CN103586685A - 弹性管对准系统和用于精确定位多个部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弹性管对准系统和用于精确定位多个部件的方法，该对准系统包括第一、第二和第三部件。多个竖立的弹性管从第一部件延伸，所述多个弹性管各具有管壁。多个孔形成在第二部件和第三部件中，所述多个孔各具有孔壁，所述多个孔具有与所述多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中。当每个弹性管接纳到其各自的孔中时，在管壁与孔壁之间的交界面处产生弹性变形。该弹性变形响应于每个管壁的直径大于其对应孔的横截面而发生。该弹性变形在多个弹性管上被弹性平均，使得第一部件相对于第二部件和第三部件被精确定位。

Description

弹性管对准系统和用于精确定位多个部件的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月14日提交的美国临时申请No.61／683136的优先权，该临时申请的全部内容通过参引合并于此。

技术领域

本发明涉及用于在匹配操作期间对准至少三个部件的定位特征。更具体地，本发明涉及第一部件的多个彼此分隔的弹性管对准特征，当匹配到第二部件和至少第三部件的接纳孔对准特征时，所述弹性管对准特征发生弹性平均变形，从而在匹配操作期间将第一部件和第二部件以及至少第三部件精确对准。

背景技术

目前，在制造过程中要匹配到一起的部件，特别是诸如在汽车中发现的车辆部件通过对准特征相对于彼此相互定位，所述对准特征是超尺寸的和／或尺寸不足的以提供间距使部件相对于彼此自由移动，从而在不在部件之间产生妨碍制造工艺的干涉的情况下将它们对准。一个实例包括两路和／或四路阳对准特征，其通常为竖立的凸起部，所述对准特征被接纳到对应的阴对准特征，其通常为口或槽形式的孔。在阳对准特征与它们各自的阴对准特征之间存在间隙，该间隙被预定为匹配阳和阴对准特征由于制造(或制作)偏差导致的预期尺寸和定位变化公差。由此，在具有上述对准特征的匹配的第一部件与第二部件之间可能会出现明显的位置变化，这会促成在部件对准中存在不希望的大偏差，特别是在它们之间的间隙和间隔方面。在这些未对准部件还是另一组件的一部分的情形中，这些未对准还能影响整个组件的功能和／或美学外观。无论这种未对准是局限于两个部件还是整个组件，其都能不利地影响功能并导致较差的质感。

当两个以上或更多个部件匹配到一起时，匹配的第一、第二、第三与任何后续层之间的位置偏差由于每个部件相对于其他部件之间可能存在的位置偏差而进一步加剧，这会进一步促进不希望的大偏差的存在，导致各自部件之间的不均匀的间隙以及另外地导致部件之间的较差装配。

因此，通过提供改进的对准系统或机构，对准系统的技术能够得以提高，所述改进的对准系统或机构能够通过弹性平均来确保三个或更多个部件的精确对准。

发明内容

在一个示例性实施方式中，公开了一种用于将部件彼此对准的弹性管对准系统。该系统包括第一部件、第二部件和第三部件。该系统还包括多个从第一部件延伸的竖立的弹性管，每个弹性管具有管壁。该系统进一步包括多个形成在第二部件和第三部件中的孔，每个孔具有孔壁，所述多个孔具有与所述多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中，其中当每个弹性管接纳到其各自的孔中时，在管壁与孔壁之间的交界面处产生弹性变形，其中该弹性变形响应于每个管壁的直径大于其相应孔的横截面而发生，并且其中该弹性变形在多个弹性管上是弹性平均的，使得第一部件相对于第二部件和第三部件精确地定位。

在另一示例性实施方式中，公开了一种用于在匹配操作期间精确对准机动车部件的方法。该方法包括提供第一车辆部件，该第一车辆部件包括多个从第一车辆部件延伸的竖立的弹性管，每个弹性管具有管壁。该方法还包括提供第二车辆部件以及提供第三车辆部件，第二车辆部件和第三车辆部件各具有多个形成于其中的孔，每个孔具有孔壁，第二车辆部件和第三车辆部件的所述多个孔具有与所述多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中。该方法进一步包括使第一车辆部件与第二车辆部件匹配，其中在匹配期间，第一车辆部件与第二车辆部件和第三车辆部件通过每个弹性管接纳到其各自孔中而对准。仍进步地，该方法包括使每个弹性管与第二车辆部件和第三车辆部件中的其相应孔之间的交界面弹性变形。最后，该方法包括在多个弹性管上执行该弹性变形的弹性平均，从而在匹配时，实现第一车辆部件到第二车辆部件和第三车辆部件的精确定位。

方案1.一种用于将部件彼此对准的弹性管对准系统，包括：

第一部件，其具有多个竖立的弹性管，每个弹性管具有管壁；

第二部件；

第三部件，其中该第二部件布置在第一部件与第三部件之间；

多个孔，其形成在第二部件和第三部件中，每个孔具有孔壁，所述多个孔具有与所述多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中，其中当每个弹性管接纳到其各自的孔中时，在管壁与孔壁之间的交界面处产生弹性变形，其中该弹性变形响应于每个管壁的直径大于其对应孔的横截面而发生，并且其中该弹性变形在所述多个弹性管上被弹性平均，使得第一部件相对于第二部件和第三部件被精确定位。

方案2.根据方案l的弹性管对准系统，其中每个管壁限定中空圆柱。

方案3.根据方案1的弹性管对准系统，其中该管壁具有非圆柱形形状。

方案4.根据方案1的弹性管对准系统，其中该弹性变形包括每个管壁的弹性可逆的弹性变形。

方案5.根据方案4的弹性管对准系统，其中所述弹性变形进一步包括每个所述孔壁的弹性变形。

方案6.根据方案4的弹性管对准系统，其中每个管壁是锥形的，该锥形管壁在远离第一部件的一端上具有最小直径。

方案7.根据方案6的弹性管对准系统，其中第二部件的各个孔具有第一孔宽，而第三部件的孔具有第三孔宽，各个孔的第二孔宽和第三孔宽是不同的。

方案8.根据方案7的弹性管对准系统，其中第二孔宽大于第三孔宽。

方案9.根据方案1的弹性管对准系统，其中第二部件和第三部件的孔是细长孔。

方案10.根据方案9的弹性管对准系统，其中第二部件的细长孔具有第二细长轴，而第三部件的细长孔具有第三细长轴，并且其中第二细长轴的预定部分平行于各个孔的第三细长轴。

方案11.根据方案9的弹性管对准系统，其中第二部件的细长孔具有第二细长轴，而第三部件的细长孔具有第三细长轴，并且其中第二细长轴的预定部分个平行于各个孔的第三细长轴。

方案12.根据方案1的弹性对准系统，其中第二部件邻近第一部件布置，而第三部件邻近第二部件布置。

方案13.根据方案l的弹性对准系统，其中第二部件的各个孔具有第一孔宽，而第三部件的孔具有第三孔宽，并且该第二孔宽大于第三孔宽。

方案14.根据方案1的弹性对准系统，其中第二部件邻近第一部件的第一表面布置，而第三部件邻近第一部件的第二表面布置。

方案15.根据方案4的弹性管对准系统，其中当第一、第二和第三部件彼此相互匹配时，所述弹性变形提供这些部件的加固组装。

方案16.一种用于在匹配操作期间精确对准部件的方法，该方法包括：

提供第一部件，该第一部件包括多个从第一部件延伸的竖立弹性管，每个弹性管具有管壁；

提供第二部件；

提供第三部件，该第二部件和第三部件各具有多个形成于其中的孔，每个孔具有孔壁，第二部件和第三部件的所述多个孔具有与多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中；

将第一部件与第二部件匹配，其中在匹配期间，第一部件通过每个所述弹性管接纳到其各自的孔中而与第二部件和第三部件对准；

使每个弹性管与第二部件和第三部件中的其各自的孔之间的交界面弹性变形；以及

在所述多个弹性管上执行弹性变形的弹性平均，从而在匹配时，实现第一部件到第二和第三部件的精确定位。

方案17.根据方案16的方法，其中该弹性变形包括每个弹性管的弹性可逆的弹性变形。

方案18.根据方案17的方法，其中该匹配在所述第一部件与所述第二部件之间形成接合部，并且其中所述弹性变形步骤期间的弹性变形大体垂直于该接合部的各个相邻局部部件产生。

方案19.根据方案17的方法，其中在提供第一部件、第二部件和第三部件期间，产生弹性管和孔的尺寸和位置的制造偏差，其中该制造偏差具有平均长度X，并且其中所述弹性平均的步骤提供减小的制造偏差长度X_min，此处

其中N是弹性管的数量。

根据下文结合附图给出的本发明的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅通过示例在下面对实施方式的详细描述中显现，该详细描述参照附图，在附图中：

图l是根据此处公开的本发明的实施方式的对准系统和组件的实施方式的示意性俯视图；

图2是沿截面2-2截取的图1的横剖视图；

图3是沿截面3-3截取的图l的横剖视图；

图4是根据此处公开的本发明的实施方式的弹性管和多个孔的实施方式的横剖视图；

图5是与图2的视图类似的根据此处公开的本发明的实施方式的横剖视图，但具有不同的组装部件的布置；

图6是根据此处公开的本发明的实施方式的对准组装部件的方法的流程图；以及

图7是根据此处公开的本发明的实施方式的对准系统和组件的另一实施方式的与图1的视图类似的示意性俯视图。

具体实施方式

下文的描述本质上仅仅是示例性的且并非意欲限制本发明、其应用或用途。例如，所示的实施方式包括车辆部件，但是该对准系统可用于为精确定位提供弹性平均的任何合适部件以及匹配部件和部件应用的所有对准方式，包括许多工业、消费品(例如，消费电子产品、各种器具等)、运输、能源以及航空和航天应用，且特别包括许多其它类型的车辆部件和应用，诸如各种内部、外部和引擎罩下车辆部件和应用。应当理解的是，遍及所有附图，对应的附图标记指示相似或对应的部件和特征。

如此处使用的，术语“可弹性变形”指包括部件特征在内的部件或部件的部分包括具有大体弹性变形特性的材料，其中该材料构造为响应于力的施加而经历其形状、尺寸或两者兼有的弹性可逆变化。导致该材料的弹性可逆或弹性变形的力可包括拉力、压缩力、剪切力、耷曲力或扭曲力或这些力的各种组合。可弹性变形材料可呈现例如根据胡克定律描述的线性弹性变形，或非线性弹性变形。

弹性平均提供匹配部件之间的交界面的弹性变形，其中平均变形提供精确对准，将制造位置偏差最小化为X_min(限定为

)，其中X是匹配部件的定位特征的制造位置偏差，而N是所插入的特征的数量。要得到弹性平均,可弹性变形的部件被构造为具有至少一个特征且其接触面是过度约束的并且提供与另一部件及其接触面的匹配特征的干涉配合。该过度约束条件和干涉配合使该至少一个特征或匹配特征中的至少一个或两个特征弹性可逆(弹性)变形。这些部件特征的弹性可逆特性允许部件的重复插入和抽出，从而便于其组装和分解。在部件以干涉条件插入期间，部件的位置偏差可导致变化的力被施加到过度约束和接合的接触面的区域上。将认识到的是，单一插入部件可相对于部件的周界长度被弹性平均。弹性平均的原理在共同拥有的待决美国申请No.13／187675中详细描述，该专利申请的全部公开内容通过参引的方式合并于此。上文公开的实施方式提供了将与上述弹性平均原理不相容的或进一步地需要借助如此处公开的四路弹性平均系统的现有部件转换成确实便于实现弹性平均及与此相关的益处的组件的能力。

任意合适的可弹性变形材料都可用于此处公开的和下文进一步讨论的匹配部件和对准特征，特别是那些当形成为此处描述的特征时可弹性变形的材料。这包括各种金属、聚合物、陶瓷、无机材料或玻璃，或者上述材料的任意合成物，或者任何其它适于此处公开的目的的材料的组合。可设想许多复合材料，包括各种填充聚合物，包括玻璃、陶瓷、金属和无机材料填充聚合物，特别是玻璃、金属、陶瓷、无机或碳纤维填充聚合物。可以采用任何合适的填充形态，包括所有形状和尺寸的微粒或纤维。更特别地任意合适类型的纤维都可使用，包括长纤维和短纤维、织布和非织布、毡或丝束或者其组合。任意合适的金属都可使用，包括各种等级和合金的钢、铸铁、铝、镁或钛或者其复合物，或者其任意的其它组个。聚合物可包括热塑性聚合物或热固性聚合物或者其复合物，或者其任意其它组合，包括各种共聚物和共混聚合物。在一个实施方式中，优选塑性材料是具有弹性性质的材料以便在不破裂的情况下弹性变形，例如材料包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物，更特别地包括聚碳酸酯ABS共混聚合物(PC／ABS)。该材料可以是任意形式并且可通过任意合适的工艺形成或制造，包括模压或成形金属、复合板或其它板、锻造、挤压件、冲压件、铸件或模制件等，以包括此处描述的可变形特征。可弹性变形对准特征和相关部件可以任意合适的方式形成。例如，可弹性变形对准特征和相关部件可一一体形成，或者它们可完全独立地形成并随后附接到一起。当一体形成时，例如，它们从塑料注模机作为单一部件形成。当独立形成时，例如，它们可由不同的材料形成以提供预定的弹性响应特性。材料或多种材料可被选择以为可弹性变形对准特征、关联部件或匹配部件的任意或全部提供预定弹性响应特性。该预定弹性响应特性可包括例如预定弹性模量。

如此处使用的，术语车辆不仅限于汽车、卡车、篷车或运动用车，而是包括任何适于运输装载的任意自推进或自牵引运输工具。

本发明是一种用于三个或更多个部件一特别是机动车部件的精确匹配的弹性管对准系统，其中当匹配完成时，在匹配的阳对准特征与阴对准特征之间没有浮动(或间隙)，从而在加强位置约束的情况下提供精确对准，然而对准匹配每次都进行得平顺且毫不费力。

根据本发明的实施方式的弹性管对准系统基于弹性平均的原理运行。多个几何分隔的弹性管(阳)对准特征布置在第一部件上，而多个一一对应的孔(阴)对准特征设置在至少两个其它部件(例如，第二部件和第三部件)上，其中弹性管对准特征的自径超过孔对准特征的横截面。然而，第一、第二和第三部件可各具有一些弹性管对准特征和一些孔对准特征，只要它们一一对应，使得它们可彼此相互接合。在第一部件与第二和第三部件的匹配期间，每个弹性管对准特征分别与其对应的孔对准特征接合。由于弹性管对准特征接纳到各自的孔对准特征中，所以弹性管和孔对准特征的位置和尺寸上的任何制造偏差都由于在弹性管与孔对准特征之间的交界面处的弹性变形平均化而消除。当第一、第二、第三以及任意后续部件相对于彼此匹配时，多个弹性管和孔对准特征上的这种弹性平均提供了精确的对准，并且该匹配仍平顺和容易地进行。

根据本发明的实施方式，该弹性平均提供了部件的精确对准，此处制造位置偏差得以最小化到X_min。因而，通过本发明的实施方式消除了现有技术的阳和阴对准特征所需的间隙。

根据本发明的实施方式，弹性管对准特征可通过弹性管的管壁的弹性压缩而弹性变形，该变形优选是弹性可逆的。在本发明的的实施方式中，弹性管对准特征相对于第一部件的预定表面以竖立、垂直的关系与第一部件(通常一体地)相连。另外根据本发明的实施方式，可能但并非必须的是，各自孔对准构件可通过孔的孔壁的弹性膨胀而弹性变形，该变形优选是弹性可逆的。在一个实施方式中，孔对准特征布置在第二部件和第三部件上，通常作为第二和第三部件的预定表面中的槽或孔，其中弹性管对准特征的直径超过孔对准特征的横截面(即，在弹性管对准特征与每个关联的孔对准特征之间存在有目的的干涉条件)，由此在每个弹性管对准特征被接纳到其各自孔对准特征中时产生弹性变形。具有精确对准的匹配艺是平顺且易于执行的。该匹配可通过弹性管对准特征的锥形(随高度增加而直径变小)以便于它们向孔对准特征中的初始进入来改善，和／或通过孔对准特征的孔壁的斜切以便在孔壁与管壁的交界面处产生局部弹性变形来改善。

在操作中，当将第一、第二和第三以及任意另外的(例如，第四、第五等)部件匹配到一起时，其间的初始接触处在多个进入其一一对应的孔对准特征中的几何间隔的弹性管对准构件处。由于弹性管对准特征的直径相对于孔对准特征的横截面的较大尺寸，在其间的交界面处产生弹性变形，并该变形在多个弹性管对准特征的几何分布上被平均。当所有的第一、第二和第三(以及任意另外的)部什都完全匹配时，由于弹性管对准特征的锥形(当采用时)在这些部件到达最终匹配位置时相对于孔对准特征的横截面提供最大的直径，所以该对准变得精确。当执行诸如螺纹紧固、热融、超声焊接、推入螺母、夹子等附接形态时，该精确对准变得明显，并且两个部件之间的可见接合部是在所建立部件之间具有预定间隙和间隔需求的A级精加工部。

现在参照图1-4，其图示了此处公开的弹性管对准系统100的结构和功能的各种实例。

弹性管对准系统100基于弹性平均的原理运行。多个相互分隔的弹性管对准特征(用作阳对准特征)102(下文简称为“弹性管”)布置在第一部件106的第一表面104上。如图2-4中最好地显示的，弹性管102相对于第一表面104垂直竖立，其中六个相互分隔的弹性管位于第一部件106的表面上(参照图l最好地看到)。弹性管102中的每一个是管形形状的，具有管壁102a。优选地，管壁102a限定中空圆柱。管壁102a是弹性的，优选是硬弹性的，其中形状可响应于施加到其上的压缩力而弹性可逆。这些弹性管102和相应的孔ll0、310(下文进一步讨论)以及它们在对准系统中和用于对准系统的用途在共同拥有的待决美国专利申请13／187675中进行描述。

多个孔对准特征(用作阴对准特征)110(下文简称为“孔”)布置在第二部什114的第二表面112中，与所述多个弹性管102一对一地相应定位；也就是说，每个弹性管有一个对应的孔110，弹性管可接纳到对应的孔110中。因而，多个孔110具有与多个弹性管102的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管102可接纳到其各自的孔110中。尽管孔1l0显示为细长狭槽，但是将认识到的是，孔的形状可以是其它的形式，诸如细长孔、大体圆形孔等。优选地，限定孔对准特征110的开口边界的孔壁116是有斜面116a的(参照图4最好地看到)。用于孔110布置在其中的第二部件114的优选材料是具有弹性性质的材料，以便如此处描述地无断裂地弹性变形。

多个孔对准特征(用作阴对准特征)310(下文简称为“孔”)布置在第三部件314的第三表面312中，与所述多个弹性管102和孔110一对一地相应定位；也就是说，每个弹性管102有一对应的孔310，弹性管可接纳在对应的孔310中。因而，多个孔310具有与多个弹性管102的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管102可接纳到其各自的孔310中。尽管孔310显示为细长狭槽，但是将认识到的是，孔的形状可以是其它的形式，诸如细长孔、大体圆形孔等。优选地，限定孔对准特征310的开口边界的孔壁316是有斜面316a的(参照图4最好地看到)。用于孔310布置在其中的第三部件314的优选材料是具有弹性性质的材料，以便如此处描述地无断裂地弹性变形。

孔110、3l0可具有任意合适的形状，包括长度大于其宽度的细长形状，诸如矩形、圆角矩形，或者具有由向外延伸的、相对弯曲的(例如圆形的)弧限定的末端的矩形形状。在一个实施方式中，除了在如此处描述的可以为圆角或弯曲的末端区域中之外，细长孔110、310可具有基本均匀的孔。特定部件的孔110、310可具有相同的尺寸或不同的尺寸。在一个实施方式中，第二部件114的孔110具行第二孔宽(130)，而第三部件314的孔3l0具有第三孔宽(132)。在一个实施方式中，各自孔(关于同一弹性管对准的孔)的第二孔宽130和第三孔宽132是不同的，更具体地，第二孔宽130大于第三孔宽132。当弹性管102是锥形的，并且第二部件114邻近第一部件106，而第三部件314邻近第二部件114时，不同的孔宽是特别有用的。这样一来，弹性管102在邻近第二部件114和第三部件314的区域中的弹性变形可以得到控制，更具体地第二孔宽130和第三孔宽132可选择为在这些区域中提供相同的弹性变形，或者可替代地，在这些区域中提供相对更高或更低的弹性变形。

沿其长度(即，细长尺寸)，第二部件114的细长孔110具有第二细长轴(主轴)111，而第三部件314的细长孔具有第三细长轴(主轴)311(参照图1最好地看到)。对于各自的孔110、310，孔可布置为使得各自的轴111、31l彼此平行或彼此不平行。在一个实施方式中，第二细长轴111的预定部分平行于各自孔110、310的第三细长孔311。在另一实施方式中，第二细长轴111的预定部分不平行于各自孔110、310的第三细长轴311。

第一、第二和第三部件106、114、314可包括机动车部件，但这不是必须的。对准系统100可在任意合适数量的部件的情况下采用，而不限于仅三个部件情况下的应用。尽管此处的实施方式描述为使用三个部件106、114、314，但是包括第四、第五、第六等任意数量部件的三个以上的部件也能使用此处描述的对准系统100对准。

如图4中示意性图示的，弹性管102的直径130b减小到130a，在各自的接合位置处超过各自孔110、310的横截面130、132，由此在每个弹性管102接纳到其各自孔110、310中时，弹性变形继续发生。如图4所示，由于各自孔壁116、316的斜面116a、316a，管壁102a的弹性变形在局部是显著的，其中如在各自孔壁接触面(此处用附图标记116a、316a指示)与管壁102a之间那样，提供相对小的接触面积。由于孔壁与管壁之间的压缩力局限于孔壁接触面的较小的表面面积，所以提供了较高的压缩力。

由于锥形(高度增加，直径变小，如在图4中由管壁102a的远端和近端102b、102c的远直径和近直径130a和130b比较性显示的)，将第一部件106与第二部件114和第三部件314匹配的过程都是平顺和容易执行、便利的。在这点上，当第一部件106、第二部件114和第三部件314到达最终的匹配位置时，弹性管102的锥形在孔110、310的横截面处呈现了范围从130b减小到130a的最大直径，如图4中所示；进一步地，该锥形在远端102b处呈现管壁102a的最小直径130a，以便便于弹性管102向孔110、310中的初始进入。

在第一部件106与第二部件114和第三部件314匹配期间，每个弹性管102分别与其对应的孔110、310接合，其中在弹性管102进入孔110、310中时，其位置和尺寸上的任何制造偏差都由于多个弹性管102和孔l10、310的平均化的弹性变形而得以消除。当第一、第二与第三部件106、114、314最终相对于彼此匹配时，多个弹性管102和孔1l0、310上的这种弹性平均在它们之间提供了精确的对准。

根据本发明的实施方式，该弹性平均为多个几何分布的弹性管对准特征102与孔对准特征110、310之间提供了交界面的弹性变形，其中该平均变形提供了精确的对准，制造偏差得以最小化到X_min。

另外根据本发明的实施方式，可能但并非必须的是，孔对准构件110、310也可由于孔侧壁的弹性膨胀而弹性变形，该变形也优选是可逆的。

现在对弹性管对准系统100的组装进行描述。使第一、第二和第三部件106、114、314在接近对准的情况下彼此紧密靠近。当第一、第二和第三部件106、114、314匹配到一起时，在第二部件114布置在第一部件106与第三部件314之间的情况下，其间的初始接触借助于多个进入其一对一对应孔110、310中的几何分隔的弹性管102而进行，此后第一、第二和第三部件106、114、314彼此对准。在图1-3中，该对准是精确的，其中第一、第二和第三部件106、114、314图不为完全匹配。该对准是精确的，因为弹性管102相对于各自孔110、3l0的横截面的最大尺寸直径导致弹性变形，并且该弹性变形在多个几何分布的弹性管102上被弹性平均。当执行诸如螺纹紧固件、热融(例如，通过使管的顶部局部炻化和变形)、超声焊接等附接形态时，该精确对准变得明显，并且两个部件之间的可见接合部是A级精加工部。

在图5中，图示了用于执行根据本发明的实施方式的弹性管对准系统100的第二实施方式。在该实例中，第一部件106具有弹性管102，该弹性管102从第一表面104和从第二表面105垂直向外延伸。第二部件114具有孔110并且以上文描述的方式邻近第一表面104与第一部件106对准。第三部件314具有孔310并且以上文描述的方式邻近第二表面105与第一部件106对准。取决于针对各自部件的系统100的对准需求，第二部件114和第三部件314的对准可同时执行或独立执行。

如图5中所示，第一、第二和第三部件106、114、314通过根据本发明的弹性管对准系统100的与孔对准特征110、310交界的弹性管特征102的弹性平均变形来彼此相互对准，由此在第二部件114与第三部件314之间的第一部件106相对于第二和第三部件114、314精确对准，从而具有上述减小的制造偏差X_min。

弹性管102和孔110、310可分别存在于第一、第二或第三部件中的任一个上，并且实际上，一些弹性管和一些孔可存在于这些部件的每一个上。另外，尽管圆柱形弹性管102是特别有用的，但是形状也可以是非圆柱形的，并且可以具有或可以不具有可变的管壁厚度。

根据上文的描述，将认识到本发明的几个显著的方面。例如，本发明的一些实施方式：1)消除了与现有技术的2路和4路定位方案所需的间隙相关联的制造偏差；2)通过弹性平均定位偏差来减小制造偏差；3)消除了现有技术中存在的部件的浮动；4)提供过度约束条件，从而通过对每个定位特征偏差进行平均来减小定位偏差，并且还加固了部件的结合从而减少了所需紧固件的数量；5)提供部件的更精确定位；以及6)通过相对于彼此的弹性变形，提供匹配的第一、第二和第三部件的加固组装，减小或消除了蜂音、吱吱声和格格声(BSR)并从而改善了部件组装的噪音、振动和平顺性(NVH)性能。

弹性管l02可以任意合适的方式形成。它们可与第一部件106整体形成或制造或者它们可一起单独形成并附接到第一部件106，或者它们可整体独立形成并附接到第一部件106。当独立形成时，它们可由与第一部件106不同的材料形成以例如提供预定的弹性响应特性。可选择材料或多种材料以提供第一部件106或第二部件1l4或第三部件314的任一个或全部的预定弹性响应特性。该预定弹性响应特性可包括例如预定的弹性模量。

在本发明的实施方式中，并现在参照图6，公开了一种用于在使用对准系统100的匹配操作期间精确对准部件一特别是机动车部件的方法200。该方法包括210提供第一部件106，第一部件106包括多个从第一部件106延伸的竖立弹性管102，每个弹性管具有管壁102a。该方法还包括220提供第二部件114和230提供第三部件314，第二部件114和第三部件314各具有多个形成于其中的孔110、310，每个各自孔110、310具有孔壁116、316，第二部件114和第三部件314的多个孔110、310具有与多个弹性管102的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管102可接纳到各自的孔110、310中。方法200进一步包括240使第一部件106与第二部件114匹配，其中在匹配期间，通过每个弹性管102接纳到其各自孔110、310中使第一部件106与第二部件114和第三部件314对准。仍进一步地，该方法包括250使每个弹性管102与第二部件l14和第三部件314中的其各自孔110、310之间的交界面弹性变形。最后，方法200包括260对多个弹性管102执行弹性变形的弹性平均，使得在匹配时，实现第一部件106到第二部件114和第三部件314的精确定位。

根据上文，将认识到的是，如图l中所示，槽形孔110、310可使它们的主轴相对于彼此策略性地定向，以便对第二和第三部件114、314相对于第一部件106的装配提供精确控制，此处槽形孔110(更具体地110.1，110.2，110.3，110.4，l10.5，110.6)设置在第二部件114中，而槽形孔310(更具体地310.1，310.2，310.3，310.4，310.5，310.6)设置在第三部件314中。例如，并且如图l中所示，槽形孔110.1，310.1，110.3，310.3，110.5，310.5的主轴均平行于x轴定向，而槽形孔110.2，310.2，110.4，310.4，110.6，310.6的主轴均平行于y轴定向。通过使每个槽形孔的主轴策略性地定向，实现了第二和第三部件114、314相对于第一部件106在x和y方向上的精确对准，因为沿每个槽形孔的短轴的宽度在弹性平均配置中干涉性地与弹性管102中相应的一个接合。

尽管图1示出了相对于彼此具有特定策略性布置和定向的一组六个弹性管102以及两组六个孔110.1，110.2，110.3，110.4，110.5，110.6和310.1，310.2，310.3，310.4，310.5，310.6，但是将认识到的是本发明的范围不仅局限于图l中所示的实施方式。例如，本发明的范围还包括其它数量的与成对的孔110、310一一对应布置的弹性管102，此处一对孔中的每个孔110、310的主轴沿同一轴线定向，并且此处孔110、310的组包括一些成对的相对于x轴定向的孔和一些成对的相对于y轴定向的孔。可与图1中所示的实施方式相替代的示例性实施方式包括八对与各自的弹性管102一对应布置的孔110、310，此处特定对的孔中的每个孔110、310的主轴沿同一轴线定向，此处八对孔1l0、310中的两对的主轴平行于x轴定向，而八对孔110、310中的六对的主轴平行于y轴定向。上文提及的可与图l中所示的实施方式相替代的示例性实施方式仅仅是众多预期并认为落在本发明的范围内的可替代实施方式中的一个。

例如，并且现在参照图7，其是与图1所示相似的视图，本发明的实施方式包括弹性管对准系统100'的配置，该弹性管对准系统100'是分别具有第一、第二和第三部件106'、114’、314'的三层组件，其形成车辆内部的箱盖，诸如杯架盖或舱门，或者车辆外部装饰组件，诸如前格栅，其可包括或可不包括铬装饰或其它装饰。第三部件314'的整个轮廓在图7中可见并且以实线的方式示出。第二部件l14，的部分轮廓在图7中可见并且以实线的方式示出，而其它隐藏部分的轮廓以点划线的方式示出。第一部件106'的部分轮廓在图7中可见并且以实线的方式示出，而其它隐藏部分的轮廓以虚线的方式示出。第二部件114'夹在第一部件106'与第三部件314'之间。如图7中所示，四个外围弹性管102a仅与第三部件314，的对应孔310，弹性平均接合，而中央四个弹性管102a与第三部件314'的对应孔310’和第二部件114'的对应孔110’弹性平均接合。这样一来，特定组合的弹性管可用于仅对准两个部件，而另一组合的弹性管可用于对准三个或更多个部件。如此一来，将认识到的是本发明的实施方式包括多种配置，其中第一部件的第一组的弹性管可仅与第三部件的孔接合，而第一部件的第二组的弹性管可与第三部件和中间第二部件的孔都接合。与本发明相一致的任何和全部配置都被预想并被认为落在此处公开的本发明的范围内。

尽管已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化并且对于本发明的元件可进行等效替换。此处，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情形或材料适应于本发明的教导。因此，预期的是本发明不限于所公开的具体实施方式，而是本发明将包括落在本申请的范围内的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种用于将部件彼此对准的弹性管对准系统，包括：

第一部件，其具有多个竖立的弹性管，每个弹性管具有管壁；

第二部件；

第三部件，其中该第二部件布置在第一部件与第三部件之间；

多个孔，其形成在第二部件和第三部件中，每个孔具有孔壁，所述多个孔具有与所述多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中，其中当每个弹性管接纳到其各自的孔中时，在管壁与孔壁之间的交界面处产生弹性变形，其中该弹性变形响应于每个管壁的直径大于其对应孔的横截面而发生，并且其中该弹性变形在所述多个弹性管上被弹性平均，使得第一部件相对于第二部件和第三部件被精确定位。

2.根据权利要求1的弹性管对准系统，其中每个管壁限定中空圆柱。

3.根据权利要求1的弹性管对准系统，其中该管壁具有非圆柱形形状。

4.根据权利要求1的弹性管对准系统，其中该弹性变形包括每个管壁的弹性可逆的弹性变形。

5.根据权利要求4的弹性管对准系统，其中所述弹性变形进一步包括每个所述孔壁的弹性变形。

6.根据权利要求4的弹性管对准系统，其中每个管壁是锥形的，该锥形管壁在远离第一部件的一端上具有最小直径。

7.根据权利要求6的弹性管对准系统，其中第二部件的各个孔具有第一孔宽，而第三部件的孔具有第三孔宽，各个孔的第二孔宽和第三孔宽是不同的。

8.根据权利要求7的弹性管对准系统，其中第二孔宽大于第三孔宽。

9.根据权利要求l的弹性管对准系统，其中第二部件和第三部件的孔是细长孔。

10.一种用于在匹配操作期间精确对准部件的方法，该方法包括：

提供第一部件，该第一部件包括多个从第一部件延伸的竖立弹性管，每个弹性管具有管壁；

提供第二部件；

提供第三部件，该第二部件和第三部件各具有多个形成于其中的孔，每个孔具有孔壁，第二部件和第三部件的所述多个孔具有与多个弹性管的几何分布成协同关系的几何分布，使得每个弹性管可接纳到各自的孔中；

将第一部件与第二部件匹配，其中在匹配期间，第一部件通过每个所述弹性管接纳到其各自的孔中而与第二部件和第三部件对准；

使每个弹性管与第二部件和第三部件中的其各自的孔之间的交界面弹性变形；以及

在所述多个弹性管上执行弹性变形的弹性平均，从而在匹配时，实现第一部件到第二和第三部件的精确定位。

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