过以下方式实现该要求，即，支撑体的设有内螺纹的端部区域具有轴向的开口，其中，同时在支撑体外侧在支撑体的内螺纹或轴向开口的区域中布置卡箍(Klemmschelle)。由此，通过拉紧卡箍(其中螺栓在期望的拧入深度上)使支撑体在其内螺纹的区域中(以牢固夹紧螺栓的方式)被沿径向压缩。
然而，从现有技术中已知的支撑元件的螺栓在期望的轴向位置中的固定具有缺点。因此，首先，支撑体端部在扭转、弯曲和断裂强度方面的显著弱化与支撑体的螺纹区域所需的轴向开口相关。此外，由于水或其它腐蚀介质可到达支撑体或螺栓的螺纹处或者甚至到达支撑体的内部，通过在螺纹区域中的轴向开口为腐蚀提供了侵蚀面。由此会进一步使支撑体弱化，或者支撑体内螺纹和螺栓会由于腐蚀卡死(festkorrodieren)，这会使支撑元件以后的调整或拆卸更困难。
此外，为了在螺纹区域中压缩支撑体端部所需的卡箍通常需要很大的结构空间，由此，支撑元件在该区域中要求的空间常常几乎加倍。由此，特别是因为通常不详细地限定或者说确定卡箍在支撑体的螺纹区域中的角度位置，会导致与邻近的构件或部件的干涉。由此，卡箍原则上可以在任意的方向上从支撑体突出，这进而在所有周围部件的结构设计和干涉检查时必须被考虑。
最终，为了可靠且有序地装配这种类型的支撑体，通常需要在支撑体端部处的螺纹区域中的环绕的环形槽，以在装配卡箍时保证限定的卡箍的轴向位置。在此，轴向槽和环形槽的引入不仅弱化了支撑体端部，而且在生产时也需要附加的工作步骤，这引起相应的加工成本。
发明内容
在该背景下，本发明的目的为，提供用于支撑元件的卡紧接合部，利用该卡紧接合部可克服在现有技术中存在的所述限制和缺点。在此，根据本发明的卡紧接合部能可靠且牢固地使支撑元件的支撑体和螺栓相连接，而不导致支撑结构的弱化或为腐蚀提供侵蚀部位。此外，能以最小的结构空间实现根据本发明的卡紧接合部，该卡紧接合部可简单地装配并且可以低的制造成本制造。
该目的通过具有权利要求1所述特征的卡紧接合部实现。优选的实施方式为从属权利要求的对象。
以对于自身而言首先已知的方式，卡紧接合部为用于以联接的方式连接部件或构件的支撑元件的一部分，并且包括基本上管形的支撑体的端部区域以及用于与该管形的支撑体连接的螺栓。
然而根据本发明，卡紧接合部的特征在于在管形的支撑体的端部区域中、布置在位于螺栓和支撑体的内横截面之间的径向的环形间隙中的螺纹套。该螺纹套具有锥形的外螺纹和与螺栓匹配的内螺纹，并且至少在其支撑体侧的端部的区域中实施成具有径向弹性。在此，该支撑体端部具有与螺纹套的外螺纹匹配的、锥形的内螺纹。
由此，根据本发明的卡紧接合部借助于布置在支撑体端部处的锥形的内螺纹和布置在其中的带有锥形外轮廓的螺纹套实现支撑体和螺栓的装配。为此，螺纹套借助于其内螺纹容纳支撑元件的螺栓。那么，该螺栓首先还可以惯常的方式被拧入支撑体端部中(或更确切地说被拧入布置在该处的螺纹套中)直至期望的深度，从而以这种方式设定支撑元件的期望的长度。
在达到期望的拧入深度或支撑元件的期望的有效长度之后，拧紧布置在位于支撑体侧的端部处的锥形的内螺纹中的螺纹套。由于至少部分地或在其支撑体侧的端部处被构造成具有径向弹性的螺纹套(以及由于支撑体和螺纹套的锥形的螺纹)，在此实现螺纹套的径向压缩并且由此实现螺栓相对于管形的支撑体的通过摩擦配合的固定。
换句话说，这意味着，借助于本发明可建立在支撑体和螺栓之间的固定的连接，而为此不需要在支撑体端部处开口或使用卡箍。由此，与至今为止常见的、在支撑体端部处用于固定卡箍的环绕的槽相同地，由开口引起的支撑体的弱化以及由此为腐蚀提供的侵蚀面被消除了。此外，由于卡箍的取消，决定性地减小了在支撑体端部的区域中所需的结构空间，并且消除了由至今为止常用的卡箍引起的与邻近的构件或部件的干涉危险。
在此优选地，支撑体内螺纹和螺纹套外螺纹构造成截锥形并且具有相同的锥角。以这种方式，可成本适宜地制造该螺纹，并且螺纹套可首先轻松地被拧入在支撑体端部处的内螺纹中，随后将螺栓被拧入螺纹套中直至期望的拧入深度。紧接着，通过使螺纹套相对于支撑体翻转(Kontern)实现螺纹套的径向变形。
然而，根据螺纹套和/或支撑体的实施方案和壁厚或者径向刚度，支撑体内螺纹和螺纹套外螺纹的锥角也可在结构上设计成稍微不同。由此，例如可减小或避免由于在该处径向上可能不再具有弹性的螺纹套产生的在最外部的支撑体端部处可能的支撑体直径的径向扩大(和可能由此引起的在使螺纹套相对于支撑体翻转时的困难性)。出于这些相同的原因，对于螺纹套的外螺纹和/或支撑体内螺纹的螺纹形式可选择与锥形稍微不同的结构。例如，支撑体内螺纹可实施成锥形并且螺纹套外螺纹可实施成带有球形重叠部的锥形，以由此避免在使螺纹套相对于支撑体翻转时特殊的应力峰值。
此外，实现本发明的方式与如何至少在螺纹套的支撑体侧的端部的区域中实现螺纹套的径向弹性无关。然而优选地，为此螺纹套在其支撑体侧的端部的区域中具有至少一个径向的开口。特别优选地，螺纹套在其支撑体侧的端部的区域中具有多个径向的开口，其沿着螺纹套的周边均匀地沿布置。以这种方式，不损害螺纹套的外螺纹以及内螺纹的功能并且同时实现对于形状配合地将螺栓固定在支撑体端部中所需的螺纹套的径向的挠性。
在此优选地，螺纹套的至少一个径向的开口的轴向的长度(或沿着螺纹套周边分布的多个径向的开口的长度)大于螺纹套的轴向的长度的一半、特别优选地大于其三分之二。通过螺纹套的一个或多个径向开口占据螺纹套的长度的尽可能大的部分，最优地保证了为了使螺栓在支撑体端部中有效地卡紧所需的螺纹套的径向的弹性。
根据本发明的另一种优选的实施方式，螺纹套具有带有至少一个扳手面的凸缘区域，并且支撑体具有带有至少一个扳手面的扳手区域。以这种方式，通过能够经由在螺纹套和/或在支撑体上的相应的扳手面引入对此所需的扭矩，简化了卡紧接合部的装配、或更确切地说螺纹套相对于支撑体的翻转。
本发明的另一特别优选的实施方式规定，在与螺纹套的连接区域中在支撑体的外周上布置加强环。由此在支撑体端部上的锥形内螺纹的区域中或在支撑体端部附近布置的加强环(特别是在薄壁的支撑体中)用于在径向的方向上加强支撑体端部。否则，由于在使螺纹套相对于支撑体翻转时由于支撑体和螺纹套的锥形的螺纹产生向内作用到螺栓上的且向外作用到支撑体的壁上的径向的压力，在薄壁的支撑体中这会导致支撑体端部不期望地扩张以及可能由此引起的卡紧接合部的松脱，因此通过加强环防止了这种情况。
在该背景下，本发明的另一优选的实施方式规定，至少一个支撑体侧的扳手面布置在该加强环上。以这种方式(特别是再次在薄壁的支撑中)，通过扳手面未直接设置在支撑体上而是设置在位于支撑体上的加强环(在该加强环处可提供足够的壁厚)上，避免了可能的由于设置扳手面而使支撑体弱化。为了可靠地将扭矩从加强环传递到支撑体上的目的，如有可能加强环还可材料配合地与支撑体相连接，例如通过焊接点等。
本发明的另一优选的实施方式规定，螺纹套的外螺纹和内螺纹的螺距大小相同。以这种方式，在装配卡紧接合部时可实现封闭的螺纹套和支撑体的翻转，而由此不改变螺栓和支撑体轴向的相对位置。该实施方式的前提为(但不是实现本发明的前提)，螺纹套的外螺纹和内螺纹具有相同的螺距方向，由此不仅螺纹套的外螺纹而且其内螺纹都实施成右旋螺纹，或者两个螺纹都实施成左旋螺纹。
本发明的另一实施方式规定，螺纹套的外螺纹和/或内螺纹设有材料配合的螺丝锁固装置。这种类型的特别是可为螺纹锁固剂的材料配合的螺丝锁固装置被引入支撑体和螺纹套的螺距之间以及螺栓和螺纹套的螺距之间，并且在硬化或聚合后附加地防止在支撑体和螺纹套以及螺栓和螺纹套之间的螺纹连接不期望地松开。
原则上，本发明与支撑元件的结构和应用目的无关。然而特别优选地，螺栓为作为支撑元件的组成部分的支承构件的一部分。在此，用于将力引入支撑元件中或者说将支撑元件连接在连接构件上的支承构件可为弹性体轴承或球窝关节。由此，根据该实施方式，螺栓可为用于球窝关节或弹性体关节的关节窝或者关节罩壳的特别是单件式模制的部件。
本发明的另一特别优选的实施方式规定，卡紧接合部为特别是用于以联接的方式连接底盘部件的底盘支撑体、例如特别是转向直拉杆或转向横拉杆)的一部分。该实施方式的背景为，根据本发明的卡紧接合部可特别有利地应用在机动车的底盘或车轮悬挂中，因为在此可特别好地实现不同的根据本发明的优点(特别是显著地节省结构空间、提高的抗腐蚀性以及大幅减小与邻近构件的干涉危险)。
附图说明
下面根据仅仅示出实施例的附图详细解释本发明。其中：
图1以示意性的、部分剖切的视图示出了带有根据本发明的卡紧接合部的一种实施方式的支撑元件的端部区域；
图2示出了根据图1的支撑元件的支撑体端部和卡紧接合部的纵向剖视图；
图3以分解图示出了根据图1和2的支撑元件的卡紧接合部；
图4以等轴的视图示出了根据图1至3的卡紧接合部的螺纹套；以及
图5以相对于图4从后方看的视图示出了根据图4的螺纹套。
具体实施方式
图1示出了支撑元件的端部区域，该支撑元件具有布置在该处的根据本发明一种实施方案的卡紧接合部。首先，作为支撑元件的组成部分可看出管形的支撑体1以及布置在支撑体1的端部区域5中的螺栓2。在所示出的实施方式中，该螺栓2为球窝关节4的关节罩壳3的单件式模制的部分。
根据本发明，在位于支撑体1的端部区域5和螺栓2之间的径向环形间隙中布置有带有内螺纹12和外螺纹8的螺纹套6。在图1、3、4和5的图示中，在此(出于更加清楚的原因)未单独示出在螺栓2、支撑体1和螺纹套6上的螺纹。
此外，在图1中可看到布置在支撑体1的端部区域5处的加强环7。在卡紧接合部的所示出的实施方式中，该加强环7一方面用于管形的支撑体1在其端部区域5中的壁的径向加强，因为在卡紧接合部2、5、6翻转时，支撑体壁在该区域5中由于布置在螺纹套6上的锥形的外螺纹8径向向外扩大或者说受到负荷，并且此外支撑体壁在该区域中的壁厚朝向支撑体端部减小。在所示出的实施方式中，加强环7的另一目的在于，提供支撑体侧的扳手面9，在翻转螺纹套6(借助于其扳手面10)时，可利用该扳手面9固定支撑体1。
图2再次以纵向剖视图示出了根据图1的卡紧接合部。可看出其上布置有加强环7的支撑体1、球窝关节4的螺栓2以及布置在位于螺栓2和管形的支撑体1之间的环形间隙中的螺纹套6。该螺纹套6在其外周上具有锥形地延伸的外螺纹8，该外螺纹被旋入在连接区域5中的支撑体1的匹配的、同样为锥形的内螺纹11中。
螺纹套6在内周上具有内螺纹12，该内螺纹构造成与螺栓2的圆柱形的螺纹匹配。为了装配支撑元件，在此螺纹套6首先以松动的方式被拧入支撑体1的锥形的内螺纹11中。紧接着，球窝关节4可借助于螺栓2被拧入螺纹套6中，并由此被拧入支撑体端部1中直至期望的拧入深度或直至所需的支撑体长度。例如，如果支撑元件是转向直拉杆或转向横拉杆，则以这种方式可设定机动车的车轴的轮距角。在此，螺纹套6的外螺纹8在螺纹套6的整个(锥形的)连接区域5上延伸，而螺纹套6的内螺纹12在螺纹套6的整个长度上延伸。
在如此实现固定支撑元件的长度之后，使支撑体1和螺纹套6相对于彼此翻转。为此，支撑体1具有布置在加强环7上的扳手面9并且螺纹套6具有带有另一扳手面10的凸肩。通过使支撑体1和螺纹套6翻转，由于螺纹套6的外螺纹8和支撑体1的内螺纹11的锥形的实施方案，螺纹套在支撑体1中(特别是在其支撑体侧的端部14的区域中)径向地被压缩，由此支撑体1的内螺纹11、螺纹套6的外螺纹8以及内螺纹12和螺栓2的螺纹径向地被压在彼此上。由此在螺栓2或更确切地说球窝关节4和支撑体1之间得到固定的、轴向上形状配合且在周向上传力配合的连接。
图3再次以分解图示出了在图1和2中在组装情况下被示出的卡紧接合部。在此，特别是说明了螺纹套6的开口，螺纹套6在与支撑体1的连接区域5中通过这种开口得到其为了卡紧螺栓2所需的径向的弹性，其中，螺纹套6的该径向的弹性在其支撑体侧的端部14的区域中表现最强。
在图4和5中再次以放大的方式示出了螺纹套6。在此，出于更加清楚的原因，在图4和5中也再次省去了螺纹套6的外螺纹8和内螺纹12的图示。可看出径向的开口13在螺纹套6的大部分长度上延伸。为了更好地说明螺纹套6的锥形的几何结构，在图5中稍微以阴影的方式示出了螺纹套6的后部的端面14。
由此，结果表明，利用本发明实现这样的卡紧接合部，即，利用该卡紧接合部能够可靠地且持久地使支撑元件的支撑体和螺栓相互固定连接，而通过该卡紧接合部不会弱化支撑结构。与基础构件“支撑体”和“螺栓”相比，根据本发明的卡紧接合部几乎不需要附加的结构空间，省去了削弱支撑体且为腐蚀提供侵蚀面的、在支撑体端部处设置开口和/或槽的必要性，并且消除了在现有技术中给出的卡箍在支撑体端部的区域中与邻接的构件或部件的干涉风险。
附图标记列表
1 支撑体
2 螺栓
3 关节罩壳
4 球窝关节
5 连接区域
6 螺纹套
7 加强环
8 螺纹套-外螺纹
9、10 扳手面
11 支撑体内螺纹
12 螺纹套内螺纹
13 径向的开口
14 螺纹套端面、螺纹套端部区域

Claims (15)

1.一种用于以联接的方式连接部件或构件的支撑元件的卡紧接合部，所述卡紧接合部为用于以联接的方式连接底盘部件的转向直拉杆或转向横拉杆的一部分，并且所述卡紧接合部包括基本上为管形的支撑体(1)的端部区域(5)以及螺栓(2)，其特征在于，设有在所述管形的支撑体(1)的端部区域(5)中的、布置在位于所述螺栓(2)和所述支撑体(1)的内横截面之间的径向的环形间隙中的螺纹套(6)，该螺纹套带有锥形的外螺纹(8)和与所述螺栓(2)相应的内螺纹(12)，其中，所述支撑体的端部具有与所述螺纹套(6)的外螺纹(8)相应的、锥形的内螺纹(11)，在所述支撑体(1)的端部区域(5)中的壁厚朝向所述支撑体端部减小，并且所述螺纹套(6)至少在其支撑体侧的端部(14)的区域中构造成具有径向弹性。
2.按照权利要求1所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)的外螺纹(8)和/或所述支撑体(1)的内螺纹(11)构造成截锥形。
3.按照权利要求2所述的卡紧接合部，其特征在于，所述支撑体的内螺纹(11)和所述螺纹套的外螺纹(8)的锥角同样大。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)在其支撑体侧的端部(14)的区域中具有至少一个径向的开口(13)。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)在其支撑体侧的端部(14)的区域中具有多个沿着其周边均匀分布的径向的开口(13)。
6.按照权利要求4所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)的所述至少一个径向的开口(13)的轴向长度大于所述螺纹套(6)的长度的一半。
7.按照权利要求6所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)的所述至少一个径向的开口(13)的轴向长度大于所述螺纹套(6)的长度的三分之二。
8.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，在与所述螺纹套(6)的连接区域中在所述支撑体(1)的外周上布置加强环(7)。
9.按照权利要求8所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)具有带有至少一个扳手面(10)的凸肩区域。
10.按照权利要求8所述的卡紧接合部，其特征在于，所述支撑体(1)具有带有至少一个扳手面(9)的扳手区域。
11.按照权利要求9所述的卡紧接合部，其特征在于，所述至少一个支撑体侧的扳手面(9)布置在所述加强环(7)上。
12.按照权利要求10所述的卡紧接合部，其特征在于，所述至少一个支撑体侧的扳手面(9)布置在所述加强环(7)上。
13.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺纹套(6)的外螺纹(8)和内螺纹(12)的螺距相同。
14.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，所述外螺纹(8)和/或内螺纹(12)借助于材料配合连接的螺丝锁固装置固定。
15.按照权利要求1至3中任一项所述的卡紧接合部，其特征在于，所述螺栓(2)为所述支撑元件的支承构件(4)的一部分。
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