CN114076135A - 公差补偿装置 - Google Patents

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CN114076135A CN202110895682.7A CN202110895682A CN114076135A CN 114076135 A CN114076135 A CN 114076135A CN 202110895682 A CN202110895682 A CN 202110895682A CN 114076135 A CN114076135 A CN 114076135A
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V·拉达诺维奇
J·L·冈萨雷斯洛萨
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Abstract

本发明涉及一种用于补偿要彼此连接的两个部件(B1、B2)之间的公差的装置(1)，该装置(1)包括至少一个基础构件(2)，补偿构件(3)，该补偿构件与基础构件(2)螺纹接合并可通过相对基础构件(2)转动而从起始位置(P1)移动到补偿位置(P2)，以及衬垫构件(4)，其中衬垫构件(4)设置在基础构件(2)上。

Description

公差补偿装置
技术领域
本发明涉及一种用于补偿要相互连接的两个部件之间的公差的装置。
背景技术
这种公差补偿装置基本上是已知的并且例如用于车辆制造中，特别是当两个部件需要跨过受公差影响的接合间隙用螺栓连接在一起时。为此目的，公差补偿装置布置在待连接的部件之间，并且用于拧紧部件的螺钉构件，例如螺钉或螺栓，穿过部件中相应设置的开口并穿过公差补偿装置。当拧紧螺钉构件时，补偿构件通过连接在螺钉构件和补偿构件之间的驱动弹簧相对于基础构件旋转，并因此从其起始位置轴向移动到基础构件，例如移出基础构件直到它到达其补偿位置，在该位置，基础构件和补偿构件各自靠在部件之一上并因此桥接所述接合间隙。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对于现有技术改进的装置，用于补偿要相互连接的两个部件之间的公差。
关于装置，根据本发明的目的通过权利要求1中指定的特征来实现。
根据本发明的用于补偿要彼此连接的两个部件之间的公差的装置包括至少一个基础构件，特别是中空圆柱形的基础构件，补偿构件，特别是中空圆柱形的补偿构件，该补偿构件与基础构件螺纹接合且可通过相对于基础构件旋转而从起始位置移动至补偿位置，以及衬垫构件，其中该衬垫构件设置于基础构件的外侧。
本发明实现的优点尤其在于，额外地允许公差补偿而无需调整，因此通过布置在装置的外表面或端面之一或两者上的这种衬垫构件自动地进行。这导致组装装置时的复杂性降低。该装置可释放地连接到部件。
衬垫构件尤其限制或防止了所谓的预载力损失，该预载力损失由于材料蠕变或松弛(例如塑料材料蠕变或松弛)而发生在至少部分由塑料材料制成的公差补偿装置或由塑料材料制成的装配接口中。此外，通过在组装装置时限制或防止预载力的损失，装置可以根据需要多次重复使用。此外，衬垫构件被设计成自动地将基础构件夹在部件中和/或部件上。此外，衬垫
构件被设计成夹紧基础构件并因此夹紧装置以防止在组装期间或在部件中和/或部件上磨损之后不期望的旋转、调整、松动和/或自动释放。例如，衬垫构件由金属制成，特别是钢。
衬垫构件例如在其硬度和尺寸上设置成使得其保持，特别是自动锁定在预组装位置、起始位置和/或部件上的补偿位置中夹紧或张紧的基础构件，以抵消预载力的损失。
例如，衬垫构件是压缩限制器。衬垫构件具有上侧和下侧。例如，衬垫构件具有形成通孔的内侧。例如，提供通孔以接收紧固构件。此外，衬垫构件具有外侧，该外侧被提供和设计成与部件结构接触并锁定在其上，例如，当衬垫构件正被插入或插入到部件结构中时自动地锁定在其上。例如，该装置可用于不同的组件。衬垫构件加强了装置，特别是基础构件，并承受例如由紧固构件施加的载荷。衬垫构件，特别是具有压缩限制器的功能，在装置的组装过程中减少了基础构件的应力松弛和流动伸长。通过衬垫构件，可以显著减少或甚至防止装置的松弛行为或蠕变行为，特别是基础构件的松弛行为或蠕变行为。该装置特别是预组装单元。这意味着基础构件、补偿构件和衬垫构件被预先组装以形成一个单元。衬垫构件预组装在基础构件上，例如以简化部件上的运输和预组装，并且可以在客户界面中与基础构件和补偿构件组装在一起。
在一个可能的实施例中，衬垫构件被设计为保持环或衬垫套筒。例如，衬垫构件可释放地布置在装置的至少一个端面上。衬垫构件与基础构件和补偿构件同轴地布置。衬垫构件具有例如T形截面。此外，衬垫构件设置有至少一个或多个紧固构件，通过该紧固构件，衬垫构件可以可释放地紧固到装置，特别是基础构件。
在一种改进中，衬垫构件可以预先定位在部件结构中。然后将具有补偿构件的基础构件作为两部分的预组装单元插入具有预先定位的衬垫构件的部件结构中。例如，在基础构件的插入状态下，它被夹住并锁定到衬垫构件。
衬垫构件包括例如至少一个保持构件，该保持构件靠在基础构件的外周上。在一种改进中，衬垫构件包括至少两个保持构件，每个保持构件靠在基础构件的外周上。保持构件例如彼此相对地布置在衬垫构件的外周上。例如，相应的保持构件被设计为弹簧构件。相应的保持构件例如具有预载荷。基础构件例如被夹在保持构件之间并被闩锁。保持构件例如设计为保持夹的形式。保持构件在其弹簧预加载的方向上夹持基础构件。这意味着相应保持构件的弹簧力在插入或预组装状态下指向基础构件的方向。衬垫构件例如设计为夹紧环或夹紧盘。相应的保持构件例如设计为夹紧舌片。基础构件例如在外周上具有径向圆周凹部。替代地，基础构件具有对应于外周上的对应保持构件的凹部，对应的保持构件接合到该凹部中以防止旋转并互锁到基础构件中。在这种情况下的优点是可以在孔或盲孔中进行装置的低力预组装。
衬垫构件的保持构件允许在孔和基础构件之间实现更大的公差对。衬垫构件例如由塑料材料制成，并且可以基本上压入孔或盲孔中。
该装置本身例如是公差补偿装置，特别是用于在使用孔或盲孔将部件紧固到部件上时补偿公差。公差补偿装置是用于将部件和零件彼此紧固的紧固构件的一部分，例如在机动车辆中。例如，这种公差补偿装置被压入部件之一中。特别是，该装置是自动公差补偿系统。
在一个可能的实施例中，衬垫构件以可释放或不可释放的方式紧固到基础构件。例如，衬垫构件可以布置为基础构件端面上的环或盘，并且例如经由可释放的保持构件(例如以夹子构件和保持构件的形式)连接到具有相应的反夹构件和保持构件的基础构件。在替代的或可选的附加实施例中，衬垫构件可以通过在端面上配合到基础构件的材料连接，例如胶合或焊接。换句话说：衬垫构件例如通过力、材料和/或形状配合连接到基础构件上。
在一个可能的实施例中，补偿构件布置在基础构件的第一端面上并且衬垫构件布置在基础构件的与第一端面相对的第二端面上。补偿构件和衬垫构件是分开的部件。补偿构件布置在基础构件的第一端面上，即沿基础构件的轴向方向观察。衬垫构件布置在基础构件的第二端面上，即沿基础构件的轴向方向观察。
在一个可能的实施例中，衬垫构件被设计为保持环或保持盘。如果该装置，特别是公差补偿装置，被插入到由塑料材料制成的部件的接口中，则衬垫构件被设计成基本上限制或甚至防止预载力的损失，预载力的损失可能例如作为基础构件的材料松弛的结果而发生。
在一个可能的实施例中，衬垫构件与基础构件同轴布置。衬垫构件的外周与基础构件的外周相等。在一种改进中，衬垫构件的外周可以变化。衬垫构件具有例如圆形设计。或者，衬垫构件可以具有不同的形状，例如多边形。
在一种可能的实施例中，衬垫构件包括至少一个保持构件，该保持构件在组装状态下与布置在基础构件上的至少一个紧固构件闩锁接合。
在一个可能的实施例中，保持构件被设计为闭锁环并且紧固构件被设计为闭锁钩。
在一个可能的实施例中，衬垫构件包括至少两个相对的保持构件，在组装状态下，每个保持构件与布置在基础构件上的紧固构件闩锁接合。
在一个可能的实施例中，衬垫构件包括基部和从基部居中突出的衬垫套筒。衬垫套筒例如在内侧具有通孔，紧固构件例如紧固螺钉可以穿过该通孔。相应的保持构件例如从基部垂直地突出。例如，对应的保持构件具有大致U形或C形的设计。相应的保持构件的两个相对的腿布置在基部上的开口端处并与其连接。例如，相应的保持构件被模制或注射模制到基部上。特别地，相应的保持构件形成圈或环。例如，衬垫套筒设计在基部的中央。衬垫套筒例如通过在基部的中央区域中的材料变形而形成。
衬垫套筒例如在预置或固定状态下伸入部件中的开口中。衬垫套筒例如可布置或完全布置在开口中。衬垫套筒设计成例如将衬垫构件并因此将基础构件自动锁定在开口中。衬垫套筒具有合适的硬度和尺寸，以抵消部件开口区域中预载力的损失。例如，可以限制或甚至防止由于部件相对于基础构件的材料蠕变或松弛而可能产生的预载力的损失。
该装置的一种可能的实施例规定，补偿构件是由塑料材料或不同的塑料材料例如在注塑过程中形成的部件。
附图说明
参考附图更详细地解释本发明的实施例，其中：
图1是从补偿构件、被紧固到基础构件的衬垫构件上方的透视图中的用于补偿公差的装置的实施例的示意图，
图2是在从紧固到装置的衬垫构件的下方的透视图中的用于补偿公差的装置的实施例的示意图，
图3至4是装置的分解示意图，和
图5至8是装置在布置在部件上的状态下的不同示意图。
相互对应的部分在所有图中都标有相同的附图标记。
附图标记列表
1 公差补偿装置
2 基础构件
2.1 紧固构件
2.2 突起
2.3 锁钩
2.4 内螺纹
2.5 接触部分
2.6 锁定表面
3 补偿构件
3.1 接触部分
3.2 外螺纹
4 衬垫构件
4.1 保持构件
4.1.1 开口
4.2 闭锁环
4.3 基部
4.4 衬垫套筒
4.4.1 通孔
5 固定装置
5.1 第一固定构件
5.2 第二固定构件
5.2.1 端部止动件
5.2.2 上升引导面
5.2.3 下降引导面
6 紧固装置
7 驱动构件
8 螺钉构件
9 开口
A1、A2 外周
B1、B2 部件
D 通道
F 接触表面
H1至H3 空腔
L 纵向中心轴线
P1 起始位置
P2 补偿位置
S1、S2 端面
具体实施方式
图1是用于补偿相互连接的两个部件(图1中未示出)之间的公差的装置1的实施例的示意性透视图。用于补偿公差的装置1在下文中将简称为装置1或也称为公差补偿装置。
装置1具有至少一个基础构件2、补偿构件3和衬垫构件4。
基础构件2、补偿构件3和衬垫构件4被设计为中空圆柱形构件。
基础构件2包括一个或多个紧固构件2.1，通过该紧固构件可以将装置1紧固到第一部件B1(如图5至8所示)。例如，相应的紧固构件2.1被设计为突起2.2，特别是锁定突起或保持突起或紧固钩。例如，紧固构件2.1模制在基础构件2上。例如，基础构件2由塑料材料形成。
提供衬垫构件4是为了显著减少或甚至防止塑料材料蠕变或塑料材料松弛。衬垫构件4还被设计成径向和/或轴向补偿在其中可以布置装置1的孔或盲孔与装置1之间的公差。
例如，提供衬垫构件4还用于覆盖基础构件2的端面S2。补偿构件3设置在基础构件2的与端面S2相对的端面S1上。
为了将衬垫构件4紧固到装置1，基础构件2包括另外的紧固构件2.1，其被设计为例如闭锁钩2.3或闭锁凸耳。例如，紧固构件2.1被模制或注射模制到基础构件2上。
为此，衬垫构件4包括相应的保持构件4.1，特别是闭锁环4.2。例如，保持构件4.1被模制或注射模制到衬垫构件4上。例如，衬垫构件4由塑料材料形成。衬垫构件4也可以由一种或多种材料形成，例如塑料材料和/或金属。保持构件4.1例如通过材料变形而形成。特别地，衬垫构件4包括至少两个相对的保持构件4.1，在组装状态下，每个保持构件与布置在基础构件2上的紧固构件2.1闩锁接合。例如，保持构件4.1在基础构件2的轴向方向上具有与突起2.2基本相同的高度。
通过闭锁环4.2，衬垫构件4被悬挂并保持在基础构件2的闭锁钩2.3上。衬垫构件4因此包括至少一个保持构件4.1，其被设计成圈或环的形式并且具有开口4.1.1。提供开口4.1.1以接收基础构件2的对应紧固构件2.1。相应的紧固构件2.1通过开口4.1.1被引导到外部并锁定在其中。
例如，基础构件2包括轴向延伸的锁定表面2.6。锁定表面2.6例如是轴向平坦表面。例如，锁定表面2.6垂直于基础构件2的径向外周A1延伸。锁定表面2.6例如设计为平坦的边缘。提供锁定表面2.6以支持衬垫构件4与基础构件2的连接。在一个实施例中(未示出)，锁定表面2.6仅在基础构件2的端面S2的区域中径向地设计。锁定表面2.6被设计成平贴在保持构件4.1的内侧并且防止衬垫构件4相对于基础构件2旋转。
在一种改进中，相应的保持构件4.1被设计为弹簧构件。相应的保持构件4.1具有例如向内定向的预载荷，即在基础构件2的方向上。基础构件2例如被夹在保持构件4.1之间并被闩锁。保持构件4.1例如设计为保持夹或保持舌的形式。保持构件4.1在它们的弹簧预加载的方向上夹紧基础构件2。当将基础构件2插入保持构件4.1之间时，这些保持构件可以克服它们的弹簧力向外移动。衬垫构件4例如设计为夹紧环或夹紧盘。相应的保持构件4.1例如设计为夹紧舌片。例如，基础构件2在外周A1上具有径向圆周凹部(未详细示出)。凹部例如设计在端面S2的区域中。替代地，基础构件2在外周A1上具有对应于对应保持构件4.1的凹部，例如呈凹槽的形式，对应的保持构件4.1在组装状态下接合到该凹部中。
在所示实施例中被设计为闭锁环4.2的保持构件4.1被设计为例如用于固定衬垫构件4以防止其相对于基础构件2移动的固定构件。固定构件由此形成例如用于装置1的运输安全装置，以防止衬垫构件4在其运输过程中无意地从基础构件2释放。如果该装置1，特别是称为公差补偿装置的装置1，被插入到由塑料材料制成的部件B1的接口中，则衬垫构件4被配置成基本上限制或甚至防止预载力的损失，预载力的损失可能例如作为基础构件2和/或部件B1的材料松弛的结果而发生。
此外，衬垫构件4的外周A2对应于基础构件2的外周A1。或者，衬垫构件4的外周A2可以变化，例如大于或小于基础构件2的外周。
此外，装置1包括固定装置5，用于固定补偿构件3以防止其相对于基础构件2移动。固定装置5形成装置1的运输安全装置，以防止补偿构件3在其运输期间相对于基础构件2的无意移动。
固定装置5包括形成在外周上的第一固定构件5.1，例如在补偿构件3的接触部分3.1的边缘上。第一固定构件5.1模制在补偿构件3上。第一固定构件5.1设计为突出销或凸轮。
此外，固定装置5包括第二固定构件5.2，该第二固定构件布置在基础构件2上的外周上，例如接触部分2.5的边缘上。第二固定构件5.2模制在基础构件2上。例如，第二固定构件5.2被设计为用于强制引导第一固定构件5.1的外部引导件或凸轮轨道。第二固定构件5.2被设计成圆的一段的形式并且具有端部止动件5.2.1。
图2是装置1的示意图，从固定到装置1的衬垫构件4的下方看的透视图。
衬垫构件4被设计为压缩限制器。例如，衬垫构件4包括设计成圆环形式的基部4.3，衬垫套筒4.4从基部4.3居中突出。衬垫套筒4.4在远离基础构件2的方向上从基部4.3突出。或者，衬垫套筒4.4也可以在基础构件2的方向伸入基础构件2的空腔H1中。
相应的保持构件4.1从基部4.3的外周表面向外突出。例如，相应的保持构件4.1在侧视图中具有大致L形或J形或C形设计。
图3至4是装置1的分解示意图。
第二固定构件5.2被设计为具有上升引导面5.2.2(＝凸轮轨迹的倾斜上升平面)和下降引导面5.2.3(＝凸轮轨迹的倾斜下降面)的引导件或凸轮轨迹。
用于固定第一部件B1的突起2.2也具有上升保持面。
衬垫构件4包括两个相对的保持构件4.1，例如以保持环的形式。
为了实现无需调整的自动公差补偿，衬垫构件4包括远离装置1指向的衬垫套筒4.4。例如，衬垫构件4由塑料材料制成。衬垫套筒4.4在第一部件B1的插入状态下自动限制或防止所谓的预载力损失，而无需额外的手动调整。例如，衬垫构件4布置在第一部件B1中。在装置1的插入状态下，衬垫构件4布置在第一部件B1中在部件B1和基础构件2之间。
具有衬垫构件4的装置1特别适用于由塑料材料制成并因此具有所谓的蠕变趋势或松弛趋势的部件。
图5至8是装置1在布置在第一部件B1上的状态下的不同示意图。
第一部件B1具有对应于紧固构件2.1的紧固装置6，该紧固构件在组装状态下彼此可释放地连接。紧固装置6例如被设计为柔性锁钩2.3，其以形状配合和/或力配合咬合在突起2.2上就位。
图5示出了处于起始位置P1的装置1，其中补偿构件3布置在基础构件2中。图6示出了处于公差补偿位置的装置1，其中补偿构件3被放置在相对于基础构件2和第一部件B1的延伸位置。
基础构件2设计为中空圆柱体并且在其内侧，即在其内腔H1的侧表面上具有内螺纹2.4。内螺纹2.4的方向与补偿构件3的外螺纹3.2反向。
同样设计为中空圆柱体的补偿构件3延伸到基础构件2的空腔H1中并且在其外侧具有与基础构件2的内螺纹2.4接合的外螺纹3.2。通过旋转，补偿构件3可沿纵向中心轴线L相对于基础构件2移动，即旋出或旋入基础构件2的内腔H1中，如图5和6或图7和8的顺序所示。
在补偿构件3的内腔H2中，布置有驱动构件7，例如设计为驱动弹簧并且例如由弹簧钢形成，该驱动构件示于图5、7和8。驱动构件7支撑在补偿构件3的空腔H2的外表面上。驱动构件7与穿过装置1的螺钉构件8摩擦接合，即穿过基础构件2和驱动构件7的中空部H1、H3，以便将螺钉构件8施加的扭矩传递到补偿构件3。
衬垫构件4布置在装置1和第一部件B1之间并且具有T形截面。衬垫构件4布置和设计在装置1和第一部件B1之间，使得由于第一部件B1的材料的蠕变趋势或松弛趋势引起的公差被自动补偿。
为此目的，基部4.3平坦地布置在装置1和第一部件B1上并且与其同轴。衬垫套筒4.4在第一部件B1的方向上突出并且例如延伸到第一部件B1的开口9中。衬垫套筒4.4具有通孔4.4.1。衬垫套筒4.4的内周，即通孔4.4.1，基本上对应于补偿构件3的空腔H2的内周。在一种改进中，衬垫套筒4.4的内周基本上对应于驱动构件7的空腔H3的内周。衬垫套筒4.4用于例如将装置1预先定位在第一部件B1中。
为了拧紧部件B1和B2，将装置1布置在它们之间并且从上方引导螺钉构件8穿过第二部件B2、装置1的开口，即通道D和空腔H1、H2，并且例如通过第一部件B1的开口9。在此过程中，螺钉构件8与设置在补偿构件3中的驱动构件7啮合。例如，补偿构件3的接触部分3.1用于抵靠第二部件B2支撑装置1。为此，接触部分3.1具有垂直于纵向中心轴线L延伸的平坦接触表面F和用于螺钉构件8的中心通道D。在装置1的插入状态下，补偿构件3布置在部件B1、B2之间在部件B2和基础构件2之间。
如果旋转螺钉构件8将部件B1和B2拧紧，则通过驱动构件7将扭矩传递到补偿构件3，使补偿构件3相对于基础构件2和第一部件B1旋转，由此补偿构件3沿纵向中心轴线L向上移出基础构件2。
在装置1的组装和扭矩从螺钉构件8传递到补偿构件3的过程中，补偿构件以第一固定构件5.1滑过第二固定构件5.2的方式旋转，克服了预定的固定扭矩，并允许补偿构件3移出基础构件2。预定的紧固扭矩小于螺钉构件8通过驱动构件7传递到补偿构件3的扭矩。
一旦补偿构件3已经移出基础构件2那么远以致接触部分3.1以接触表面F靠在第二部件B2上，则第二部件B2和接触表面F之间的摩擦扭矩超过驱动构件7所能传递的扭矩并且补偿构件3不再从驱动构件2旋出。补偿构件3因此采取了被称为补偿位置P2的位置。

Claims (10)

1.用于补偿相互连接的两个部件(B1、B2)之间的公差的装置(1)，所述装置(1)至少包括：
-基础构件(2)，
-补偿构件(3)，与所述基础构件(2)螺纹接合并且可以通过相对于所述基础构件(2)旋转而从起始位置(P1)移动到补偿位置(P2)，以及
-衬垫构件(4)，
其中所述衬垫构件(4)设置在所述基础构件(2)上。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)以可释放或不可释放的方式紧固到所述基础构件(2)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置(1)，其中所述补偿构件(3)布置在所述基础构件(2)的第一端面(S1)上并且所述衬垫构件(4)布置在所述基础构件(2)的与第一端面(S1)相对的第二端面(S2)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)被设计成自动地将所述基础构件(2)夹在所述部件(B1、B2)之中和/或之上，至少以限制预载力的损失。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)被设计成补偿由于所述基础构件(2)和/或所述部件(B1、B2)的材料的蠕变趋势或松弛趋势引起的公差。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)由金属制成，特别是钢，并且其硬度和尺寸被设定为使得其自动地将所述基础构件(2)锁定在预组装位置、起始位置(P1)和/或补偿位置(P2)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)包括至少一个保持构件(4.1)，所述保持构件在组装状态下与布置在所述基础构件(2)上的至少一个紧固构件(2.1)闩锁接合。
8.根据权利要求7所述的装置(1)，其中所述保持构件(4.1)被设计为闭锁环(4.2)并且所述紧固构件(2.1)被设计为闭锁钩(2.3)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)被设计为用于公差补偿的压缩限制器，而无需对所述衬垫构件(4)进行调整。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中所述衬垫构件(4)包括基部(4.3)和从所述基部(4.3)居中突出的衬垫套筒(4.4)。
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