CN109790862A - 公差补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于补偿第一部件和第二部件之间公差的装置的弹簧元件，其特征在于，至少一个弹簧臂沿其纵向具有两个相对的端部，其中至少一个端部距离弹簧元件的纵向中心轴线的距离大于端部之间的弹簧臂的中间段，并且其中至少一个端部形成径向向外突出的角部。

Description

公差补偿装置

技术领域

本发明涉及一种用于补偿将要连接的两个部件之间的公差的装置。

背景技术

此类装置已广为熟知。作为示例，该装置具有可以附接到第一部件的一个基部元件和一个补偿元件，该补偿元件与基部元件通过螺纹接合，并可通过旋转脱离基部元件，与另一部件连接。一个连接装置，例如连接螺栓或螺纹栓，其可插入该基部元件和补偿元件中的通道，用于连接这两个部件。

通过旋转插入的连接装置，可使该补偿元件旋出。为实现必要的扭矩传递，在该补偿元件的通道中设置一个弹簧元件，其一端支撑在该补偿元件上，而另一端则顶住插入通道的连接装置。

到目前为止，利用已知的弹簧元件，扭矩的有效传递仅可达到该弹簧元件的某个最小尺寸。因此，最终限制了该装置的构造尺寸。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种制作简单且廉价，且尺寸特别小的具有弹簧元件的装置。

通过具有权项1特征的装置——特别是通过具有至少一个弹簧臂的弹簧元件实现该目的，该弹簧臂在其纵向上具有两个相对的端部，其中至少一个端部与弹簧元件纵向中心轴线的距离大于两个端部之间的弹簧臂的中间段，且在其中至少一个端部形成径向向外突出的一个角部。

本发明基于以下发现：通过使用具有至少一个弹簧臂的弹簧元件，其至少一个端部与弹簧元件的纵向中心轴线的距离大于两个端部之间的中间段，则可更有效地实现从连接装置到补偿元件的扭矩传递。该装置还具有其他优势，即弹簧元件可更容易地缩放到不同的尺寸——特别是可将其制作得更为紧凑。此外，由于该端部和中间段之间相对于该纵向中心轴线的距离不同，因此，该连接装置可更轻松地插入弹簧元件中——特别是，弹簧元件不会有损坏风险。

在所附权项、说明书及附图中描述了本发明的有利实施例。

该角部向外突出，当该弹簧元件位于通道中时，利于将该角部推入该补偿元件中。因此，该角部可以“夹紧”在该补偿元件中，使该弹簧元件不可旋转地安装在通道中。

更可取地是，该弹簧元件布置在该补偿元件的通道中，使该弹簧元件的纵向中心轴线和该补偿元件的纵向中心轴线至少大致重合。为了便于将连接装置插入通道中，该弹簧臂最好配有纵向延伸部，其应和纵向中心轴线大致对齐。在本实施例中，该弹簧臂的纵向延伸部大致与该弹簧元件的纵向中心轴线对齐并不意味着该弹簧臂和纵向中心轴线必须精确地彼此平行延伸。反而，该弹簧臂可具有一定的曲率或偏转，其共同决定该弹簧特性，只要该弹簧臂的主纵向延伸部平行于该纵向中心轴线即可。

更可取地是，可围绕该弹簧元件的纵向中心轴线布置多个弹簧臂(最好是至少三个)，且通过连接环使其彼此连接。

裨益在于，在纵向上看，不仅至少一个弹簧臂，而且特别是每个弹簧臂，可以具有两个相对的端部，其中至少一个端部与该纵向中心轴线的距离大于两个端部之间的弹簧臂的中间段。

根据第一实施例，从轴向看，连接环构造位于该弹簧臂未连接的两个端部之间。换言之，每个弹簧臂具有两个相对的、不连接的端部，并且连接环在一定程度上限定在弹簧元件的腰部。

根据第二实施例，每个弹簧臂仅具有一个未连接的端部，并且连接环连接两个相对的、未连接的端部。

根据第三实施例，一个端部和相对的两个端部均通过连接环连接。因此，该弹簧臂在一定程度上对应于两侧支撑的梁，其具有比悬臂梁更小的面积惯性矩。由于面积惯性矩与梁和/或弹簧臂的宽度成正比，并与梁和/或弹簧臂的厚度的立方成正比，因此，根据第三实施例的弹簧元件，可使弹簧的结构更紧凑。

事实上根据第三实施例，弹簧元件无自由端，可有效防止多个单独的弹簧元件的相互缠结——例如，将其置于一个容器中时。换言之，该配置避免了所谓“嵌套”问题。

更可取地是，连接环具有槽，该槽至少大致平行于弹簧元件的纵向中心轴线。该槽最好由两个相邻的弹簧臂限定，其中，在弹簧元件的圆周方向上观察，限定槽的两个弹簧臂可以朝向彼此移动，同时与开槽连接环的弹簧弹力相反，使得连接环形成弹簧环。让限定槽的两个弹簧臂朝向彼此移动有利于弹簧元件插入补偿元件的通道中。

如果该弹簧臂面向槽的至少一个端部具有径向向外突出的角，则利于将弹簧元件安装在通道中并可避免其旋转。特别是，由于开槽连接环的弹簧弹力，径向向外突出的角被压入补偿元件中，使得弹簧元件通过压力配合或正配合与补偿元件啮合。

应理解的是，该弹簧元件也可以具有封闭的连接环——在这种情况下，如前所述，在将该弹簧元件安装在该补偿元件的通道中时，径向外突出的未连接的端部的角可有助于防止旋转。

此外，如果弹簧元件由金属(尤其是弹簧钢，最好是防锈弹簧钢)制成，这对弹簧元件的弹簧性能具有积极影响。

如果弹簧元件由弹簧钢制成，则可在弹簧元件的制造中免除随后的热处理，从而消除弹簧元件的热变形。这方面对于尺寸小的紧凑弹簧元件特别重要，因为这种结构中的热变形特别明显。

此外，当向外突出的角部压入补偿元件时，弹簧钢较高的硬度具有积极效果，特别是当补偿元件由塑料或铝等较软材料制成时。然而，原则上，弹簧元件也可由不同材料制成，例如塑料材料。

所述连接环或每个连接环利于在至少大致垂直于弹簧元件的纵向中心轴线的平面内延伸。即连接环具有连接部，可在弹簧臂之间延伸并位于相同的高度。然而，原则上，在弹簧臂之间延伸的连接部也可位于不同高度——换言之，位于不同的平面——其中，不同的平面可至少大致垂直或倾斜于纵向中心轴线。

本发明还涉及一种用于补偿连接到基部元件的部件之间的公差的装置，该装置具有补偿元件，该补偿元件与基部元件接合，在其中形成用于连接装置的通道，并在补偿元件的通道中设置上述类型的弹簧元件。

附图说明

下面将参考附图，使用可能的实施例，纯粹通过示例方式描述本发明，其中：

图1所示为根据第一实施例的弹簧元件的透视图；

图2所示为根据第二实施例的弹簧元件的透视图；

图3所示为根据第三实施例的弹簧元件的透视图；

图4所示为图3中弹簧元件的侧视图；

图5所示为设置在图3中补偿元件中的弹簧元件的局部透视剖视图；

图6所示为设置在图3中补偿元件中的弹簧元件的俯视图；

图7所示为设置在补偿元件中的弹簧元件的局部剖视图，其中连接装置处于预装配位置，以及

图8所示为设置在补偿元件中的弹簧元件的详细局部剖视图，其中连接装置处于装配位置。

具体实施方式

图1所示为根据第一实施例的弹簧元件10。所示的弹簧元件10具有围绕弹簧元件10的纵向中心轴线A布置的五个弹簧臂12，其中每个弹簧臂12的纵向延伸部至少大致与纵向中心轴线A对齐。

从纵向看，每个弹簧臂12具有两个相对的端部14，弹簧臂12的中间段16位于两个相对的端部14之间。在这种情况下，弹簧臂16的两个端部14比中间段16距离纵向中心轴线A更远。换言之，端部14沿轴向径向向外推动，而中间段16沿纵向中心轴线A的方向径向向内弯曲。

弹簧臂12通过连接环18彼此连接，连接环18被槽20中断。槽20至少大致平行于纵向中心轴线A，并由两个相邻的弹簧臂12限定。此外，连接环18包括连接部22，每个连接部位于两个相邻的弹簧臂12之间。在图1所示的实施例中，连接部22转换到弹簧臂12的中间段16中，而弹簧臂12的端部14没有连接。

弹簧臂12用于限定槽20并面向槽20的端部14在面向槽20的一侧上具有角部24，该角部径向向外突出。图5和图6将详述其功能。应理解的是，不限定槽20的其他弹簧臂12可具有端部14，端部14具有径向向外突出的角部24。

从图1可看出，连接环18在每个弹簧臂的相应端部14之间的中心延伸在一个平面中，该平面至少大致垂直于纵向中心轴线A——即所有连接部22都在同一高度。然而，原则上，连接环18也可位于与纵向中心轴线A保持横向的平面上。此外，连接环18不一定必须在端部14之间的中央；也可以在轴向上有所偏移。

图2示出了弹簧元件10的第二实施例，其与第一实施例的不同之处在于，连接环18并非在中间段16的高度处，而在弹簧元件10的轴向端部上。因此，每个弹簧臂12具有未连接的自由端14和相对的、连接的端部14，该端部通过连接环18连接到相邻的弹簧臂12的端部14。

图3示出了弹簧元件10的第三实施例，其与前述实施例的不同之处在于，存在两个连接环18，其中一个连接环18连接端部14中的一个，另一个连接环18连接弹簧臂12的另一相对的端部14。

下面将参照图5和图6，使用根据第三实施例的弹簧元件10的实施例纯粹地描述径向向外突出、并形成在限定槽20的弹簧臂12上的角部24的功能。应理解的是，根据第一和第二实施例，下文所述也可转移到弹簧元件10。

弹簧元件10在处于预装配状态时——即当弹簧元件10尚未设置在补偿元件28的通道26中时——与补偿元件28的通道26相比，其尺寸过大。如果弹簧元件10插入通道26中，则连接环18被压缩，同时抵抗连接环18的弹力，其中的弹簧臂12限定槽20朝向彼此移动。在补偿元件28的通道26中构造的附件或突起31阻止弹簧元件10被推动通过通道26并从补偿元件28中推出。

当弹簧元件10设置在通道26中时，连接环18的弹力使得径向向外突出的角部24被压入补偿元件28中。当连接装置30(图7)被推过通道26时，这种效果得到进一步加强，从而将限定槽20的弹簧臂12——以及因此在其上形成的角部24-径向向外压出。结果，角部24被进一步压入补偿元件28中。此时，如果通过连接装置30将旋转运动传递到弹簧元件10，则将导致径向向外突出的角部24更深地楔入补偿元件28的通道26中，从而最终实现抗扭矩弹簧元件10相对于补偿元件28的安装，使得连接装置30的旋转运动可以可靠地传递到补偿元件28。

此外，当拉出连接装置30时，压入补偿元件28的弹簧臂12的角部24可防止弹簧元件10在轴向方向上从补偿元件28中滑出。弹簧元件10在一定程度上留在补偿元件28中。因此，在补偿元件28的通道26中相对于连接装置30的连接方向上，不需要对弹簧元件10进行额外的轴向固定。

当连接装置30插入设置在通道26中的弹簧元件10中时，弹簧臂12的端部14与弹簧元件10的纵向中心轴线A的距离大于端部14之间中间段的距离16是有利的。结果，在插入弹簧元件10期间，连接装置30被引导穿过弹簧臂12的中间段16，并且多个弹簧臂12使得连接装置30在补偿元件28的通道26中居中，使得纵向中心轴线A，补偿元件28的纵向中心轴线B和连接装置30的纵向中心轴线C理想地重合。这样可防止弹簧元件10在插入连接装置30时楔入补偿元件28的通道26中遭到损坏。

此外，在连接装置30插入设置在通道26中的弹簧元件10时，施加的力随着穿透深度的增加而逐渐减小，现将参照图7和图8进行说明。在这种情况下，如果以螺钉形式设计的连接装置30尚未很深地插入弹簧元件10时，则连接装置30的轴32与中间段16之间沿纵向中心轴线A的方向弯曲的弹簧元件10的角度α具有最大值。随着连接装置30的插入深度的增加，弹簧臂12被连接装置30的轴32径向向外挤压，使得角度α减小。在插入连接装置30期间，由于沿轴向施加的力与角度α成正比，并且角度α随着连接装置30的穿透深度的增加而减小，因此，沿轴向施加的力也在减小。结果，将连接装置30推过补偿元件28逐渐变得更容易。

上述弹簧元件10为冲压弯曲部件，最好由弹簧钢制成。这种情况下有利的是，如图6所示，在弹簧元件10具有五个弹簧臂12的情况下，两个相邻弹簧臂12之间的内角β可始终大于90°，其中，当弹簧元件10具有更多弹簧臂12时，内角β将更大。因此，在制作弹簧元件10的过程中，不需要过多弯曲弹簧钢，这将有利于弹簧元件10的制作。应理解的是，弹簧元件10也可通过其他方法制作——例如塑料材料的注塑成型。

最后，应注意的是，尽管在所述实施例中示出的每个弹簧元件10都具有五个弹簧臂12，但弹簧臂12的数量也不一定为五个，弹簧元件10可以有多于或少于五个——但最好至少有三个弹簧臂12。此外，沿圆周方向看，弹簧臂12之间的距离不需要等距。而且，弹簧臂12彼此间的距离也可不同。

元件参考编号列表

10 弹簧元件

12 弹簧臂

14 端部

16 中间段

18 连接环

20 槽

22 连接部

24 角部

26 通道

28 补偿元件

30 连接装置

31 突起物

32 轴

α 角

β 内角

A 纵向中心轴

B 纵向中心轴

C 纵向中心轴

Claims (12)

1.一种用于补偿第一部件和第二部件之间公差的装置，具有基部元件，具有补偿元件(28)，在该补偿元件中形成用于连接装置的通道(26)，该通道通过螺纹与基部元件接合，并具有设置在补偿元件(28)的通道(26)中的弹簧元件(10)，特征在于，弹簧元件(10)包括至少一个弹簧臂(12)，在其纵向上看，弹簧臂(12)具有两个相对的端部(14)，其中至少一个端部(14)与弹簧元件(10)的纵向中心轴线(A)的距离大于端部(14)之间的弹簧臂(12)的中间段(16)，并且，其中至少一个端部(14)形成角部(24)，径向向外突出。

2.根据权项1，该装置的特征在于，每个弹簧臂(12)具有纵向延伸部，其中弹簧臂(12)的纵向延伸部和纵向中心轴(A)大致对齐。

3.根据权项1或2，该装置的特征在于，从纵向看，每个弹簧臂(12)具有两个相对的端部(14)，其中至少一个端部(14)与纵向中心轴线(A)的距离大于弹簧臂(12)位于端部(14)之间中间段(16)的距离。

4.根据权项1至3中至少一项，该装置的特征在于，可围绕弹簧元件(10)的纵向中心轴线(A)设置多个弹簧臂(12)(最好至少为三个)，并且通过连接环(18)使这些弹簧臂彼此连接。

5.根据权项4，该装置的特征在于，从轴向看，在弹簧臂(12)未连接的端部(14)之间形成连接环(18)。

6.根据权项4，该装置的特征在于，每个弹簧臂(12)具有未连接的端部(14)和相对的连接的端部(14)，其中连接的端部(14)通过连接环(18)连接。

7.根据权项1至4中至少一项，该装置的特征在于，第一端部(14)和相对的端部(14)分别通过连接环(18)连接。

8.根据前述权项中至少一项，所述装置的特征在于：连接环(18)具有一个槽(20)，该槽至少大致平行于弹簧元件(10)的纵向中心轴线(A)。

9.根据权项8，该装置的特征在于，槽(20)由两个相邻的弹簧臂(12)限定。

10.根据权项8或9所述，该装置的特征在于，弹簧臂(12)面向槽(20)的至少一个端部(14)具有径向向外突出的角部(24)。

11.根据前述权项中至少一项，该装置的特征在于，弹簧元件(10)由金属制成，特别是由弹簧钢制成。

12.根据前述权项中至少一项，该装置的特征在于，连接环(18)在一个平面内延伸，该平面至少大致垂直于纵向中心轴线(A)。