CN110816202B - 用于制冷剂配装件的耐热循环的紧固系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及块配装组件，该块配装组件包括第一块、第二块和紧固件，该第一块具有形成为穿过该第一块的第一紧固件孔口，该第二块具有形成为穿过该第二块且与第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，该紧固件延伸穿过第一紧固件孔口和第二紧固件孔口以将第一块联接至第二块。该块配装组件包括热膨胀顺应性特征，该热膨胀顺应性特征为如下中的至少一者的形式：第二块的限定第二紧固件孔口的内表面包括与第二紧固件孔口的螺纹部分邻近的轴向延伸的非螺纹部分，或者紧固件包括颈状部分，该颈状部分的外径小于紧固件的螺纹部分的螺纹小径。

Description

用于制冷剂配装件的耐热循环的紧固系统
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年8月9日提交的美国临时专利申请序列号No.62/716,619的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过参引并入本文。
技术领域
本发明涉及用于车辆空调系统的块配装组件，并且更特别地，涉及包括紧固件组件的块配装组件，该块配装组件在块配装组件的热循环期间实现紧固件组件的顺应性或灵活性同时保持期望的夹持力。
背景技术
在车辆的组装作业线制造中，期望可以使用动力螺母驱动器而不是使用扭矩扳手来紧固空调系统中的作业线配装件。为此，经常使用花生型或块型配装件，并且使用电动(DC)扭矩工具来组装花生型或块型配装件。
诸如R12、R134a、R1234F和R744(CO2)之类的各种制冷剂被用在车辆的空调系统中。然而，存在环境问题。因此，由美国和欧盟的各个政府机构进行立法，例如要求空调系统在基本上没有制冷剂泄漏或渗透的情况下进行操作。
用在CO2空调系统中的汽车制冷剂部件必须根据德国汽车工业协会(Verband derAutomobilindustrie-VDA)德国国家标准(Deutsches Institut für Normung-DIN)VDADIN SPEC 74102(8/2015)进行测试，VDA DIN SPEC 74102(8/2015)包括压力和温度循环测试。许多制冷剂配装件设计由于发生在制冷剂块配装件和用于联接块配装件的相关联的紧固件内的严重的热膨胀梯度而在该测试中失败。制冷剂块配装件和紧固件中的许多制冷剂块配装件和紧固件由诸如铝、不锈钢和低碳钢合金之类的不同材料构成。因此，热膨胀率在不同的部件之间也不同，比如在配合的块配装件与相关联的紧固件之间也不同。
块型配装组件通常包括阳块，该阳块构造成与阴块匹配。阳块和阴块包括用于接纳螺纹紧固件的对准的孔口，该螺纹紧固件比如是穿过所述孔口的螺柱或螺栓，其中，螺纹紧固件构造成将阳块联接至阴块同时还提供足够的压紧力，该压紧力将被施加于块配装组件的密封元件。由使用螺纹紧固件所引起的一个问题涉及如下方式：紧固件的外螺纹在与形成在配合孔口中的一个孔口或两个孔口中的内螺纹接合时在紧固件的轴向方向上基本上被约束，其中，所述配合孔口形成为穿过块。因此，螺纹紧固件的与块的螺纹接合的那些部分可能不能以期望的方式相对于块配装组件的其余部分进行热膨胀或收缩。螺纹紧固件不能以期望的方式相对于块进行热膨胀或收缩可能导致下述情形：在所述情形中，存在于块之间的夹持力由于存在于块、螺纹紧固件和可能与螺纹紧固件结合使用的螺母或类似结构之间的可变的热膨胀率而减小。施加于块配装组件的对应的密封元件的夹持力的这种减小可能导致从密封元件的不期望的泄漏。
因此，持续需要一种具有紧固件组件的块配装组件，该块配装组件响应于热负载循环实现紧固件组件的顺应性或灵活性同时保持期望的夹持力。
发明内容
与本公开内容一致且协调的是，已经出人意料地发现了一种具有紧固件组件的块配装组件，该块配装组件在热负载循环期间实现该紧固件组件的顺应性或灵活性同时保持期望的夹持力。
在本发明的一个实施方式中，块配装组件包括第一块、第二块和紧固件，该第一块具有形成为穿过该第一块的第一紧固件孔口，该第二块具有形成为穿过该第二块且与第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，该紧固件延伸穿过第一紧固件孔口和第二紧固件孔口以将第一块联接至第二块。第二块的限定第二紧固件孔口的内表面包括非螺纹部分和螺纹部分，该非螺纹部分邻近于第一紧固件孔口布置，该螺纹部分邻近于非螺纹部分布置。紧固件还包括构造成与第二紧固件孔口的螺纹部分接合的第一螺纹部分。
在本发明的另一实施方式中，块配装组件包括第一块、第二块和紧固件，该第一块具有形成为穿过该第一块的第一紧固件孔口，该第二块具有形成为穿过该第二块且与第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，该紧固件延伸穿过第一紧固件孔口和第二紧固件孔口以将第一块联接至第二块。紧固件包括螺纹部分和颈状部分。颈状部分的外径小于螺纹部分的螺纹小径。
根据本发明的再一实施方式，块配装组件包括第一块、第二块、带内螺纹的螺母以及紧固件，该第一块具有形成为穿过该第一块的第一紧固件孔口，该第二块具有形成为穿过该第二块且与第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，该带内螺纹的螺母构造成与第一块的背对第二块的面接合，该紧固件延伸穿过第一紧固件孔口和第二紧固件孔口以将第一块联接至第二块。第二紧固件孔口包括非螺纹部分和螺纹部分，该非螺纹部分邻近于第一紧固件孔口布置，该螺纹部分邻近于非螺纹部分布置。该紧固件包括第一螺纹部分和第二螺纹部分，该第一螺纹部分构造成与第二紧固件孔口的螺纹部分接合，该第二螺纹部分构造成与螺母接合。该紧固件还包括颈状部分，该颈状部分布置在第一螺纹部分与第二螺纹部分之间且颈状部分的外径小于第一螺纹部分的螺纹小径。
附图说明
在参照附图考虑的情况下根据优选实施方式的以下详细描述，本发明的上述及其他优点对于本领域技术人员而言将变得明显，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的块配装组件的横截面正视图，该块配装组件包括具有增加的自由长度的紧固件；
图2是根据本发明的另一实施方式的块配装组件的横截面正视图，该块配装组件包括具有颈状部分的紧固件；
图3是根据本发明的另一实施方式的块配装组件的横截面正视图，该块配装组件包括具有增加的自由长度和颈状部分两者的紧固件；
图4是根据本发明的再一实施方式的块配装组件的横截面正视图，该块配装组件在紧固件与对应的块之间具有压配合连接；以及
图5A至图5D示出了紧固件的通过图4的截面线5-5截取的各种不同的横截面形状。
具体实施方式
下面的详细描述和附图对本发明的各种实施方式进行了描述和说明。描述和附图用于使本领域技术人员能够制造并使用本发明，而非意图以任何方式限制本发明的范围。关于所公开的方法，所呈现的步骤的顺序在本质上是示例性的，并且因此，该顺序不是必需的或关键的。
图1示出了根据本发明的实施方式的块配装组件10。块配装组件10构造成用于将相关联的流体系统的两个流体输送部件流体联接。作为非限制性示例，相关联的流体系统可以是机动车辆的暖通空调(HVAC)系统的制冷剂回路或者与机动车辆的驱动机构或能量源相关联的冷却剂回路。块配装组件10通常包括阳块20、阴块40、紧固件组件60和密封元件80。
紧固件组件60包括带外螺纹的螺柱62和带内螺纹的螺母64。螺柱62包括第一螺纹部分65、第二螺纹部分66和止挡特征68，第一螺纹部分65邻近螺柱62的第一端部，第二螺纹部分66邻近螺柱62的相反的第二端部，止挡特征68形成在第一螺纹部分65与第二螺纹部分66之间。在提供的实施方式中，第一螺纹部分65和第二螺纹部分66示出为具有相同结构的螺纹，相同结构的螺纹包括如下情况：第一螺纹部分65的螺纹和第二螺纹部分66的螺纹具有相同的螺距、角度、深度和中径。然而，通过观察图1，应当清楚的是，由于螺柱62穿过块20、40进入的方向，第一螺纹部分65相比于第二螺纹部分66可以可选地包括减小的螺纹直径以及具有改变的螺距、角度或深度的螺纹。在下文中假定：第一螺纹部分65和第二螺纹部分66包括相同结构的螺纹，所述相同结构的螺纹通过包括有止挡特征68而彼此轴向间隔开。
螺柱62的外螺纹包括交替模式的牙底和牙顶，其中，螺纹部分65、66中的每一者的最小螺纹直径(下文中称为“螺纹小径”)相对于牙底中的每个牙底来测量，而螺纹部分65、66中的每一者的最大螺纹直径(下文中称为“螺纹大径”)相对于牙顶中的每个牙顶来测量。止挡特征68的至少一个在直径方向上相对的部分包括比螺纹部分65、66的螺纹小径大的外径，以防止止挡特征68通过阴块40的对应的内螺纹表面。根据需要，止挡特征68还可以包括具有六边形或八边形横截面形状的外表面，该外表面构造成与用于旋转螺柱62的对应的工具相配合。当螺柱62沿根据图1的视角的向下方向行进时，止挡特征68帮助设定螺柱62进入阳块20的深度。然而，通过观察图1，还应当明显的是，在不必背离本发明的范围的情况下，螺柱62可以仅存在有单个连续的螺纹部分而没有止挡特征68，只要螺柱62被轴向插入至适于将螺母64接纳在螺柱62的端部上的期望程度即可。
螺母64的内螺纹构造成与螺柱62的外螺纹相匹配，并且更具体地，与第二螺纹部分66的外螺纹相匹配。这样，螺母64的螺纹的螺纹小径、螺纹大径、螺距、角度和深度被选定成与螺柱62的螺纹的螺纹小径、螺纹大径、螺距、角度和深度相对应。在不背离本发明的范围的情况下，当螺母64根据需要用于将阳块20压向阴块40时，螺母64可以与对应的垫圈(未示出)或类似结构一起存在。
环形密封元件80构造成被接纳并压紧在阳块20与阴块40之间。在示出的实施方式中，密封元件80包括由弹性部分82围绕的金属部分81。然而，密封元件80可以由具有期望的可变形性或耐化学性的特性的任何材料或材料的组合制成，包括单独使用金属、单独使用弹性体、或者如图1中所公开的使用金属和弹性体的组合。
阳块20由主体21形成，主体21具有管状凸出部分22。凸出部分22包括导向特征(piloting feature)23，导向特征23围绕从导向特征23轴向凹进的第一密封接合表面24。第一密封接合表面24主要在凸出部分22的径向方向上延伸，并且可以包括适于与环形密封元件80接合的一个或更多个齿状部或凹槽。第一流体孔口25从第一密封接合表面24横向延伸并且延伸穿过主体21。第一流体孔口25构造成接纳被输送通过块配装组件10的流体。在一些实施方式中，第一流体孔口25构造成接纳导管或管件(未示出)以用于利用块配装组件10从流体系统的另一部件输送流体。在其他实施方式中，在没有介于中间的一段导管或管件的情况下，阳块20可以与流体系统的部件一体地形成，其中，第一流体孔口25直接通向相关联的部件的流体输送部分。
阳块20还包括形成为穿过阳块20的第一紧固件孔口26。更特别地，第一紧固件孔口26从阳块20的面向阴块40的第一面27延伸穿过阳块20的主体21、并且延伸至阳块20的形成为与第一面27相反的第二面28。第一紧固件孔口26在平行于第一流体孔口25的轴向方向的方向上轴向延伸。第一紧固件孔口26呈筒形形状并且没有适于与螺柱62的螺纹部分65、66中的任一者接合的任何形式的内螺纹。因此，第一紧固件孔口26形成为包括比螺纹部分65、66中的任一者的螺纹大径大的内径，以允许螺柱62通过第一紧固件孔口26而基本上不会干涉或接合。
在提供的实施方式中，杠杆跟部30从主体21的下述端部突出：该端部与主体21的具有从主体21突出的凸出部分22的端部相反。杠杆跟部30沿平行于第一紧固件孔口26的轴向方向的方向突出远离阳块20的第一面27，并且包括平行于第一面27且与第一面27间隔开布置的接合表面32。杠杆跟部30构造成利用由紧固件组件60产生的夹持力以使在密封元件80被压紧在阳块20与阴块40之间时施加于密封元件80的压紧力增加。尽管杠杆跟部30被示出并描述为从阳块20突出，但是本领域技术人员应当理解的是，在不必背离本发明的范围的情况下，杠杆跟部30可以替代性地以镜像的方式从阴块40突出。
阴块40由主体41形成，主体41具有凹形部分42，凹形部分42构造成接纳阳块20的凸出部分22。凹形部分42限定了环形第二密封接合表面44，环形第二密封接合表面44主要沿凹形部分42的径向方向延伸。第二密封接合表面44包括适于与环形密封元件80接合的一个或更多个齿状部或凹槽，并且第二密封接合表面44在形式和构型上可以与阳块20的第一密封接合表面24成镜像。第二流体孔口45从第二密封接合表面44横向延伸并且延伸穿过主体41。第二流体孔口45构造成接纳被输送穿过阳块20的第一流体孔口25的相同流体。在一些实施方式中，第二流体孔口45构造成接纳导管或管件(未示出)以用于利用块配装组件10从流体系统的另一部件输送流体。在其他实施方式中，在没有介于中间的一段导管或管件的情况下，阴块40可以与流体系统的部件一体地形成，其中，第二流体孔口45直接通向相关联的部件的流体输送部分。
阴块40还包括形成为穿过阴块40的第二紧固件孔口46。更特别地，第二紧固件孔口46从阴块40的面向阳块20的第一面47延伸穿过阴块40的主体41、并且延伸至阴块40的形成为与第一面47相反的第二面48。第二紧固件孔口46沿与第二流体孔口45的轴向方向平行的方向轴向延伸。第二紧固件孔口46形成在阴块40中并且位于将第二紧固件孔口46安置成与阳块20的第一紧固件孔口轴向对准的位置处以同心地布置紧固件孔口26、46。第二紧固件孔口46通过由邻近紧固件孔口26、46的杠杆跟部30的存在而形成的间隙35与第一紧固件孔口26轴向间隔开。第一紧固件孔口26、间隙35和第二紧固件孔口46配合以形成穿过已组装的阳块20和阴块40的整体的单个同一延伸范围的孔口。
第二紧固件孔口46呈大致筒形形状并且通过阴块40的内周向表面来限定，该内周向表面形成为包括较小直径的螺纹部分50和较大直径的非螺纹部分52，螺纹部分50与阴块40的第二面48相交，非螺纹部分52邻近于螺纹部分50形成并且与阴块40的第一面47相交。第二紧固件孔口46的螺纹部分50是内螺纹并且包括具有用于与螺柱62的第一螺纹部分65的外螺纹相匹配的必要结构特征的螺纹。因此，第二紧固件孔口46的螺纹部分50包括与螺柱62的第一螺纹部分65的螺纹大径大致相等的螺纹大径以及与螺柱62的第一螺纹部分65的螺纹小径大致相等的螺纹小径。
第二紧固件孔口46的非螺纹部分52包括下述内径：该内径大于螺柱62的螺纹部分65、66的螺纹大径，并且因此，类似地大于第二紧固件孔口46的螺纹部分50的螺纹大径。非螺纹部分52的增大的内径允许螺柱62的螺纹部分65、66穿过非螺纹部分52而不产生较大干涉。
第二紧固件孔口46的非螺纹部分52可以形成为第二紧固件孔口46的螺纹部分50的沉孔。换句话说，第二紧固件孔口46可以通过下述方式来形成：首先钻或以其他方式机械加工穿过阴块40且具有与螺柱62的螺纹小径大致类似的内径的筒形开口，之后对该筒形开口进行锪孔以使非螺纹部分52包括比螺柱62的螺纹部分65、66的螺纹大径大的内径，其中，第二紧固件孔口46的螺纹部分50可以通过随后对初始形成的筒形开口的其余部分的内表面进行攻丝以包括对应的内螺纹来形成。阴块40的径向延伸表面55示出为将螺纹部分50的内周向表面与非螺纹部分52的内周向表面连接。根据需要，径向延伸表面55可以由在阴块40上执行锪孔(counter-boring)过程的工具的端部形成。替代性地，环形延伸的并且相对于第二紧固件孔口46的轴向方向成角度布置的截头圆锥形表面(未示出)可以用于连接部分50、52的内周向表面，以形成第二紧固件孔口46的用于使螺柱62更好地定位和对准的锥形导向特征。如果使用截头圆锥形表面，则截头圆锥形表面可以通过在上述锪孔过程之前或之后在螺纹部分50与非螺纹部分52之间的交叉部处进一步对阴块40钻沉头孔(counter-sinking)而形成。
在一些情况下，形成块配装组件10的各种不同的部件可以由具有可变的热膨胀特性的不同材料形成。例如，阳块20和阴块40可以由第一材料形成而螺柱62和螺母64可以由与第一材料不同的第二种材料形成。块20、40、螺柱62和螺母64可以各自由任何适合的刚性材料形成，并且优选地由刚性金属材料形成。作为非限制性示例，所述部件可以由铝、不锈钢或低碳钢合金形成。然而，对于本领域技术人员而言应当清楚的是，根据需要，本发明的一般原理可以应用于包括具有不同热膨胀特性的材料的任何组合的块配装组件10。
在使用中，阳块20的凸出部分22进入到阴块40的凹形部分42中，其中，密封元件80定位在第一密封接合表面24与第二密封接合面44之间，并且其中，第一紧固件孔口26和第二紧固件孔口46安置成轴向对准。接下来，螺柱62的第一螺纹部分65在与第二紧固件孔口46的螺纹部分50的螺纹接合之前穿过阳块20的第一紧固件孔口26、间隙35以及第二紧固件孔口46的非螺纹部分52。螺柱62相对于螺纹部分50被转动以使螺柱62轴向前进，直到螺柱62的止挡特征68被安置成与径向延伸表面55抵接为止，从而确立螺柱62相对于第二紧固件孔口46的轴向位置。接下来，螺母64被接纳在螺柱62的第二螺纹部分66的上方并且被旋转，直至螺母64与阳块20的第二面28接合为止。螺母64相对于螺柱62的继续旋转使得阳块20继续朝向阴块40牵引，同时杠杆跟部30帮助将由紧固件组件60提供的压紧力施加至密封元件80的压紧部。因此，螺母64相对于螺柱62被转动直至期望的压紧力被施加至配合的第一密封接合表面24与第二密封接合表面44之间的密封元件80为止。
如图1中所示，当块配装组件10处于完全组装的构型中时，螺柱62包括螺柱62的第一长度91、螺柱62的第二长度92和螺柱62的自由长度93，第一长度91与螺母64螺纹接合，第二长度92与第二紧固件孔口46的螺纹部分50螺纹接合，自由长度93布置在第一长度91与第二长度92之间并且没有与任何形式的对应螺纹接合。第一长度91和第二长度92表示螺柱62的下述轴向延伸部分：所述轴向延伸部分由于螺柱62的外螺纹与螺母64的内螺纹和螺纹部分50的内螺纹的轴向接合而被至少部分地限制了相对于螺母64或第二紧固件孔口46的螺纹部分50的轴向热膨胀或收缩。相应地，自由长度93表示螺柱62的下述部分：该部分在块配装组件10于其各种不同部件中经历不同程度的热膨胀时能够在应力作用下进行热膨胀或收缩。
自由长度93包括螺柱62的存在于第一紧固件孔口26中的长度、螺柱62的存在于间隙35中的长度和螺柱62的存在于第二紧固件孔口46的非螺纹部分52中的长度的组合。第二紧固件孔口46中包括非螺纹部分52使得块配装组件10与传统构型相比包括大致更大的自由长度93，在传统构型中，形成为穿过阴块的整个孔口大致是带螺纹的并且安置成与适合的螺纹紧固件的对应螺纹部分接合。增加的自由长度允许螺柱62的附加的轴向膨胀或收缩发生，从而在热负载循环期间实现紧固件组件60的更大的顺应性或灵活性，同时保持所需的夹持负载。由于非螺纹部分52被添加至呈另外的带螺纹的第二紧固件孔口46的形式的现有结构，因此进一步实现了螺柱62的自由长度93的加长，而不需要增加块配装组件10的总体包装尺寸。包括有螺柱62的增加的自由长度93可以被认为是所公开的块配装组件10的热膨胀顺应性特征。
第二紧固件孔口46的非螺纹部分52的长度可以基于块配装组件10面对的预期条件来选择。例如，非螺纹部分52的长度可以基于在热负载循环期间由阳块20、阴块40中的每一者或紧固件组件60的任何部分所经历的热膨胀或收缩的预期程度来选择，该热膨胀或收缩的预期程度进而受形成上述部件中的每个部件的材料的选择的影响。因此，第二紧固件孔口46的非螺纹部分52的长度可以被选择成“调整”块配装组件10，使得紧固件组件60能够在经受热负载循环时承受期望程度的应力而不会损害施加至密封元件80的压紧力。
第二紧固件孔口46的非螺纹部分52可以形成为对于非螺纹部分52的整体长度而言呈大致筒形形状，使得非螺纹部分52的内表面布置成平行于第二紧固件孔口46的轴向方向。替代性地，非螺纹部分52的与阴块40的第一面47相交的端部可以形成为包括用于帮助将螺柱62导向至非螺纹部分52中的截头圆锥形表面，其中，截头圆锥形表面可以由适合的钻沉头孔的过程形成。
第二紧固件孔口46的非螺纹部分52能够与可能存在于现有技术的块配装件中的截头圆锥形导向特征区分开。特别地，与这种截头圆锥形导向特征相比，并且尤其是当非螺纹部分52的长度与对应孔口的直径和长度相比时，非螺纹部分52的轴向长度更大。第二紧固件孔口46的非螺纹部分52可以被选择成具有相对于第二紧固件孔口46的轴向方向的在螺柱62的第一螺纹部分65的螺纹大径的0.1倍至1.5倍的范围内的长度。例如，在示出的实施方式中，非螺纹部分52的长度是螺柱62的第一螺纹部分65的螺纹大径的1.5倍，以使非螺纹部分52轴向延伸了第二紧固件孔口46的总长度的约45％。然而，如上所述，根据块配装组件10面对的预期的温度和压力条件以及选择用于形成块配装组件10的材料，第二紧固件孔口46的非螺纹部分52可以延伸适于实现螺柱62的期望程度的热膨胀或收缩的任何期望的长度。
图2示出了根据本发明的另一实施方式的块配装组件110。块配装组件110包括阳块20和螺母64，阳块20和螺母64各自与块配装组件10的阳块20和螺母64相同。块配装组件110与块配装组件10的不同之处在于块配装组件110包括经修改的螺柱162和形成在另外的相同的阴块40中的经修改的第二紧固件孔口146，因此，下文中的讨论限于螺柱162和第二紧固件孔口146的具体结构。
块配装组件110的第二紧固件孔口146与块配装组件10的第二紧固件孔口46的不同之处在于第二紧固件孔口146没有用于加长螺柱162的自由长度的轴向延伸的非螺纹部分。相反，整个第二紧固件孔口146是带内螺纹的并且构造成与螺柱162的对应的外螺纹接合。
螺柱162包括在螺柱的一个端部处的第一螺纹部分165、与第一螺纹部分165邻近的止挡特征168、与止挡特征168邻近的颈状部分171以及在螺柱162的第二端部处且与颈状部分171邻近的第二螺纹部分166。第一螺纹部分165包括构造成与第二紧固件孔口46的内螺纹相匹配的外螺纹，而第二螺纹部分166包括构造成与螺母64的内螺纹相匹配的外螺纹。止挡特征168具有比螺柱162的第一螺纹部分165的螺纹小径大的外径，以在第一螺纹部分165旋拧至第二紧固件孔口146期间止挡特征168与阴块40的第一面47接合时确立螺柱162的轴向位置。
螺柱162的颈状部分171包括比螺柱162的螺纹部分165、166中的任一者的螺纹小径小的外径。例如，根据需要，颈状部分171的外径可以选择为在第一螺纹部分165的螺纹大径的0.5倍至0.9倍之间。颈状部分171包括减小的外径，以实现螺柱162在螺纹部分165、166之间的更大的顺应性和灵活性，从而实现与如图1中所公开的螺柱62的增加的自由长度93类似的效果，但是，实现该效果不需要对第二紧固件孔口146进行额外加工比如不需要执行上文提到的锪孔过程。螺柱162的颈状部有效地提高了螺柱162在应力作用下膨胀或收缩的能力而不会使块配装组件110的整体包装尺寸增大。因此，包括颈状部分171可以被称为块配装组件110的热膨胀顺应性特征。
螺柱162的颈状部分171的长度还可以被选择为在螺柱162的螺纹部分165、166之间为螺柱162提供期望程度的灵活性和顺应性。这样，根据块配装组件210的预期的操作条件，螺柱162的布置在螺纹部分165、166之间的整体或仅一部分可以形成为包括减小的外径，从而允许螺柱162调整成包括期望的热膨胀特性。在图2所示的实施方式中，颈状部分171轴向延伸成大于第一紧固件孔口26的长度的一半，但是在不背离本发明的情况下可以使用替代性的轴向长度。如果采用了确立螺柱162的轴向位置的替代性方式，则根据需要，螺柱162可以形成为没有用以进一步加长螺纹部分165、166之间的颈状部分171的所公开的止挡特征168。根据需要，颈状部分171另外可以包括具有不同外径的不同的轴向延伸部分，以进一步调整螺柱162的热膨胀特性。
图3示出了根据本发明的另一实施方式的块配装组件210。块配装组件210利用了上文所公开的热膨胀顺应性特征的组合，并且块配装组件210在结构上除了使用经修改的螺柱262之外与图1所公开的块配装组件10大致相同，因此，下文中的讨论限于螺柱262的结构。
螺柱262在构造上与螺柱162大致类似，并且包括第一螺纹部分265、与第一螺纹部分265邻近的止挡特征268、与止挡特征268邻近的颈状部分271以及与颈状部分271邻近的第二螺纹部分266。因此，除了下述方面之外，螺柱262与螺柱162大致类似：螺柱262的颈状部分271被加长成当螺柱262处于图3所示的位置时颈状部分271延伸横过阳块20的第一紧固件孔口26和阴块40的第二紧固件孔口46中的每一者的一部分。
因此，螺柱262在其螺纹部分265、266之间既包括增加的轴向自由长度又包括减小的外径，从而根据上文参照块配装组件10、110所讨论的原因中的每个原因促进螺柱262的灵活性和顺应性提高。因此，块配装组件210能够通过改变螺柱262的颈状部分271的长度或外径或者通过改变阴块40的第二紧固件孔口46的非螺纹部分52的长度来进行调整。
图4示出了根据本发明的再一实施方式的块配装组件310。块配装组件310除了使用经修改的螺柱362和另外的相同的阴块40的经修改的第二紧固件孔口346之外同样与块配装组件10大致类似，因此，讨论同样限于螺柱362和第二紧固件孔口346的结构。
螺柱362包括在螺柱的一个端部处的螺纹部分365、与螺纹部分365邻近的颈状部分371、与颈状部分371邻近的压配合部分372以及与压配合部分372邻近的头部375。螺纹部分365构造成与螺母64的螺纹接合并且包括具有比第一紧固件孔口26的内径小的螺纹大径的螺纹。颈状部分371呈柱形形状并且包括比螺纹部分365的螺纹小径小的外径。头部375形成环形表面，该环形表面构造成围绕第二紧固件孔口346与阴块40的第二面48接合。
第二紧固件孔口346由阴块40的内周向表面限定并且包括与阴块40的第一面47相交的筒形部分356和与阴块40的第二面48相交的接纳部分358。筒形部分356包括比螺纹部分365的螺纹大径大的内径，并且可以包括与第一紧固件孔口26相同的内径。
接纳部分358包括限定第二紧固件孔口346的内周向表面，该内周向表面具有垂直于第二紧固件孔口346的轴向方向截取的与螺柱362的压配合部分372的外表面的横截面形状相对应的横截面形状。更特别地，螺柱362的压配合部分372可以包括大致相同的形状，同时压配合部分372相比于接纳部分358以下述方式占据了更大的横截面面积：在该方式中，压配合部分372轴向进入接纳部分358使得在压配合部分372与限定接纳部分358的内周向表面之间存在期望程度的摩擦干涉。
图5A至图5D示出了用于压配合部分372与接纳部分358之间的相互作用的各种不同的示例性横截面形状，其中，所公开的形状中的每种形状均是非圆形的，并且每种形状均构造成当螺柱362被接纳在第二紧固件孔口346中时防止螺柱362的不期望的旋转。例如，图5A包括具有径向向外延伸的花键的另外的大致圆形形状，图5B包括大致方形形状，图5C包括大致椭圆形形状，以及图5D包括大致三角形形状。在每个描述中，虚线圆380表示螺纹部分365的螺纹大径的周缘形状，以示出当螺柱362被完全接纳在紧固件孔口26、346中时接纳部分358的所选择的横截面形状中的每种横截面形状必须适应于使螺柱362的螺纹部分365穿过接纳部分358。
块配装组件310通过将螺柱362的螺纹部分365穿过接纳部分358、筒形部分356和第一紧固件孔口26直到螺柱362的压配合部分372碰到接纳部分358为止来组装。然后，压配合部分372被压配合到接纳部分358中直到头部375与阴块40的第二面48接合为止。然后，螺母64相对于螺柱362的螺纹部分365被旋转直到期望的夹持力被施加至块20、40为止。
如图4中所示，与本文中所公开的块配装组件10、110、210相比，螺柱362有利地包括甚至更长的不与次级部件实质地轴向干涉的自由长度393。自由长度393在螺母64与螺柱362的头部375之间延伸，并且包括第二紧固件孔口346的接纳部分358。尽管压配合部分372与第二紧固件孔口346的内表面沿着接纳部分358摩擦接合，但是由于缺少介于中间的径向延伸结构比如接合螺纹，因此压配合连接不一定阻止压配合部分372相对于接纳部分358的轴向膨胀或收缩。
以与块配装组件210类似的方式，块配装组件310相应地通过既增加螺柱362的自由长度393同时也在自由长度之间呈现直径减小的颈状部分371而包括两个不同的热膨胀顺应性特征。因此，根据需要，块配装组件310可以通过改变所公开的热膨胀顺应性特征中的每个特征的所公开的特性中的任何特性来调整。
本领域技术人员应当理解的是，在不必背离本发明的范围的情况下，本文中所公开的块配装组件10、110、210、310可以在若干方面进行修改。例如，所公开的紧固件孔口可以相对于相配合的阳块和阴块以相反的方式形成，而不必改变所公开发明的操作方式。另外，所公开的螺柱62、162、262可以用诸如螺栓、夹紧螺钉之类的任何适合的紧固件来代替而仍然保持本文中所公开的相同关系。例如，如果螺栓用作紧固件，则螺栓的头部可以构造成与阴块40的第二面48接合以确立螺栓的轴向位置，而螺栓的相反端部可以是带螺纹的以与所公开的螺母64配合。这样，螺栓可以形成为如本文中所公开的没有用于确立螺栓的轴向位置的任何类型的止挡特征。本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以对所公开的块配装组件10、110、210、310进行另外的修改和改变。
尽管出于说明本发明的目的已经示出了某些代表性实施方式和细节，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在不背离本公开的范围的情况下可以进行各种改变，本公开的范围在所附权利要求中进一步描述。

Claims (20)

1.一种块配装组件，包括：
第一块，所述第一块具有形成为穿过所述第一块的第一紧固件孔口；
第二块，所述第二块具有形成为穿过所述第二块且与所述第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，所述第二块的限定所述第二紧固件孔口的内表面包括非螺纹部分和螺纹部分，所述非螺纹部分邻近于所述第一紧固件孔口布置，所述螺纹部分邻近于所述非螺纹部分布置；以及
紧固件，所述紧固件延伸穿过所述第一紧固件孔口和所述第二紧固件孔口以将所述第一块联接至所述第二块，所述紧固件包括构造成与所述第二紧固件孔口的所述螺纹部分接合的第一螺纹部分，
其中，所述第一紧固件孔口形成为具有恒定直径。
2.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述第一紧固件孔口的内径和所述第二紧固件孔口的所述非螺纹部分的内径均大于所述紧固件的所述第一螺纹部分的螺纹大径。
3.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述紧固件包括邻近于所述第一螺纹部分的止挡特征，所述止挡特征包括比所述第二紧固件孔口的所述螺纹部分的螺纹小径大的外径。
4.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述紧固件包括第二螺纹部分，所述第二螺纹部分构造成与螺母接合，所述螺母与所述第一块的背对所述第二块的面接合。
5.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述第二紧固件孔口的所述非螺纹部分的轴向长度在所述紧固件的螺纹大径的10％与150％之间。
6.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述紧固件还包括颈状部分，所述颈状部分的外径小于所述紧固件的所述第一螺纹部分的螺纹小径。
7.根据权利要求6所述的块配装组件，其中，所述颈状部分至少部分地布置在所述第一紧固件孔口和所述第二紧固件孔口中的每一者中。
8.根据权利要求6所述的块配装组件，其中，所述紧固件还包括第二螺纹部分，所述第二螺纹部分构造成与螺母接合，所述颈状部分形成在所述第一螺纹部分与所述第二螺纹部分之间。
9.根据权利要求1所述的块配装组件，其中，所述第一块和所述第二块由第一材料形成，并且所述紧固件由与所述第一材料不同的第二材料形成。
10.一种块配装组件，包括：
第一块，所述第一块具有形成为穿过所述第一块的第一紧固件孔口；
第二块，所述第二块具有形成为穿过所述第二块且与所述第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口；以及
紧固件，所述紧固件延伸穿过所述第一紧固件孔口和所述第二紧固件孔口以将所述第一块联接至所述第二块，所述紧固件包括螺纹部分和颈状部分，所述颈状部分的外径小于所述螺纹部分的螺纹小径，
其中，所述第一紧固件孔口形成为具有恒定直径。
11.根据权利要求10所述的块配装组件，其中，所述紧固件的所述螺纹部分包括第一螺纹部分和第二螺纹部分，所述颈状部分形成在所述第一螺纹部分与所述第二螺纹部分之间。
12.根据权利要求11所述的块配装组件，其中，所述第二块的限定所述第二紧固件孔口的内表面包括构造成与所述紧固件的所述第一螺纹部分接合的螺纹部分。
13.根据权利要求12所述的块配装组件，其中，螺母构造成与所述紧固件的所述第二螺纹部分接合，所述螺母与所述第一块的背对所述第二块的面接合。
14.根据权利要求10所述的块配装组件，其中，所述颈状部分至少部分地布置在所述第一紧固件孔口和所述第二紧固件孔口中的每一者中。
15.根据权利要求10所述的块配装组件，其中，所述紧固件包括压配合部分，所述压配合部分构造成被轴向压配合至所述第二紧固件孔口的接纳部分中。
16.根据权利要求15所述的块配装组件，其中，所述压配合部分的外表面和所述第二块的限定所述接纳部分的内表面具有大致相同的横截面形状。
17.根据权利要求16所述的块配装组件，其中，所述压配合部分被阻止相对于所述第二紧固件孔口的所述接纳部分旋转。
18.根据权利要求10所述的块配装组件，其中，所述颈状部分的所述外径在所述紧固件的所述螺纹部分的螺纹大径的50％与90％之间。
19.根据权利要求10所述的块配装组件，其中，所述紧固件的所述颈状部分邻近于所述紧固件的止挡特征布置，所述止挡特征的外径大于所述紧固件的所述螺纹部分的螺纹小径。
20.一种块配装组件，包括：
第一块，所述第一块具有形成为穿过所述第一块的第一紧固件孔口；
第二块，所述第二块具有形成为穿过所述第二块且与所述第一紧固件孔口轴向对准的第二紧固件孔口，所述第二紧固件孔口包括非螺纹部分和螺纹部分，所述非螺纹部分邻近于所述第一紧固件孔口布置，所述螺纹部分邻近于所述非螺纹部分布置；
带内螺纹的螺母，所述螺母构造成与所述第一块的背对所述第二块的面接合；以及
紧固件，所述紧固件延伸穿过所述第一紧固件孔口和所述第二紧固件孔口以将所述第一块联接至所述第二块，所述紧固件包括第一螺纹部分和第二螺纹部分，所述第一螺纹部分构造成与所述第二紧固件孔口的所述螺纹部分接合，所述第二螺纹部分构造成与所述螺母接合，所述紧固件还包括颈状部分，所述颈状部分布置在所述第一螺纹部分与所述第二螺纹部分之间并且所述颈状部分的外径小于所述第一螺纹部分的螺纹小径，
其中，所述第一紧固件孔口形成为具有恒定直径。
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