CN104421272A - 提供部件的精确对准和紧固的弹性管对准及紧固系统 - Google Patents
提供部件的精确对准和紧固的弹性管对准及紧固系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种弹性均化的对准系统包括具有第一对准构件、附接元件和支撑元件的第一部件以及具有第二对准构件、对准孔口和与支撑元件接合的接合表面的第二部件。附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分。可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对准孔口。附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有小于第一壁厚的第二壁厚的中空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
Description
技术领域
本主题发明涉及对准系统领域，更具体地涉及弹性均化（averaged）的对准系统，并且甚至更具体地涉及提供配合部件的对准和紧固的弹性均化的对准系统，对准系统结合到该配合部件上。
背景技术
目前，将在制造过程中配合在一起的部件，特别是诸如在机动车辆中可见的那些的车辆部件，通过对准特征相对于彼此互相定位，所述对准特征为尺寸过大的和/或尺寸不足的以提供用于使部件相对于彼此自由移动的间距，以便对准部件而不在部件之间产生将阻碍制造过程的干涉配合。一个示例包括通常为直立凸台的双向和/或四向凸对准特征，其被接纳在通常呈孔或狭槽形式的孔口的对应凹对准特征中。在凸对准特征和其相应的凹对准特征之间存在间隙，该间隙被预定以匹配由制造(或加工)偏差产生的凸和凹对准特征的预期的尺寸和位置变化公差。因此，在具有上述对准特征的配合的第一和第二部件之间可出现显著的位置变化，这可能是在它们的对准过程中存在不期望的大的变化的部分原因，特别是就两者间的间隙和间距而言。在这些未对准的部件也是另一个组件的一部分的情况中，这样的未对准也可能影响整个组件的功能和/或美学外观。不管这样的未对准是否限于两个部件或整个组件，它都会负面地影响功能并导致感知质量差。
为了对准和固连部件，上述凸和凹对准特征可与用来将部件固连到彼此的单独的螺钉凸台特征结合采用。在这样的组件中，配合部件由对准特征相对于彼此定位，并且由单独的螺钉凸台特征相对于彼此固定。两组单独的特征(一组用于对准，另一组用于固连)的使用可能限制每一组对给定组件的有效性，因为一组特征不能在采用另一组特征的地方被采用。
因此，对准和固连系统的技术可通过为对准系统提供一体化地布置的紧固系统来提高，该紧固系统可通过设置成与对应的单个对准特征配合接合的单个可弹性变形的对准和紧固元件来确保两个部件的对准和紧固两者。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，弹性均化的对准系统包括第一部件和第二部件。第一部件包括第一对准构件、附接元件和支撑元件。附接元件和支撑元件相对于第一对准构件固定地设置，并且支撑元件靠近附接元件设置。附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分。第二部件包括第二对准构件、对准孔口和构造成与支撑元件接合的接合表面。可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对准孔口。附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有小于第一壁厚的第二壁厚的中空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
在本发明的另一个示例性实施例中，车辆包括车身和与该车身一体地布置的弹性均化的对准系统。弹性均化的对准系统包括第一部件和第二部件。第一部件包括第一对准构件、附接元件和支撑元件。附接元件和支撑元件相对于第一对准构件固定地设置，并且支撑元件靠近附接元件设置。附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分。第二部件包括第二对准构件、对准孔口和构造成与支撑元件接合的接合表面。可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对准孔口。附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有小于第一壁厚的第二壁厚的中空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。具有螺纹部分和头部部分的紧固件经由螺纹部分与附接部分螺纹接合，并且头部部分设置成相对于附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束第二部件。
本发明还包括如下方案：
1. 一种弹性均化对准系统，包括：
第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分；
第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表面；
其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地且匹配地接合所述对准孔口；
其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且
其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
2. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，还包括：
紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件。
3. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在四个在平面上正交的方向上对准。
4. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件中心轴线的圆形轴向横截面。
5. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线包含至少三个向外取向的凸角的轴向横截面。
6. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线的圆形轴向横截面。
7. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的至少一个狭槽。
8. 根据方案7所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的至少一个狭槽。
9. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的多于一个狭槽。
10. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接元件为能够弹性变形的。
11. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述支撑元件与所述附接元件一体化。
12. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述支撑元件包括环形支撑表面，所述环形支撑表面围绕所述附接元件的周边设置并且构造成与所述第二部件的所述接合表面接合。
13. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述支撑元件包括关于所述附接元件的中心轴线径向向外延伸的至少一个肋，所述至少一个肋具有构造成与所述第二部件的所述接合表面接合的径向延伸的支撑表面。
14. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接元件及所述支撑元件与所述第一对准构件一体地形成以形成单个部件。
15. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述第一部件和所述第二部件各自具有相对于彼此的相应的接合侧；并且
所述第二对准构件包括在其相应的接合侧上的倒角，所述倒角界定所述对准孔口的至少一部分。
16. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接元件包括靠近所述第一对准构件的近端和远离所述第一对准构件的远端，所述远端包括锥形部。
17. 根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中，所述附接元件是多个所述附接元件中的第一个，所述支撑元件是多个所述支撑元件中的第一个，所述对准孔口是多个所述对准孔口中的第一个，并且还包括：
所述多个所述附接元件中的第二个，其关于所述第一对准构件固定地设置，并且与所述多个所述附接元件中的所述第一个间隔开第一限定距离；
所述多个所述支撑元件中的第二个，其关于所述第一对准构件固定地设置，并且靠近所述多个所述附接元件中的所述第二个设置；
所述多个所述对准孔口中的第二个，其与所述多个所述对准孔口中的所述第一个间隔开第二限定距离；
其中，所述多个所述附接元件中的所述第二个的所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合所述多个所述对准孔口中的所述第二个；
其中，所述多个所述附接元件中的所述第一和第二个中的每一个的所述可弹性变形的对准元件部分中相应一个的部分在插入到所述多个所述对准孔口中的所述第一和第二个中相应一个中时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上另外地对准；并且
其中，所述第二部件的第一部分由所述多个所述支撑元件中的所述第一个支撑，并且所述第二部件的第二部分由所述多个所述支撑元件中的所述第二个支撑。
18. 根据方案17所述的弹性均化的对准系统，其中，所述第一限定距离不等于所述第二限定距离，并且另外地，其中：
所述第一和第二附接元件的每个可弹性变形的对准元件部分构造成当所述第一和第二部件彼此匹配的时候在每个相应的附接部分弯曲时而弹性变形、在每个相应的附接部分弯曲时没有变形。
19. 根据方案17所述的弹性均化的对准系统，其中，所述第一限定距离不等于所述第二限定距离，并且另外地，其中：
所述第一和第二附接元件的每个可弹性变形的对准元件部分和每个相应的附接部分构造成当所述第一和第二部件彼此匹配时弯曲地弹性变形。
20. 一种车辆，包括：
车身；以及
弹性均化的对准系统，其与所述车身一体地布置，所述弹性均化的对准系统包括：
第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分；
第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表面；
紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件；
其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合所述对准孔口；
其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且
其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
当结合附图时，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点从本发明的以下详细描述将变得更加显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的详细描述中，在附图中：
图1描绘了根据本发明的一个实施例的具有第一部件和第二部件的弹性均化的对准系统的拆卸的组件的等轴透视图；
图2描绘了根据本发明的一个实施例的图1的拆卸的组件的第一部件的前平面图；
图3描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的一部分的剖视图；
图4描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的另一部分的剖视图；
图5描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的另一部分的剖视图；
图6描绘了根据本发明的一个实施例的在弹性变形即将发生之前的第一组装阶段的图1的第一和第二部件的一部分的剖视图；
图7描绘了根据本发明的一个实施例的在弹性变形发生之后及第一和第二部件即将完全座置之前的第二组装阶段的图6的第一和第二部件的一部分的剖视图；
图8描绘了根据本发明的一个实施例的图7的组件的后侧平面图，示出了具有弹性变形的实施例；
图9描绘了根据本发明的一个实施例的类似于图7的剖视图，但是在第一和第二部件完全座置之后并且具有接合的紧固件；
图10描绘了根据本发明的一个实施例的备选的第一部件的等轴透视图；
图11描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图；
图12描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图；
图13描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图；
图14描绘了根据本发明的一个实施例的备选的第一部件的等轴透视图，其类似于图1中的第一部件，但具有与周围的支撑元件分离的附接元件；
图15描绘了根据本发明的一个实施例的图14的第一部件的前平面图；
图16描绘了根据本发明的一个实施例的第一部件穿过图15中描绘的切割线的剖视图；
图17描绘了根据本发明的一个实施例的相对于以点划线方式描绘的配合的第二部件处于部分组装状态的图16的剖视图(为清楚起见而将截面线省略)，其中虚线表示第一部件的组件的未变形状态，并且实线表示第一部件的组件的弹性变形状态(为图示目的而夸大)；以及
图18描绘了根据本发明的一个实施例的具有弹性均化的对准系统的车辆。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或用途。例如，示出的某些实施例包括车身面板，但对准和紧固系统可与任何合适的部件一起使用，以便为各种各样的配合部件和部件应用的精确定位、对准和紧固提供弹性均化，所述配合部件和部件应用包括许多工业消费品(例如，消费电子、各种电器等)、运输、能源和航空应用，并且特别地包括许多其它类型的车辆部件和应用，例如各种内部、外部和发动机罩下的车辆部件和应用。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
如本文所用，术语“可弹性变形的”是指部件或部件的部分(包括部件特征)包括具有大体上弹性变形特性的材料，其中该材料构造成响应于力的施加而在其形状、尺寸或两者方面经受有回弹力地可逆变化。引起材料的有回弹力地可逆或弹性变形的力可包括张力、压缩力、剪切力、弯曲力或扭力、或这些力的各种组合。可弹性变形的材料可呈现出例如根据虎克定律所述的线性弹性变形、或非线性弹性变形。
弹性均化提供配合的部件之间的(多个)接口的弹性变形，其中均化变形提供精确对准，制造位置偏差被最小化至由 限定的Xmin，其中，X为配合部件的定位特征的制造位置偏差，N为插入的特征的数目。为了获得弹性均化，可弹性变形的部件构造成具有至少一个特征及其(多个)接触表面，该至少一个特征及其(多个)接触表面被过约束并提供与另一个部件的配合特征及其(多个)接触表面的干涉配合。过约束条件和干涉配合将至少一个特征或配合特征、或这两种特征中的至少一个有回弹力地可逆地(弹性地)变形。部件的这些特征的有回弹力地可逆性质允许部件的重复插入和撤出，这有利于所述部件的组装和拆卸。在一些实施例中，构造成具有本文所公开的所述至少一个特征和相关联的配合特征的可弹性变形的部件可能需要多于一个这样的特征，具体取决于特定实施例的要求。部件的位置偏差可导致施加在接触表面的区域上的不同的力，在干涉条件下，所述接触表面在部件的插入期间被过约束并接合。应当理解，单个插入部件可相对于该部件的周边长度而被弹性均化。弹性均化化的原理详细描述于共同拥有的、共同待审的美国专利申请号13/187,675中，其公开内容以引用方式全文并入本文中。以上所公开的实施例提供了将现有部件转化成确实有利于弹性均化和与之相关联的有益效果的组件的能力，该现有部件与上述的弹性均化原理不兼容或将通过包括如本文所公开的弹性均化和紧固系统来进一步得到帮助。
任何合适的可弹性变形的材料都可用于本文所公开的和以下进一步讨论的配合部件和对准特征，特别是在形成为本文所述的特征时可弹性变形的那些材料。该材料包括各种金属、聚合物、陶瓷、无机材料或玻璃、或任何前述材料的复合物、或适用于本文所公开的目的的它们的任何其它组合。可以设想包括各种填充的聚合物的许多复合材料，所述填充的聚合物包括玻璃、陶瓷、金属和无机材料填充的聚合物，特别是玻璃、金属、陶瓷、无机或碳纤维填充的聚合物。可采用任何合适的填料形态，包括所有形状和尺寸的颗粒物或纤维。更具体地讲，可使用任何合适类型的纤维，包括连续的和不连续的纤维、织造的和非织造的布料、毡或丝束、或它们的组合。可使用任何材料的材料，包括各种等级和合金的钢、铸铁、铝、镁或钛、或它们的复合物、或它们的任何其它组合。聚合物可包括热塑性聚合物或热固性聚合物两者、或它们的复合物、或它们的任何其它组合，包括各种共聚物和共混聚合物。在一个实施例中，优选的塑性材料是具有弹性性能以便弹性变形而不断裂的塑性材料，例如，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、并且更具体地讲聚碳酸酯ABS共混聚合物(PC/ABS)的材料。该材料可呈任何形式并且由任何合适的工艺形成或制造，包括冲压的或成形的金属、复合物或其它片材、锻件、挤出零件、压制零件、铸件、或模制零件等，以包括本文所述的可变形特征。可弹性变形的对准特征和相关联的部件可以以任何合适的方式形成。例如，可弹性变形的对准特征和相关联的部件可一体地形成，或者它们可完全独立地形成并随后附接到一起。当一体地形成时，它们可由例如塑料注模机形成为单一部件。当单独地形成时，它们可由例如不同的材料形成以提供预定的弹性响应特性。可选择一种或多种材料以提供可弹性变形的对准特征、相关联的部件或配合部件中的任一种或全部的预定的弹性响应特性。预定的弹性响应特性可包括例如预定的弹性模量。
如本文所使用的，术语车辆不仅限于汽车、卡车、厢式货车或运动型多功能车，而且包括任何适用于运输重物的自推进或拖拽运输工具。
根据本发明的一个示例性实施例，并且参照图1，弹性均化的对准系统10包括第一部件100，并且还包括第二部件200，第一部件100具有第一对准构件102、附接元件104和靠近附接元件104设置的支撑元件106，第二部件200具有第二对准构件202、对准孔口204和构造成与支撑元件106接合的接合表面206。在一个实施例中，第二对准构件202包括在其相应的接合侧上的倒角208，倒角208界定（circumscribe）对准孔口204的至少一部分并且用来方便附接元件104的插入。
附接元件104和支撑元件106中的每一个相对于第一对准构件102固定地设置，并且在一个实施例中与第一对准构件102一体地形成以形成单个部件。附接元件104包括附接部分108和一体地形成的可弹性变形的对准元件部分110(参照图3和图4可最清楚地看到)。可弹性变形的对准元件部分110被构造和设置成当第一部件100和第二部件200配合在一起时干涉地、可变形地且匹配地接合对准孔口204，下文将更详细地对此进行讨论。倒角208用来方便可弹性变形的对准元件部分110向对准孔口204内的插入。
如在图1中所描绘的，附接元件104具有靠近第一对准构件102设置的近端128和设置在第一对准构件120远侧的远端130。在一个实施例中，远端130包括锥形部，该锥形部可由机加工到设计用于加工第一部件100的塑料注塑机中的拔模角提供，或者可以其它方式由在附接元件104的远端130处的结构上的锥形部特征提供，该锥形部特征将进一步方便可弹性变形的对准元件部分110向对准孔口204内的插入。
为了进行讨论，在图1中可见的第一对准构件102的配合侧被标记为12，并且图1中可见的第二对准构件202的配合侧被标记为22。从图1的视图中隐藏的第一对准构件102和第二对准构件202的不可见侧在本文中分别由附图标记11和21表示。为了进行讨论，12和22侧在本文中被称为前视图，并且11和21侧在本文中被称为后视图。虚线20表示当第一部件100和第二部件200相对于彼此被组装时可被横贯的方向线。
现在共同地参看图1-4，其中图2描绘了第一对准构件102的侧面12的前平面图，图3描绘了沿图2中描绘的切割线3-3穿过第一部件100的一部分的剖视图，并且图4描绘了沿图2中描绘的切割线4-4穿过第一部件100的另一部分的剖视图。如所描绘的，附接部分108包括中空管112，中空管112具有第一内径“d”(参照图3可最清楚地看到)和第一壁厚“T”(参照图4可最清楚地看到)，并且可弹性变形的对准元件部分110包括中空管114，中空管114具有大于第一内径“d”的第二内径“D”(其中D>d)和小于第一壁厚“T”的第二壁厚“t”，其中t<T。附接元件104也包括设置在附接部分108和可弹性变形的对准元件部分110之间的过渡部分116，其中内径“D”经由锥形部118过渡到内径“d”以辅助紧固件向附接部分108内的插入，下文将更详细地对此进行讨论。在一个实施例中，可弹性变形的对准元件部分110的壁厚“t”向下至少延伸至支撑元件106的支撑表面。
现在参看图5-8。
图5描绘了沿图2中描绘的切割线5-5穿过第一部件100的细长部分的剖视图，其具有设置在预组装取向的第二部件200的相关联的剖视图。
图6描绘了在可弹性变形的对准元件部分110即将与对准孔口204接合之前在图5中的详图30中标示的第一部件100和第二部件200的部分的剖视图。如所描绘的，可弹性变形的对准元件部分110具有外部尺寸，在这种情况下为直径D1，其大于对准孔口204的内径D2，使得在可弹性变形的对准元件部分110和对准孔口204之间存在尺寸“e”的有意的标称周向干涉量。如所描绘的，倒角208具有(T2-T1)的深度。在一个实施例中，T1约等于T2的一半。
图7描绘了图6的相同部分，但此时彼此基本上完全接合，如由在第一部件100的支撑元件106的支撑表面和第二部件200(参照图1可最清楚地看到)的接合表面206(侧面22)之间的部分间隙“g”所描绘的。如所描绘的，可弹性变形的对准元件部分110已与对准孔口204干涉地、可变形地且匹配地接合，导致如由在120处的变形所指示的弹性变形。在一个实施例中，倒角208不仅用来为可弹性变形的对准元件部分110向对准孔口204内的插入提供引入端，而且在120处的变形区域中提供缺口(relief)，从而允许第一部件100和第二部件200相对于彼此完全座置，使得间隙“g”变为零。如对如图所示圆形中空管形式的可弹性变形的对准元件部分110所期望的，壁厚“t”(参见图4)的弹性变形不可避免地必须发生，以便可弹性变形的对准元件部分110配合到对准孔口204内，现在将参照图8对此进行讨论。
图8描绘了当第一部件100和第二部件200如图7中所描绘那样接合时第二部件200的侧面21的一部分的后侧平面图。如所描绘的，可弹性变形的对准元件部分110的壁厚“t”以波纹方式弹性变形(为图示目的而夸大)，以配合在对准孔口204内。虽然图8描绘了一定数目的变形波纹或凸角，但应当理解，本发明的范围不受图示波纹或凸角的数目的限制，而是涵盖与本文所公开的本发明的实施例一致的任何方式的变形。
鉴于图2-8中所描绘的可弹性变形的对准元件部分110和对准孔口204分别为圆形中空管和圆形孔口，应当理解，由弹性均化的对准系统10提供的所得约束将导致四向对准。然而，如由图1中以虚线方式示出的带狭槽的孔口210所指示的，应当理解，本发明的范围也涵盖双向对准。虽然带狭槽的孔口210描绘为竖直取向(如从图1的透视图观察的)，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖其中带狭槽的孔口210水平地或以任何角度取向的布置。
鉴于上述内容，应当理解，一个实施例包括弹性均化的对准系统10，其中可弹性变形的对准元件部分110的部分在被插入对准孔口204时弹性变形至弹性均化的最终构型，该构型使第一对准构件102与第二对准构件202在两个在平面上正交的方向(例如，正交坐标系的+/-x方向或+/-y方向)上对准，这在本文中称为双向对准，并且在另一个实施例中使第一对准构件102与第二对准构件202在四个在平面上正交的方向(例如，正交坐标系的+/-x方向和+/-y方向)上对准，这在本文中称为四向对准。
现在参照图9，该图描绘了类似于图7的视图，但其中第一部件100和第二部件200相对于彼此完全地座置，使得间隙“g”为零，并且具有紧固件300，紧固件300具有与附接部分108螺纹接合的螺纹部分302和紧贴第二部件200的侧面21座置的头部部分304，以便将第二部件200相对于附接元件104的中心轴线122约束至少在轴向方向上。
重新参照图1，支撑元件106示出为平台或凸台，其为附接元件104的一部分并且形成与带螺纹的紧固件300接合的附接部分108的壁厚“T”(参见图4)。然而，如图1中还示出的，另一个支撑元件126由多个肋124提供，肋124相对于附接元件104的中心轴线122径向向外延伸。肋提供径向延伸的支撑表面126，其构造成与第二部件200的接合表面206接合。
鉴于上述内容，应当理解，弹性均化的对准系统10的实施例提供附接元件104和呈螺钉凸台形式的支撑元件106，该凸台不仅与对准孔口204弹性地对准，而且为第二部件200提供固定点和支柱支撑。
现在将参照图10-17讨论以上描述的备选特征。
图10描绘了备选的第一部件100.1，其具有对准构件102.1、附接元件104.1和可弹性变形的对准元件部分110.1，其类似于具有类似的基本附图标记的以上所述名称类似的元件，但没有一体地形成的肋124(图1中描绘)。具有环形支撑表面的支撑元件106.1围绕可弹性变形的对准元件部分110.1的周边设置且与其一体地形成，从而得到提供可弹性变形的螺钉凸台的附接元件104.1。图10的实施例的剖视图由图4表示。参照图1-9描述的可弹性变形特征和附接特征同等地适用于图10的实施例。
图11描绘了备选的第一部件100.2，其具有对准构件102.2、附接元件104.2和可弹性变形的对准元件部分110.2，其类似于具有结合图10描述的类似的基本附图标记的名称类似的元件，但具有多个狭槽310，狭槽310在相对于附接元件104.2的中心轴线122(参见图9中的附图标记122)的轴向方向上形成于可弹性变形的对准元件部分110.2中。具有狭槽310的可弹性变形的对准元件部分110.2在本文中也称为分段管。在图11的实施例中，狭槽310用来减小可弹性变形的对准元件部分110.2的壁的刚度，可以设想，在组装期间，当可弹性变形的对准元件部分110.2与第二部件200的对准孔口204干涉地、可变形地且匹配地接合时，壁的刚度的减小会通过允许狭槽310的间隙至少部分地闭合而减小可弹性变形的对准元件部分110.2的波纹(参照图8)的程度，因为每个区段将由于干涉配合条件而向内倾斜。虽然图11仅描绘了三个狭槽310和相关联的三个区段，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖适合本文所公开的目的的任何数目的狭槽和区段。
图12描绘了备选的第一部件100.3，其具有对准构件102.3、附接元件104.3和可弹性变形的对准元件部分110.3，其类似于具有结合图11描述的类似的基本附图标记的名称类似的元件，但具有多个狭槽320，狭槽320在相对于附接元件104.3的中心轴线122(参见图9的附图标记122)的轴向方向上形成于可弹性变形的对准元件部分110.3和附接部分108.3两者中。带有狭槽320的可弹性变形的对准元件部分110.3和附接部分108.3在本文中也被称为分段管。在图12的实施例中，狭槽320用来减小可弹性变形的对准元件部分110.3和附接部分108.3两者的壁的刚度，可以设想，壁的刚度的减小不仅如上文所讨论那样在可弹性变形的对准元件部分110.3与第二部件200的对准孔口204干涉地、可变形地且匹配地接合时减小可弹性变形的对准元件部分110.3的波纹(参照图8)的程度，而且从附接部分108.3的每个区段提供一定程度的弯曲，以方便组装。虽然图12仅描绘了三个狭槽320和相关联的三个区段，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖适合本文所公开的目的的任何数目的狭槽和区段。
图13描绘了备选的第一部件100.4，其具有对准构件102.4、附接元件104.4和可弹性变形的对准元件部分110.4，其类似于具有结合图10描述的类似的基本附图标记的名称类似的元件，但具有形成于可弹性变形的对准元件部分110.4中的多个凸角330。凸角330相对于附接元件104.1的中心轴线122(参见图9的附图标记122)以在共同待审的专利申请中充分描述的方式和功能向外延伸，该申请具有序列号13/945,231，提交于2013年7月18日，并且以引用方式全文并入本文中。在图13的实施例中，凸角330用来减小与相关联的对准孔口204接触的表面的量，并且赋予带凸角的管110.4空间以变形到带凸角的管110.4和相关联的对准孔口204之间的间隙中，而不使带凸角的管110.4的壁塌缩到其自身内，从而如上文所讨论那样在可弹性变形的对准元件部分110.4与第二部件200的对准孔口204干涉地、可变形地且匹配地接合时减少可弹性变形的对准元件部分110.4的波纹(参照图8)的程度。虽然图13仅描绘了三个凸角330，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖适合本文所公开的目的的任何数目的凸角。
重新共同地参照图1和图5，第一部件100和第二部件200可包括不仅第一附接元件104和第一对准孔口204，而且还可包括第二附接元件404和第二对准孔口504，第二附接元件404具有类似于上文结合第一附接元件104所描述那些的特征，例如，第二可弹性变形的对准元件部分410，第二对准孔口504具有类似于上文结合第一对准孔口204所描述那些的特征，例如，第二倒角508，其中，第二可弹性变形的对准元件部分410被构造和设置成以此前所述方式与第二对准孔口504干涉地、可变形地且匹配地接合。在图5中，在第一附接元件104的中心轴线122和第二附接元件404的中心轴线422之间的距离被标以“L1”(在本文中也被称为第一限定距离)，并且在第一对准孔口204的中心222和第二对准孔口504的中心522之间的距离被标以“L2”(在本文中也被称为第二限定距离)。
虽然图1和图5仅描绘了两个附接元件104、404和两个对准孔口204、504，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖三个、四个或更多个附接元件和对准孔口。在具有三个附接元件和三个对准孔口的实施例中，在第一部件100和第二部件200之间的相对旋转可被消除。
第一弹性均化布置包括弹性均化系统10，其中L1=L2，并且其中第一可弹性变形的对准元件部分110和第二可弹性变形的对准元件部分410中的每一个相对于其相应的第一对准孔口204和第二对准孔口504略微尺寸过大，从而在第一可弹性变形的对准元件部分110和第二可弹性变形的对准元件部分410与其相应的第一对准孔口204和第二对准孔口504以本文所述方式干涉地、可变形地且匹配地接合时造成第一可弹性变形的对准元件部分110和第二可弹性变形的对准元件部分410的弹性均化变形。
第二弹性均化布置包括弹性均化系统10，其中L1>L2或L1<L2，并且同样地，第一可弹性变形的对准元件部分110和第二可弹性变形的对准元件部分410中的每一个相对于其相应的第一对准孔口204和第二对准孔口504略微尺寸过大。在该第二情形中，不仅第一可弹性变形的对准元件部分110和第二可弹性变形的对准元件部分410在它们与其相应的第一对准孔口204和第二对准孔口504以本文所述方式干涉地、可变形地且匹配地接合时经受弹性均化的变形，而且它们也由于在L1和L2之间的失配而经受弯曲应力。通过将如图1中所描绘的与肋124互连的附接元件104、404中的每一个(本文中称之为加强的附接元件)替换成如图12中所描绘的不存在任何互连的肋的带狭槽的附接元件104.3(本文中称之为无加强的附接元件)，可由于狭槽320的存在而实现在附接元件中较低的弯曲应力。由上可知，应当理解，利用成对采用的诸如图10-17中所描绘的那些的无肋螺钉凸台104、106的本发明的实施例(其中L1≠L2)在第一部件100和第二部件200的组装期间将经受轻微的弯曲应力。
虽然图1-13描绘了与附接元件104一体地形成的支撑元件106，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且也涵盖其中附接元件104和支撑元件106彼此分离的布置，现在将参照图14-17讨论这种情况，其中，图14描绘了备选的第一部件100.5的等轴透视图，其具有由多个支撑元件106.5围绕的附接元件104.5，图15描绘了图14的第一部件100.5的侧面12的前平面图，图16描绘了穿过图15中描绘的切割线16-16的第一部件100.5的剖视图，并且图17描绘了相对于配合的第二部件200.5(以点划线方式描绘)处于部分组装状态的图16的剖视图，其中虚线表示第一部件100.5的组件的未变形状态，并且实线表示第一部件100.5的组件的弹性变形状态(为图示目的而夸大)。图17中的交叉影线为清楚起见而被省略。
如图所示，附接元件104.5与每个支撑元件106.5分离，而附接元件104.5和支撑元件106.5与第一对准构件102.5一体地形成。虽然图14和图15描绘了具有梯形形状的四个等间距的支撑元件106.5，但应当理解，本发明的范围不限于此，并且涵盖任何数目、布置方式和形状的支撑元件106.5。
如图16中所描绘的，附接元件104.5包括可弹性变形的对准元件部分110.5、附接部分108.5和过渡部分116.5，它们均具有如上所述的特征和功能。如图17中所描绘的，并且考虑到附接元件104.5与每个支撑元件106.5分离，当可弹性变形的对准元件部分110.5与配合的第二部件200.5的略微失准的对准孔口204.5干涉地、可变形地且匹配地接合时，附接元件104.5和更具体地附接部分108.5被允许以弯曲模式弹性变形。如本文所讨论的，倒角208.5有助于可弹性变形的对准元件部分110.5向对准孔口204.5内的引入。在一个实施例中，可弹性变形的对准元件部分110.5的外径略大于对准孔口204.5的内径，如图6中所描绘的，这导致可弹性变形的对准元件部分110.5在与对准孔口204.5接合时的弹性均化的变形，如图8中所描绘的。相应地，一个实施例包括构造成提供弹性均化的对准系统10的附接元件104.5，其中，附接元件104.5以压缩模式和弯曲模式两者弹性变形，其中L1和L2可以不相等。
虽然在本文中已结合其它一些特征描述和示出了某些特征，但应当理解，一些特征可被互换和/或替代和/或与其它特征结合，同时保持与本文的公开内容一致并且不脱离本发明的范围。例如，图16中所描绘的附接元件104.5或其部分可包括如图11和图12所描绘的狭槽310、320。在本文所公开的本发明的范围内，可设想和考虑所有这样的组合。
鉴于所有上述情况，并且现在参照图18，应当理解，本发明的实施例还包括车辆40，车辆40具有主体42和与主体42一体地布置的如本文所公开的弹性均化对准系统10。在图18的实施例中，描绘了形成车辆40的前格栅的至少一部分的弹性均化对准系统10。然而，可以设想，本文所公开的弹性均化的对准系统10可与车辆40的其它结构特征例如内饰一起使用。
虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变并且可以用等同物替代本发明的要素。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，并非意图将本发明局限于本发明所公开的具体实施例，相反，本发明将包括属于本申请范围内的所有实施例。
Claims (10)
1. 一种弹性均化对准系统，包括：
第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分；
第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表面；
其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地且匹配地接合所述对准孔口；
其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且
其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
2. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，还包括：
紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件。
3. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在四个在平面上正交的方向上对准。
4. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件中心轴线的圆形轴向横截面。
5. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线包含至少三个向外取向的凸角的轴向横截面。
6. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线的圆形轴向横截面。
7. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的至少一个狭槽。
8. 根据权利要求7所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述附接部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的至少一个狭槽。
9. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中：
所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的多于一个狭槽。
10. 一种车辆，包括：
车身；以及
弹性均化的对准系统，其与所述车身一体地布置，所述弹性均化的对准系统包括：
第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分；
第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表面；
紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件；
其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合所述对准孔口；
其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且
其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
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