CN105593537B - 用于连接部件的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装置，该装置用于通过螺钉(14)和围绕所述螺钉的螺旋弹簧(20)将具有螺纹孔(18)的第一部件(10)与第二部件(12)连接，该螺旋弹簧穿过所述第二部件(12)并且与该部件的螺纹结构(24)接合，使得该螺旋弹簧的位于这两个部件之间的部分形成具有可调整的轴向尺寸的间隔件，其特征在于，所述第二部件(12)具有罐形凹口(22)，该凹口接收所述螺旋弹簧(20)的一部分并且该凹口的底部形成所述螺纹结构(24)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过螺钉和围绕该螺钉的螺旋弹簧将具有螺纹孔的第一部件与第二部件连接的装置，螺旋弹簧穿过第二部件并且与该部件的螺纹结构接合，使得螺旋弹簧的位于这两个部件之间的部分形成具有可调整的轴向尺寸的间隔件。
背景技术
借助这样的装置，通过将以相互间隔的方式布置的两个部件在它们之间夹设有间隔件的情况下夹紧在一起，而可以稳固地连接这两个部件。然后，间隔件允许抵消这两个部件之间的间隔中的容差。
当在螺钉和螺旋弹簧之间存在合适的摩擦接触时，能够实现在螺钉被拧入时螺旋弹簧被夹带进行旋转运动，使得该弹簧改变其相对于螺纹结构的轴向位置，直到弹簧的端部接合第一部件并且由此自动地抵消容差。当螺钉被进一步旋拧到第一部件的螺纹孔中时，摩擦接触允许螺钉在螺旋弹簧中滑动，从而使得弹簧保持其位置。
US 7 441 980B2公开了一种该类型的装置，其中，在第二部件处的螺纹结构由环形凸缘形成，该环形凸缘在一个点处中断并且以螺旋圈的形状延伸且接合在螺旋弹簧的圈之间。当第二部件是片状金属时，螺纹结构能够直接被冲压在供螺钉插入穿过的孔的边缘中。
当组装这样的装置时，可以首先将螺旋弹簧与螺纹结构接合，并且然后可以将螺钉插入，或者螺旋弹簧已经安置于螺钉上，并且然后在将螺钉旋拧到第一部件的螺纹孔中时，将螺旋弹簧旋拧到螺纹结构中。在该前一种情况下，通常被证明难以将螺钉插入从片状金属突出的螺旋弹簧中。对于窄的组装部位和/或在对连接点的观察受限制的情况下尤其如此。在后一种情况下，通常被证明难以将螺旋弹簧和螺纹结构布置成使得当螺旋弹簧被拧入时螺旋弹簧的端部将被自动地捕捉在螺纹结构中。在已知装置中，通过将金属丝的远离螺旋弹簧形成该螺旋弹簧的最末圈的端部略微弯曲，而使得将弹簧接合在螺纹结构中的布骤变得方便。然而，螺旋弹簧的这种形状难以建立，当螺旋弹簧因机械强度的原因而由硬的弹簧钢制造时尤其难以建立。
DE 10 2012 110 352公开了一种连接装置，其中，通过螺旋弹簧和与该螺旋弹簧螺纹接合的罐形构件形成间隔件。该间隔件然后被夹紧在待被连接的两个部件之间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更容易组装的、在开头段落中示出的类型的装置。
根据本发明，为了实现该目的，所述第二部件具有罐形凹口，该凹口接收所述螺旋弹簧的一部分并且该凹口的底部形成所述螺纹结构。
在如上所述的组装过程的两个变型中，罐形凹口便于将螺旋弹簧和螺钉的端部与螺纹结构对准。另外，当螺旋弹簧被旋拧到螺纹结构中时，凹口引导该螺旋弹簧。尤其是，以这种方式能够避免当弹簧在被捕捉在螺纹结构中时遇到阻力时弹簧侧向弯曲或者位于螺旋弹簧的端部处的最末圈径向向外弯曲。
在组装过程中，当已经将螺旋弹簧安置于螺钉的螺纹轴上时，通过将螺钉的端部移动到片材的表面上直到其陷落在罐形凹口中，能够简单地找到第二部件(片材)中的对应螺钉孔。当首先将螺旋弹簧与螺纹结构接合而不将螺钉插入时，同理适于将螺旋弹簧与螺纹结构对准。根据情况，螺旋弹簧然后可以被拧入成使得其后端完全容纳在凹口中并且不再突出超过片材的表面，从而也便于找到用于螺钉的正确位置。
本发明的另一重要有利之处在于，在最终状态下，螺旋弹簧的至少一部分被接收在罐形凹口中，使得螺旋弹簧和螺钉以较小的程度(或者完全不)突出超过片材的表面。
本发明的有利细节显示在从属权利要求中。
在一个实施方式中，螺纹结构与第二部件形成为一体件。
在另一实施方式中，螺纹结构由分离的盘形构件形成，该分离的盘形构件被插入到罐形凹口中使得盘形构件形成该凹口的底部。任选地，所述盘能够通过胶合或者焊接被紧固到第二部件。
然而，由于盘一方面被支撑在第二部件的形成螺钉孔的边缘的部分处，并且另一方面盘还能够被支撑在螺旋弹簧的受阻挡圈上，因此在许多情况下，仅使盘在罐形凹口中固定而抵抗旋转就已足够。这能够例如通过为凹口提供非圆形内截面并且为盘提供互补轮廓而实现。
另一有用的可行之处是将所述盘卡合紧固在所述第二部件的对应凹部中。
总之，利用与第二部件分离地形成的螺纹结构具有的优点在于：螺纹结构的螺旋凸缘的厚度能够被独立于所述第二部件的片材厚度来选择。这便于或者能够将螺旋弹簧拧入螺纹结构中，在相对厚的片材的情况下尤其如此。因此即使在第二部件不具有罐形凹口的情况下，采用分离的卡合紧固螺纹结构的装置也是有利的。
附图说明
现在将结合附图描述实施方式的示例，在附图中：
图1是根据第一实施方式的连接装置的分解图；
图2至图4是根据图1的连接装置在不同位置的轴向剖视图；
图5和图6是根据另一实施方式的连接装置的轴向剖视图；
图7是根据又一实施方式的连接装置的分解图；
图8是形成螺纹结构的盘的平面图；
图9是沿图8中的线IX-IX剖取的剖视图；
图10是根据图7的连接装置的轴向剖视图；
图11以平面图示出了根据另一实施方式的连接装置；以及
图12是根据另一实施方式的连接装置的若干部分的轴向剖视图。
具体实施方式
图1示出了一种连接装置，该连接装置用于将第一部件10在间隔开的情况下连接到板形第二部件12(例如片状金属)。为此，设置螺钉14，该螺钉14被插入穿过部件12的螺钉孔16并且旋拧到部件10的螺纹孔18中。围绕螺钉14的螺纹轴的螺旋弹簧20用作部件10和12之间的间隔件。螺旋弹簧20例如由具有矩形横截面的弹簧钢丝卷绕而成。
第二部件12的螺钉孔16形成在罐形凹口22的底部处，凹口22浮凸在部件12的片状金属中。在螺钉孔16的周缘处，凹口22的底部形成螺纹结构24，螺纹结构24成形为螺旋凸缘，该螺旋凸缘在一个点处中断并且形成单个螺旋圈。凹口22、螺钉孔16以及螺纹结构24能够在一个或几个步骤中被冲压并且被浮凸在部件10的片状金属中。
在所示的实施方式中，螺旋弹簧20在两个端部处或者至少在面对螺纹结构24的端部处被磨削，使得其端面不遵循螺距，而是以直角向螺旋弹簧的轴线延伸。这也因此使得形成螺旋弹簧的金属丝的最末圈朝向其自由端以楔形形状渐缩。
为了建立部件10和12之间的连接，螺旋弹簧20被插入到凹口22中，凹口22以少许游隙(或者还可以没有游隙)围绕弹簧并且因此提供一定引导。当右旋螺旋弹簧20如在拧入方向上观察时顺时针转动时，最末圈的渐缩的楔形端部在中断部的点处被引入螺纹结构24中，使得螺纹结构的凸缘接合在螺旋体的圈之间。该过程由于弹簧在凹口22中被稳定地引导并且进一步地最末圈的端部(并且还可以是螺纹结构的凸缘的端部)渐缩而变得方便。
当螺旋弹簧20与螺纹结构24接合时，螺钉14将其螺纹轴插入穿过螺旋弹簧20的内部。优选地，在螺钉14的螺纹轴和弹簧20的内表面之间存在一定的摩擦接触。然后，因此当将螺钉14旋拧到螺纹孔18中时，螺旋弹簧20沿旋转方向被夹带，并且由此被进一步旋拧穿过螺纹结构24。这样，螺旋弹簧20的位于凹口22的底部和部件10之间的部分的长度增加，而代价是接收在凹口22中并且至少最初从该凹口突出的部分。
最后，当弹簧20的端部抵接在部件10处时，弹簧的位于部件10和螺纹结构24之间的部分被轴向压缩，使得弹簧的圈彼此阻挡。然后，只要部件12被保持静止，则螺旋弹簧可以不再被进一步旋拧穿过螺纹结构24并且因此可以不再旋转，从而使得螺钉14将独自继续旋转。最后，当螺钉14的头部接合弹簧20的另一端时，弹簧20的位于该头部和螺纹结构24之间的部分也将被压缩到受阻挡状态，使得其压在螺纹结构24上。这样，两个部件10和12以及用作间隔件的螺旋弹簧20被稳固地夹紧在一起。
当两个部件10和12在另一位置已经彼此连接而使得它们从一开始已经具有一定的相互间隔时，螺旋弹簧20将自动适配于该间隔。另一方面，当部件12可相对于部件10移动并且仅被固定而抵抗旋转时，螺旋弹簧20和螺纹结构之间的螺纹接合具有以下效果：部件10和12之间的距离变得更大，并且只要螺旋弹簧20转动则板形部件12将接近螺钉14的头部。通过在预备步骤中将螺旋弹簧20以更大或较大的深度拧入至螺纹结构24中，可以控制部件10和12之间的该相对运动的量。
另一方面，还可以在初始状态下将螺旋弹簧20与部件12分离并且以摩擦的方式保持在螺钉14的螺纹轴上(并且接合该螺钉的头部)。然后，将螺钉14和弹簧20一起插入到凹口22中，并且旋转一方面建立了螺纹结构24和螺旋弹簧20之间的螺纹接合，另一方面建立了螺钉14和螺纹孔18之间的螺纹接合。在这种情形下，具有螺旋的中断凸缘的螺纹结构24允许凹口22的底部在初始状态下直接接合部件10并且然后在弹簧20的旋转过程中远离部件10移动。
螺钉14和螺旋弹簧20之间的摩擦接触可以以不同的方式建立，例如通过略微减小螺旋弹簧的内截面的尺寸，使得在螺钉14的螺纹轴被插入时螺旋弹簧将弹性地膨胀。还可想到在螺钉14的螺纹轴上设置与螺旋弹簧建立摩擦接触的塑料套筒。任选地，可以设置环形弹簧，该环形弹簧在其周缘的一个点处中断并且接合螺旋弹簧的内表面并将向内弯曲的弹簧部件弹性地支撑在螺纹轴的外周缘上，如已在DE 10 2012 110 352A1中类似地示出的那样。
图2示出了在部件10和12具有相对小的间隔使得螺旋弹簧20的仅一匝或两匝存在于部件10和凹口20的底部处的螺纹结构24之间的情况下的连接装置。
在该示例中，螺钉14具有柱形头部，该头部的直径与螺旋弹簧20的外径以及也为柱形的凹口22的内径一致。当将在部件10和12之间将建立较大的间隔时，如图3和图4中所示的，螺钉14的头部因此还可以被插入凹口22中。图4示出了螺钉的头部几乎完全容纳在凹口22中的情况。由于内六角28作为抓持部设置在螺钉14的头部中，因此，螺钉即使在其头部被完全接收在凹口22中并且因此将不再突出超过部件12的表面时也可以被拧紧。
图2至图4中示出的不同构造的建立可以例如是通过将螺钉14仅初始地插入到螺旋弹簧20中使得其仍不接合部件10的螺纹孔。然后，当在防止部件12旋转的情况下螺钉与弹簧20一起旋转时，螺纹结构24将被旋拧穿过螺旋弹簧，并且部件10和12之间的距离将增大。随后，螺钉14被更深地推入，直到其被捕捉在部件10的螺纹孔中。在拧入运动的进一步进行中，在螺钉14被稳固地拧紧之前，螺钉转动固定数量的圈，直到螺钉的头部支撑在被压缩成受阻挡状态的螺旋弹簧上时为止。由于螺旋弹簧20转动相同数量的圈，因此部件10和12之间的轴向间隔在该操作中以预先已知的量改变。
可以将螺旋弹簧20卷绕成使得当该弹簧未被拉紧时其圈已处于受阻挡状态。任选地，还可以将弹簧卷绕成使得其圈在未被拉紧的情况下具有一定的相互间隔，这将进一步便于将螺旋弹簧插入到螺纹结构24中。弹簧的圈然后将仅在旋入运动的进一步进行中，当圈被压缩成位于部件10和螺纹结构24之间的一个部分以及位于螺纹结构24和螺钉14的头部之间的另一部分时，到达受阻挡状态。
在另一实施方式中，还可以使螺钉14的头部的直径比凹口22更大。在图5和图6中示出了一示例。在该情况下，当螺钉被拧紧时，螺钉的头部不能插入凹口中而是将被支撑在部件12的顶表面处。基于部件10和12之间的间隔，螺旋弹簧20的顶端在最终状态下然后将具有距螺钉的头部较小或较大的距离。螺旋弹簧的用作间隔件的下部部分在任何情况下将经受螺纹结构24和部件10之间的压缩力。该方案的一个优点是螺旋弹簧不必在顶端处被研磨。
最后描述的实施方式还具有以下优点：螺钉14的头部突出超出部件10的表面的量始终相同，而与部件之间的距离无关。
在交付的状态下，螺旋弹簧10可以已经被推入到螺钉14的螺纹轴上。而且，任选地，弹簧在该状态下可以已经与螺纹结构24接合，并且弹簧可以呈现一定的轴向位置，该轴向位置确定了当连接已被建立时将最终达到的部件之间的间隔。最后，在交付状态下，还可以使螺旋弹簧已经与螺纹结构24接合并且螺钉已经被插入并通过摩擦接触保持，从而为了建立该连接，仅需要将螺钉14与部件10中的螺纹孔18对准并且拧紧螺钉。
图7示出了根据修改实施方式的连接装置，该连接装置与之前描述的实施方式示例的不同之处在于：螺纹结构24不是在部件12的凹口22的底部中形成为一体件，而是相反地由分离盘30形成，该盘30例如可以通过冲压或浮凸形成并且然后可以被放置到凹口22中。在该情况下，凹口22在其底部处具有向内折卷的边缘32，盘30被支撑在该边缘32上。
盘30在图8中以平面图示出并且在图9中以剖视图示出。盘30在其外周缘处具有扁平环34，该扁平环具有恒定厚度并且在内侧邻接到形成螺纹结构24的螺旋凸缘上。螺纹结构24的高度沿周向方向连续地减小(在图8中以逆时针方向)并且然后在中断部36的点处急剧地增大回至原始值。
图10示出了盘30将其环34搁置在凹口22的底部处的边缘32上的方式。在该示例中，凹口22的周缘壁以略微较大的径向游隙围绕螺旋弹簧20。盘30可以例如通过焊接或胶合而被稳固地连接到凹口22。然而，因为部件10通过凹口的边缘32在盘30的下方延伸，并且在弹簧20的顶端接合螺钉14的头部的情况下盘支撑在弹簧的下端处，如图10所示，因此部件10和12会被稳固地保持在一起，并且即使在盘30仅被松散地放置在凹口中时也被夹紧。然而盘30应被固定而抵抗相对于凹口22旋转。这例如能够通过将盘利用一定张力压到凹口22中来实现。
图11示出了另选实施方式，其中，部件12具有带非圆形(例如多角形内截面)的凹口22'，并且螺纹结构形成在盘30'处，该盘30'被松散地放置在凹口中并且具有与凹口22'的外轮廓互补的外轮廓。在图11中，螺旋弹簧隐藏在螺钉14的柱形头部的后面并且直径与螺钉的头部相同。在该示例中，盘30'的外轮廓是六角形，该六角形的边相对于弹簧的外周缘切向地延伸，从而使得六角形的边引导弹簧。盘仅在六角形的角部中被支撑在凹口22的底部上。
任选地，螺钉14、螺旋弹簧20以及盘30和30'分别可以被作为预安装单元交付，使得在最终组装中节省成本。
图12示出了螺纹结构24被形成在盘30”处的示例，盘30”卡合紧固在板形部件12'的凹部38中，板形部件12'在该情况下不具有凹口。盘30'例如可以由塑料形成，并且可以具有卡爪40，卡爪40横跨凹部38的边缘。
当需要较高的强度时，盘30'还可由金属形成并且可以任选地具有塑料插口，借助该塑料插口将盘30'卡合紧固在凹部38中。
在图12所示的示例中，部件12'具有相对大的厚度。由于部件12'和盘30”的分离构造，形成螺纹结构24的凸缘可以具有显著更小的厚度，从而使得拧入螺旋弹簧的过程不受影响。
Claims (9)
1.一种装置，该装置用于通过螺钉(14)和围绕所述螺钉的螺旋弹簧(20)将具有螺纹孔(18)的第一部件(10)与第二部件(12；12')连接，该螺旋弹簧穿过所述第二部件(12；12')并且与该部件的螺纹结构(24)接合，使得该螺旋弹簧的位于这两个部件之间的部分形成具有可调整的轴向尺寸的间隔件，其特征在于，所述第二部件(12)具有罐形凹口(22)，该凹口接收所述螺旋弹簧(20)的一部分并且该凹口的底部形成所述螺纹结构(24)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述螺纹结构(24)与所述凹口(22)形成为一体件。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述螺钉(14)具有头部，所述头部的最大外径小于所述凹口(22)的最小内径。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述螺旋弹簧(20)支撑在所述凹口(22)的内表面处。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述螺纹结构(24)形成在盘(30；30')处，所述盘与所述第二部件(12)分离地形成。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述凹口(22')具有非圆形内截面，所述盘(30')具有非圆形轮廓。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述盘(30；30')将其外周缘搁置在所述凹口(22；22')的向内突出的边缘(32)上。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，当建立了连接时，所述螺钉(14)将其头部搁置在所述第二部件(12)的位于所述凹口(22)之外的部分上。
9.根据权利要求1的前序部分或者前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述螺纹结构形成在卡合紧固在所述第二部件(12)的凹部(38)中的盘(30”)中。
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