CN105299021B - 固定锚 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及用于将组件或零件锚定到刚性元件如发动机机体或者锚定到转而固定至刚性元件的中间元件如安装在发动机机体上的中间销的设备。根据本发明的锚由能够由冲压和穿孔的金属片零件制成的结构组成，从而导致廉价和易于加工的组件。基于冲压和穿孔的金属片零件的特定构形表现出高刚性，且特别适于锚定重组件。本发明的固定锚适用于所述组件或零件的螺栓接合。
Description
技术领域
本发明涉及用于将组件或零件锚定至刚性元件(诸如，发动机机体)的设备，或者锚定到转而固定至刚性元件的中间元件(诸如，安装在发动机机体上的中间销)。
根据本发明的锚由能够由冲压和穿孔的金属片零件制成的结构组成，从而导致廉价和易于加工的组件。基于冲压和穿孔的金属片零件的特定构形表现出高刚性，且得到的锚特别适于锚定重组件。
本发明的固定锚适于所述组件或零件的螺栓接合。
背景技术
将零件或组件固牢到内燃发动机的任何刚性元件或固牢到转而固定在刚性元件上的中间元件需要合适的锚定系统。
特别地，所述系统允许将组件诸如EGR(排气再循环)系统的热交换器固牢到刚性组件诸如发动机机体，或者固牢到中间组件诸如中间销。
通过螺栓接合获得适于锚定所述组件的锚，这需要用于容纳允许所述接合的紧固件的壳体。如果被固定的组件较重，则所述螺栓接合允许有合适的支承物。
提供壳体作为螺栓接合中的紧固件的导向支承件的已知方法是制造成与通过模制或铸造技术固牢的组件的整体部分相同。该锚定系统制造技术的缺点是由于元件通过铸造获得，故其沉重且具有高制造成本。在许多情况下，通孔或腔体的存在涉及核心的使用以及移动模具中的零件，从而使制造更加昂贵。
用于组件的锚还能够通过角钩型支承件来获得。所述支承件能够通过冲压以一体方式获得并允许两个组件的螺栓接合仅用作一个支承件。所述支承件的缺点是其低刚性，所以其不适于固牢重组件。
根据本发明的用于螺栓接合的导向支承件适用于锚定任何组件并防止前述方案中存在的问题。
发明内容
第一发明方面提供一种用于螺栓接合的固定锚，其适于固牢在支承表面上，即适于将至少一个设备或设备装配件固牢到发动机机体或安装在内燃发动机的发动机机体上的中间组件。根据该第一发明方面的固定锚包含：
弯曲和穿孔的金属片基底，其根据具有通过焊接同样接合至支承表面的接合表面的第一纵向段进行配置；
从第一纵向段的一端延长的第一端凸缘和从所述第一纵向段的相反端延长的第二端凸缘，其中两个凸缘被布置成横贯第一纵向段且基本平行于彼此，且其中两个端凸缘包含孔，使得在两个孔的中心之间延伸的直线确立纵向方向X-X’，其中适用于所述锚的螺丝紧固件在纵向方向X-X’上延伸；
弯曲和穿孔的金属片压缩零件，其根据具有圆柱面扇形的段进行配置，其中该压缩零件的转向轴线平行于方向X-X’且具有圆柱面扇形的所述段从第一端凸缘纵向延伸到第二端凸缘；以及
包含处于该压缩零件的每个纵向端的力传递(transmission)表面，其中一个力传递表面与基底的第一端凸缘接触，而另一个力传递表面与基底的第二端凸缘接触，
其中基底和压缩零件至少在彼此接触的基底的端凸缘的表面和压缩零件的力传递表面之间通过焊接接合。
根据本发明的固定锚具有由两个部分形成的结构，需要简单的制造工艺和工具。除了由锚构造产生的锚的较大鲁棒性之外，该锚构造还具有较低的制造成本的优点。
锚的第一部分是由弯曲和穿孔的金属片制成的基底，该基底借助于任何接合技术(优选为铜焊)与将要锚定的组件接合。
所述金属片基底由优选通过焊接直接连接到将要锚定的元件的第一纵向段形成。在优选实施例中，该第一纵向段沿着纵向方向X-X’延伸，虽然根据其他实施例，其能够具有允许同样接合在作为不一定平坦的支承件的刚性元件表面上的台阶(step)、弯管甚至斜段。
基底还包括横贯于第一纵向段的两个凸缘，这两个凸缘进而具有孔，在这些孔之间容纳有允许锚定在刚性元件上的组件的螺栓接合的紧固件。这些凸缘在优选实施例中将被描述为基本垂直于第一纵向段，虽然其他示例也是可能的，其中凸缘表现出相对于垂直方向的特定倾斜度以适应紧固件相对于根据本发明的锚接合到的表面的取向。
锚的该第一部分和基底也能够通过任何接合技术(诸如，焊接)来接合，两者都连接到发动机机体和任何中间元件，该中间元件接合到所述发动机机体并且将在附近接收设备或设备装配件。
虽然锚包含允许将其接合到待接合的任何设备主体的构形，但考虑到将其接合到所述设备比必须将其附接到机体或任何中间系统更容易，其优选位于待锚定的设备或设备装配件上。
锚的第二部分是也使用弯曲和穿孔的金属片制成的压缩零件，当螺栓接合将一个或多个组件锚定到刚性元件时，该压缩零件通过力传递表面接收由金属片基底的凸缘向其转移的力。
压缩零件被配置为使得其包含具有圆柱面扇形的段，圆柱面扇形以其最广泛的意义来理解，即由沿由准线(directrix)限定的方向移位的母线(generatrix)限定的扇形。在下面将描述的实施例中，母线是180°的圆弧，且准线是由在凸缘的孔的中心之间确立的纵向方向X-X’限定的直线。
除了具有负责吸收压缩力的圆柱面扇形的这一段之外，本发明还具有相应的力传递表面，当螺栓穿过这些孔并且例如利用螺帽螺栓对形成固定时，该力传递表面用于接收由螺栓施加的压缩力。
在大部分实施例中，力传递表面被定位为使得它们接触彼此面对布置的基底的凸缘的表面。力传递表面垂直于螺栓或紧固件压紧方向，且因此适于在压缩作用下工作。
根据其他实施例，力传递表面平行于螺栓压紧方向且因此平行于两个表面之间的接合件/接头；当其经受由于螺栓或紧固件的行为而产生的力时，该力主要是剪切力。尽管如上所述，一旦力从接头处转移到压缩零件，在除了接合区域的区域中，所述零件具有应力状态，本质上具有沿纵向方向的压缩应力状态。
根据另一些实施例，该圆柱面扇形根据具有直延伸部的母线曲线而产生，从而生成增加刚性并促进例如在制造期间在基底和压缩零件之间导向和定位的裙缘。
通过焊接且优选通过铜焊将两个零件彼此至少接合在与金属片基底的端凸缘接触的力传递表面上。这两个零件即基底和压缩零件的结合产生允许由螺栓施加的压缩且同时沿着与螺栓的方向一致的方向X-X’和横向方向提供稳定对抗力的中空主体。该刚性在存在振动的环境中是重要的，因为被支承的元件是具有高惯性质量的元件。
压缩零件吸收由紧固件或螺栓产生的压缩力的重要性已经在所述零件的说明中进行描述，因为这些力主要导致该压缩零件中的高应力状态。然而，由于通过所述锚而锚定的设备经受加速和振动两者，由该设备的惯性效应施加的力也是重要的。这些力不一定沿紧固件的方向施加，而是能够沿任何方向施加。
由在彼此垂直的方向上的两个弯曲部分形成的产生中空体积的锚结构提供在任何方向上给予高刚性的主体。该刚性并非由于每个组件的金属片的厚度造成，而是在垂直方向上的两个弯曲主体的组合导致的，这种组合使得它们中的每一个根据应力产生的方向沿不同方向提供刚性。不管产生外部应力或外力的方向如何，这都导致高刚性。
在特定示例中，一种设备装配件包含根据第一发明方面的一个或多个固定锚，其中所述固定锚在发动机机体或任何中间元件上的固定有利地更容易且更具鲁棒性，并且接头处具有更大的刚性。这进而允许依次正确地固定重设备装配件。
当使用铜焊时，在待锚定的设备中提供一个自由表面足以能够合并根据本发明的锚。
附图说明
参考附图，基于通过说明性和非限制性的示例提供的优选实施例的以下具体实施方式，将更清楚地理解本发明的前述和其它特征以及优点。
图1示出已经装配的固定锚的第一实施例的透视图。
图2示出包含前图的固定锚的实施例的零件的分解图。
图3示出已经装配的固定锚的另一实施例的透视图。
图4示出包含前图的固定锚的实施例的零件的分解图。
图5示出已经装配的固定锚的另一实施例的透视图。
图6示出包含前图的固定锚的实施例的零件的分解图。
图7示出已经装配的固定锚的另一实施例的透视图。
图8示出包含前图的固定锚的实施例的零件的分解图。
具体实施方式
根据第一发明方面，本发明涉及适用于固牢在支承表面上的螺栓接合的固定锚设备，其允许将至少一个设备固牢到发动机机体或到转而固定到所述发动机机体的中间元件。
从属权利要求限定本发明的优选实施例。在包括独立权利要求、从属权利要求、说明书和附图的本说明书中描述的所有特征能够在任何组合中结合，除了这种相互排斥特征的组合。
图1示出锚的实施例的透视图，而图2示出包含在根据图1示出的示例的所述锚中的零件的分解图。
在该特定示例中，固定锚包含彼此接合的两个主要部分。第一主要部分是包含第一纵向段(1.1)的弯曲和穿孔的金属片基底(1)。
第一端凸缘(1.2)和第二端凸缘(1.3)作为第一纵向段(1.1)的两端的延长部而沿基本垂直于纵向方向X-X’的方向延伸。一旦建立螺栓接合，所述第一和第二端凸缘(1.2、1.3)将接收螺栓压紧力，且该压紧转而在锚的其它部分上导致压缩力的产生。
另外，第一端凸缘(1.2)和第二端凸缘(1.3)包含容纳螺栓接合件的螺栓或紧固件的孔(1.2.1、1.3.1)。所述孔是在两个端凸缘(1.2、1.3)中的通孔且允许螺丝紧固件通过。孔(1.2.1、1.3.1)之间的中心限定纵向方向X-X’。螺丝紧固件沿着该方向X-X’延伸，并且在该实施例中，第一纵向段(1.1)沿着同一纵向方向X-X’延伸。
在该特定示例中，端凸缘(1.2、1.3)包含具有半圆形构形的末端。这有利于装配所述锚，因为该半圆形构形容易适配另一零件(即压缩零件(2))的半圆形部分。
另一方面，第一纵向段(1.1)具有允许通过任何接合技术(优选为铜焊)将所述锚接合到待锚定的设备或设备装配件的接合表面(1.4)。
如图1和图2所示，在该特定示例中，接合表面(1.4)是第一纵向段(1.1)的突出区域，特别地通过沿纵向方向X-X’的间隔开的双台阶来配置。这有利地允许所述锚适配其将连接到的设备的形状，从而所述接合更具鲁棒性。
第二主要部分是弯曲和穿孔的金属片压缩零件(2)。考虑到其较简单且比较便宜，就制造而言，这带来优点。
压缩零件(2)根据具有圆柱面扇形(2.1)的段被配置，其准线沿纵向方向X-X’延伸。所述圆柱面扇形在两个端凸缘(1.2、1.3)之间延伸。
压缩零件(2)进而在每一端包含力传递表面(2.2、2.3)，在该实施例和下面两个实施例中，该力传递表面(2.2、2.3)适于在压缩作用下工作。这些力传递表面(2.2、2.3)位于压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段的每个纵向端处，使得它们接触基底(1)。在该实施例中，所述力传递表面(2.2、2.3)中的每一个被支承在端凸缘(1.2、1.3)的内面上，即面向彼此的面。因而，由螺栓接合件中的紧固件或螺栓施加的压缩力被端凸缘(1.2、1.3)接收且传递到力传递表面(2.2、2.3)。该压缩力由具有圆形截面的圆柱面扇形(2.1)支承，这响应于压缩力表现出对抗屈曲的高稳定性。
另外，在该特定示例中，压缩零件(2)包含在具有圆形截面的圆柱面扇形(2.1)的每一侧上的裙缘(2.4、2.5)。在该特定情况下，裙缘(2.4、2.5)能够被解释为在具有圆形截面的圆柱面扇形(2.1)的两侧上的延长部，或者为圆柱面扇形(2.1)的一部分，从而利用术语“圆柱面”的最广泛解释，其中母线由在两端处通过相应的直线段延长的180°弧形成。具有180°弧的段产生具有圆形截面的圆柱面扇形(2.1)，且直线段产生裙缘(2.4、2.5)。在该特定情况下，当力传递表面(2.2、2.3)通过焊接接合到基底(1)时，它们延伸到具有圆形截面的圆柱面段(2.1)并延伸到直线段。
一旦锚已经装配好，裙缘的高度将小于锚的总高度。因而，裙缘(2.4、2.5)并未完全覆盖端凸缘(1.2、1.3)的长度。然而，所述裙缘(2.4、2.5)横向适配于端凸缘(1.2、1.3)中的一者或两者，如图1和图2所示。通过在基底(1)和压缩零件(2)之间提供较大的接触区域以便在制造期间接合裙缘并用于允许更好地定位的导向，这有利地促进装配所述锚。
通过焊接且优选通过铜焊将基底(1)和压缩零件(2)至少接合在与压缩零件(2)的压缩表面(2.2、2.3)接触的基底(1)的端凸缘(1.2、1.3)的表面上。这有利地允许两个零件之间的强接合，从而支承施加在螺栓接头上的力。
在该特定示例中，裙缘(2.4、2.5)的末端也被焊接到端凸缘(1.2、1.3)的侧端，从而增加装配件的刚性。
图3和图4示出本发明的另一个特定示例。所述特定示例共享在图1和图2中示出的示例中解释的特征，除了裙缘(2.4、2.5)的构形之外。
在该特定示例中，裙缘(2.4、2.5)的周边具有与基底的构形一致的构形，从而闭合基底(1)与压缩零件(2)之间的体积。
因而，在第一实施例中在形成锚的两个零件之间示出的窗口不存在。考虑到基底(1)和压缩零件(2)的周边一致，这有利地允许在两个部分之间具有较大的焊接区域。这额外允许用于装配的两个零件的更好定位以及对抗沿纵向方向X-X’施加到锚上的力的装配件的较大刚性。这种力的重要来源是由于振动产生的力。
如在先前的示例中所示，由螺栓接合产生的压缩力被从端凸缘(1.2、1.3)传递到与它们接触的力传递表面(2.2、2.3)。这些力是作用于所述表面(2.2、2.3)上的压缩力。因而，如在先前的示例中所示，裙缘(2.4、2.5)有助于对抗压缩力的锚的刚性。
图5和图6示出另一个特定示例，其与第一示例具有相同的基底(1)的构形，但不具有相同的压缩零件(2)的构形。
在该特定示例中，压缩零件(2)具有包含裙缘(2.4、2.5)的圆柱面扇形(2.1)，所述裙缘(2.4、2.5)被配置为在所述圆柱面扇形(2.1)的两侧上的延长部。
裙缘(2.4、2.5)的末端进而包含平行于基底(1)的端凸缘(1.2、1.3)的弯曲延长部。被弯曲以便面对彼此的所述延长部分包含压缩表面(2.2、2.3)。压缩表面(2.2、2.3)与端凸缘(1.2、1.3)接触。
因而，在该特定示例中，由螺栓接合产生的一部分压缩力被从端凸缘(1.2、1.3)的内面传递到裙缘(2.4、2.5)的压缩表面(2.2、2.3)，并且还被支承在圆柱面扇形(2.1)中，如在先前的示例中所示。
压缩表面(2.2、2.3)和端凸缘(1.2、1.3)的内面之间的接触允许通过焊接(优选为铜焊)将它们接合在一起，用于装配所述锚的基底(1)和压缩零件(2)。
允许接合两部分的焊接还传递由螺栓接合产生的剪切力。
附加地，该实施例的裙缘(2.4、2.5)不包含与基底的构形一致的周边，从而如在第二特定示例中那样闭合基底(1)和压缩零件(2)之间的体积。这减小了零件之间可能的焊接区域。然而，根据另一些实施例，一部分裙缘(2.4、2.5)能够被延伸被以与基底零件(1)的结构一致。
在该特定示例中，圆柱面扇形(2.1)在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应端凸缘(1.2、1.3)的末端的周边上。这有利地允许锚的基底(1)和压缩零件(2)的更好定位，用于实现所述锚在执行最终焊接之前的更简单装配。因而，支承延长部(2.6)的内面被支承在端凸缘(1.2、1.3)的周边上，这允许通过焊接(优选为铜焊)将它们接合在一起。在该特定示例中，通过焊接接合支承延长部(2.6)和凸缘(1.2、1.3)产生在剪切作用下工作的力传递表面(2.2、2.3)。
图7和图8示出另一个实施例，其中压缩零件(2)在两端处具有支承延长部(2.6)。该支承延长部(2.6)接触形成力传递表面(2.2、2.3)的端凸缘(1.2、1.3)的周边，该力传递表面(2.2、2.3)在剪切作用下工作。支承延长部(2.6)还沿其裙缘(2.4、2.5)延伸，从而增加与凸缘(1.2、1.3)的周边接触。在该实施例中，当锚通过螺栓或紧固件经受压缩时，基底(1)和压缩零件(2)之间的接头作为一个整体在剪切作用下工作。
Claims (27)
1.一种适用于固牢在支承表面上的螺栓接合的固定锚，其包含：
弯曲和穿孔的金属片基底(1)，其根据第一纵向段(1.1)、第一端凸缘(1.2)和第二端凸缘(1.3)进行配置，
所述第一纵向段(1.1)具有通过焊接同样接合至所述支承表面的接合表面(1.4)，
所述第一端凸缘(1.2)从所述第一纵向段(1.1)的一端延长并且所述第二端凸缘(1.3)从所述第一纵向段(1.1)的相反端延长，其中两个端凸缘(1.2、1.3)被布置成横贯所述第一纵向段(1.1)且基本平行于彼此，且其中两个端凸缘(1.2、1.3)包含孔(1.2.1、1.3.1)，使得在两个孔的中心之间延伸的直线确立纵向方向(X-X’)，其中适用于所述锚的螺丝紧固件在所述纵向方向(X-X’)上延伸；
弯曲和穿孔的金属片压缩零件(2)，
所述压缩零件(2)根据具有圆柱面扇形(2.1)的段进行配置，其中所述压缩零件(2)的转向轴线平行于所述纵向方向(X-X’)且具有圆柱面扇形(2.1)的所述段从所述第一端凸缘(1.2)纵向延伸到所述第二端凸缘(1.3)；以及
所述压缩零件(2)包含处于所述压缩零件(2)的每个纵向端的力传递表面(2.2、2.3)，其中一个力传递表面(2.2)与所述基底(1)的所述第一端凸缘(1.2)接触，而另一个力传递表面(2.3)与所述基底(1)的所述第二端凸缘(1.3)接触，
其中所述基底(1)和所述压缩零件(2)至少在彼此接触的所述基底(1)的所述端凸缘(1.2、1.3)的表面和所述压缩零件(2)的所述力传递表面(2.2、2.3)之间通过焊接接合。
2.根据权利要求1所述的锚，其中所述力传递表面(2.2、2.3)是适于在压缩作用下工作的表面，使得一个力传递表面(2.2)位于朝向所述基底(1)的所述第一端凸缘(1.2)取向的面中，而且另一个力传递表面(2.3)位于朝向所述第二端凸缘(1.3)取向的相反端处。
3.根据权利要求1所述的锚，其中所述接合表面(1.4)是所述第一纵向段(1.1)的突出区域。
4.根据权利要求2所述的锚，其中所述接合表面(1.4)是所述第一纵向段(1.1)的突出区域。
5.根据权利要求3所述的锚，其中所述突出区域借助于沿所述纵向方向(X-X’)的间隔双台阶来配置。
6.根据权利要求4所述的锚，其中所述突出区域借助于沿所述纵向方向(X-X’)的间隔双台阶来配置。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的锚，其中所述第一端凸缘(1.2)的末端、所述第二端凸缘(1.3)的末端或两者具有半圆形构形。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在两侧上延长到相应的裙缘(2.4、2.5)内。
9.根据权利要求7所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在两侧上延长到相应的裙缘(2.4、2.5)内。
10.根据权利要求8所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)的周边具有与所述基底(1)的构形一致的构形，从而封闭所述基底(1)与所述压缩零件(2)之间的体积。
11.根据权利要求9所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)的周边具有与所述基底(1)的构形一致的构形，从而封闭所述基底(1)与所述压缩零件(2)之间的体积。
12.根据权利要求8所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)横向适配于所述第一端凸缘(1.2)、所述第二端凸缘(1.3)或两者。
13.根据权利要求9、10或11所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)横向适配于所述第一端凸缘(1.2)、所述第二端凸缘(1.3)或两者。
14.根据权利要求2所述的锚，其中适于在压缩作用下工作的所述力传递表面(2.2、2.3)位于所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段的每个纵向端处。
15.根据权利要求8所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)的末端包含平行于所述端凸缘(1.2、1.3)的弯曲延长部，且其中适于在压缩作用下工作的所述力传递表面(2.2、2.3)位于与所述端凸缘(1.2、1.3)接触的所述弯曲延长部的表面上。
16.根据权利要求9所述的锚，其中所述裙缘(2.4、2.5)的末端包含平行于所述端凸缘(1.2、1.3)的弯曲延长部，且其中适于在压缩作用下工作的所述力传递表面(2.2、2.3)位于与所述端凸缘(1.2、1.3)接触的所述弯曲延长部的表面上。
17.根据权利要求1-6中任一项所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
18.根据权利要求7所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
19.根据权利要求8所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
20.根据权利要求9-12中任一项所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
21.根据权利要求13所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
22.根据权利要求14、15或16所述的锚，其中所述压缩零件(2)的具有圆柱面扇形(2.1)的所述段在其每一端处具有支承延长部(2.6)，其中每个支承延长部(2.6)适于被支承在相应的端凸缘(1.2、1.3)的末端上。
23.根据权利要求17所述的锚，其中所述支承延长部(2.6)至少部分是所述力传递表面(2.2、2.3)。
24.根据权利要求18、19或21所述的锚，其中所述支承延长部(2.6)至少部分是所述力传递表面(2.2、2.3)。
25.根据权利要求20所述的锚，其中所述支承延长部(2.6)至少部分是所述力传递表面(2.2、2.3)。
26.根据权利要求22所述的锚，其中所述支承延长部(2.6)至少部分是所述力传递表面(2.2、2.3)。
27.一种设备装配件，其包含一个或多个根据任一前述权利要求所述的锚。
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