CN115405595A - 用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置 - Google Patents

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CN115405595A CN202210600193.9A CN202210600193A CN115405595A CN 115405595 A CN115405595 A CN 115405595A CN 202210600193 A CN202210600193 A CN 202210600193A CN 115405595 A CN115405595 A CN 115405595A
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V·拉达诺维奇
G·李
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Abstract

本发明涉及一种用于补偿两个待相连的构件(2,3)之间的公差的装置(1),具有空心圆柱形的基本元件(4),空心圆柱形的补偿元件(5),所述补偿元件与所述基本元件(4)形成第一螺纹啮合(G1)并且所述补偿元件可通过相对所述基本元件(4)扭转而从起始位置(AP1)移至补偿位置(AP2),和穿过所述装置(1)的第一空腔(H1)延伸的用于将所述两个构件(2,3)连接在一起的连接元件(6),其中所述连接元件(6)与所述构件中的一个(2)和/或第一螺母元件(8)形成第二螺纹啮合(G2),且其中第二螺母元件(9)如此地布置在所述补偿元件(5)的凹槽(52)中,使得当所述连接元件(6)旋入所述装置(1)时,所述第二螺母元件与所述连接元件(6)形成第三螺纹啮合(G3),其中在所述连接元件(6)旋入所述构件(2,3)中的一个和/或所述第一螺母元件(8)时,所述第二螺母元件(9)可至少部分地独立于所述补偿元件(5)并且相对于所述补偿元件地轴向移动。

Description

用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置
技术领域
本发明涉及一种用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置。
背景技术
用于补偿两个构件之间的公差的已知装置(也简称为补偿装置)由基本元件或基体与轴向补偿元件、如金属螺纹套筒,构成,它们处于螺纹啮合中,例如左旋螺纹啮合中。在该轴向补偿元件中通常设有弹簧元件,该弹簧元件在穿过补偿元件并具有另一螺纹(右旋螺纹)的连接元件与轴向补偿元件之间建立摩擦连接,从而当连接元件被拧紧,例如旋转时,将扭矩施加到轴向补偿元件,其使得补偿元件反向于连接螺钉的插入方向地从基本元件轴向旋出,从而补偿轴向公差。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构特别简单的用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置。
本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征的一种用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置。
有利改进方案参阅从属权利要求。
本发明的用于补偿两个待相连的构件之间的公差的装置,包括空心圆柱形的基本元件,空心圆柱形的补偿元件,所述补偿元件与所述基本元件形成第一螺纹啮合并且所述补偿元件可通过相对所述基本元件扭转而从起始位置移至补偿位置,和穿过所述装置的第一空腔延伸的用于将所述两个构件连接在一起的连接元件,其中所述连接元件与所述构件中的一个和/或第一螺母元件形成第二螺纹啮合,且其中第二螺母元件如此地布置在所述补偿元件的凹槽中,使得当所述连接元件旋入所述装置时,所述第二螺母元件与所述连接元件形成第三螺纹啮合,其中在所述连接元件进一步旋入所述构件中的一个和/或所述第一螺母元件时,所述第二螺母元件可至少部分地独立于所述补偿元件并且相对于所述补偿元件地轴向地、特别是反向于所述连接元件的旋入方向地,移动,特别是可被调节。
本发明所实现的主要优点是,补偿元件和基本元件至少部分地处于带连接元件的力流之外,具体方式在于:在实施组装和将连接元件旋入装置的过程中,在第二螺母元件和连接元件之间相应部分地实施第三螺纹啮合并产生某种力流,从而只有第二螺母元件而非补偿元件轴向可动或移动。通过这种方式就能简单地使得其他螺纹啮合中的至少另一个,特别是第二螺纹啮合,例如连接元件和第一螺母元件的螺纹头,实现同步。在组装状态下,紧固过程的扭矩会导致某种力流并在连接元件和第二螺母元件之间,特别是在连接头和第二螺母元件之间导致夹紧连接(也称夹紧)。连接元件、特别是连接螺钉的力将第二螺母元件和其中一个构件夹紧在一起并将它们固设在一起。从而防止在其他组件之间,特别是补偿元件和基本元件之间出现夹紧负荷或张力。这样一来,补偿元件和基本元件例如可以由塑料材料构成。由这两个螺母元件和连接元件的螺纹来实现轴向公差补偿。
根据一种可能的实施方式,所述第二螺母元件以至少一个同步高度低于所述补偿元件的法兰表面或端面的方式布置。例如,所述同步高度对应于所述补偿元件和基本元件之间的第一螺纹啮合的至少一个螺距。
在另一实施方式中,所述第二螺母元件在起始位置中以形状配合的方式布置在所述补偿元件中。换言之:至少在起始位置,第二螺母元件抗扭地布置在补偿元件中。例如,所述补偿元件包括容置区段,所述第二螺母元件在所述起始位置中以形状配合的方式布置在所述容置区段中。
此外,所述容置区段包括多个纵向接片。为了容置第二螺母元件,所述容置区段优选地具有特别是用来容置螺母头的六角轮廓。
根据另一实施方式,所述纵向接片沿纵轴在所述容置区段中延伸并且在朝所述法兰表面的方向上具有减小的高度。特别地,纵向接片具有这样的形状和/或尺寸,使得第二螺母元件沿旋转方向至少形状配合地布置在容置区段中。此外,所述纵向接片可以具有某种形状和/或尺寸,使得所述第二螺母元件至少摩擦配合地在轴向上沿所述装置的纵轴布置在所述容置区段中。
将连接元件送入第二螺母元件时,它们形成螺纹啮合。将连接元件穿过第二螺母元件进一步送入补偿元件时,连接元件和补偿元件形成带动啮合以实现轴向补偿运动。在此过程中,补偿元件反向于连接元件的插入方向地并且相对于基本元件地移动。第二螺母元件如此地布置在补偿元件的容置区段中,使其在补偿元件移动时被带动。
特别是朝第一螺母元件(如焊接螺母)将连接元件进一步拧入装置时,可能出现连接元件的螺纹线例如因构件公差而无法立即与第一螺母元件的螺纹线啮合的情况。
因此,基于连接元件和第二螺母元件之间的第三螺纹啮合,将扭矩施加于第二螺母元件,该扭矩克服纵向接片上的形状配合,使得第二螺母元件反向于连接元件的插入方向地轴向地旋入容置区段或从中旋出。将第二螺母元件特别是在法兰表面的方向上轴向地并且独立于补偿元件和基本元件地旋入容置区段或至少部分地从中旋出。使得第二螺母元件特别是在容置区段中轴向移动,直到连接元件的螺纹线与第一螺母元件的螺纹线啮合或导入其中。该移动例如可以达到360°一转,因而特别是指一个螺距。
为此,第二螺母元件具有相应的内螺纹。连接元件构建为具有对应外螺纹的连接螺钉或螺栓。
基本元件和补偿元件可以分别由塑料材料构成。替代地,也可以采用其他材料,例如金属。基本元件和补偿元件可以由相同的材料或不同的材料构成。
此外,补偿元件和基本元件同轴包围连接元件。补偿元件和基本元件具有纵向延伸部,即沿纵轴的延伸部。补偿元件和基本元件特别是围绕其纵轴旋转对称。在所述装置的组装状态下,补偿元件、基本元件和连接元件的纵轴重合。此外,补偿元件以轴向可动以进行公差补偿的方式布置在基本元件中。
附图说明
结合附图对本发明的实施例进行详细说明。其中:
图1A至1C为用于补偿两个构件之间的公差的装置的实施例的示意图,该装置处于具有待补偿的构件之间的高度间隙的起始位置中或处于具有已补偿的高度间隙和已补偿的同步高度的补偿位置中,
图2A和2B分别为补偿元件的内轮廓和连接元件的外轮廓的第一实施例的示意图,
图2C和2D分别为补偿元件的内轮廓和连接元件的外轮廓的第二实施例的示意图,
图2E和2F分别为补偿元件的内轮廓和连接元件的外轮廓的第三实施例的示意图,
图3A和3B为补偿元件的实施例的俯视图或透视图,
图4为不带连接元件的装置的实施例的截面图,
图5A和5B为该装置的组件在这两个构件公差补偿地连接期间的运动方向以及该装置组装完毕后的示意图,其中补偿元件处于起始位置中,
图6A和6B为该装置的组件在这两个构件公差补偿地连接期间的运动方向以及该装置组装完毕后的示意图,其中补偿元件处于补偿位置中,
图7A和7B为该装置在组装状态下不带连接元件且不带第二螺母元件的透视局部截面图,其中补偿元件处于起始位置中,
图8A和8B为该装置在组装状态下不带连接元件且不带第二螺母元件的透视局部截面图,其中补偿元件处于补偿位置中,
所有附图中相同的部件用同一附图标记表示。
具体实施方式
图1A为用于补偿两个待相连的构件之间的特别是轴向的公差,特别是高度间隙S的装置1的实施方式的示意图。装置1例如被配置成将第一构件2,例如轴承座、电子部件、灯具、装饰件,附接到第二构件3,例如门板、承载结构或车辆的车身结构上。
装置1包括至少一个空心圆柱形基本元件4和一个空心圆柱形补偿元件5。空心圆柱形基本元件4构建成用于第一构件2的保持元件。为此,第一构件2具有至少一个或多个未详细示出的凹口。基本元件4包括至少一个或多个柔性的保持凸缘41,其穿过凹口并且保持式抵接在第一构件2的底侧上。
图1A示出了处于起始位置AP1的处于部分组装状态的装置1,其中补偿元件5被布置在与第二构件3的高度间隙S对应的距离处。
至少在组装装置1时,补偿元件5与基本元件4形成第一螺纹啮合G1,其中补偿元件5可通过相对于基本元件4的扭转而在第一补偿运动AB1中从起始位置AP1移至补偿位置AP2,以便补偿高度间隙S,图1A和1B所示顺序示出此种情况。
图1B示出了处于补偿位置AP2的装置1,其中高度间隙S被补偿并且两个构件2和3借助连接元件6,特别是借助夹紧连接而相连。
连接元件6例如是连接螺钉,其至少穿过装置1的第一空腔H1和第二空腔H2,以将第一构件2和第二构件3彼此连接。
当装置1被组装时,连接元件6与构件2、3中的一个和/或第一螺母元件8形成第二螺纹啮合G2,特别是用于将这两个构件2和3连接在一起,特别是夹紧在一起。
为了在组装装置1时使得第一螺纹啮合G1与第二螺纹啮合G2同步,设有第二螺母元件9。第二螺母元件9布置在补偿元件5中,使其在补偿元件5中至少部分地独立于补偿元件5并且相对于其轴向地移动,特别是根据第二补偿运动AB2而移动,下文将对此进行详细说明。
组装过程如下:
将基本元件4和补偿元件5在螺接状态下一起布置在第一构件2上,特别是夹住,例如借助保持凸缘41而与第一构件2连接在一起。将第二螺母元件9抗扭地布置在容置部52中,特别是补偿元件5的容置区段522中。
为第二构件3设置与容置部52的开口同心的通孔31。
将连接元件6,特别是具有螺钉头63和螺纹杆64的螺钉,通过第二构件3中的通孔31插入、特别是拧入第二螺母元件9。第二螺母元件9抗扭地布置在补偿元件5中。
然后将连接元件6进一步插入补偿元件5并与补偿元件5的非圆形内轮廓51接触。替代地,作为非圆形内轮廓51的替代方案,在补偿元件5中可以布置有传统的带动元件(未详细示出),尤其是弹簧元件。
从而引起第一补偿运动AB1,其中通过非圆形内轮廓51或弹簧元件的带动,补偿元件5通过连接元件6而抵靠至第二构件3,参阅图1B。换言之:连接元件6和补偿元件5进入带动啮合以实现特别是轴向的第一补偿运动AB1。补偿元件5与连接元件6的插入方向相反并且相对于基本元件4移动。该轴向上的第一补偿运动AB1用于补偿这两个构件2和3之间的轴向公差。第一补偿运动AB1的最大长度大约对应于高度间隙S。
连接元件6与补偿元件5的内轮廓51形成摩擦配合.由于摩擦配合,连接元件6将扭矩传递到补偿元件5,使得补偿元件5沿与连接元件6的插入方向相反的方向并且相对于第二螺母元件9移动并且相对于基本元件4朝第二构件3轴向地根据第一补偿运动AB1进行移动,直至补偿元件5抵接在第二构件3的底侧32上,参阅图1B或1C。该位置对应于补偿位置AP2。当连接元件6被拧入装置1时,补偿元件5的这种运动是第一补偿运动AB1,其中补偿元件5相对于基本元件4且相对于构件2和3在第二构件3的方向上轴向移动。从而补偿构件2和3之间的轴向公差。
第二螺母元件9布置在补偿元件5中,使其可以在补偿元件5的该第一补偿运动AB1中被带动。换言之:在补偿元件5的该第一补偿运动AB1期间,第二螺母元件9相对于基本元件4和构件2和3移动,但不相对于补偿元件5轴向移动。替代地,第二螺母元件9可以在补偿元件5的凹槽52中以可轴向上下移动的方式布置,使得补偿元件5不必带动第二螺母元件9。
当连接元件6进一步插入装置1时,连接元件6的螺纹线可能并非立即与第一螺母元件8的螺纹线啮合或与其发生接触。
因此,为了使两个螺纹线同步,基于第二螺母元件9和连接元件6之间的螺纹啮合,第二螺母元件9相对于补偿元件5轴向地并且独立于其地根据第二补偿运动AB2进行移动。第二螺母元件9独立于补偿元件5地反向于连接元件6的插入方向轴向移动,直到连接元件6的螺纹线与第一螺母元件8的螺纹线啮合。第二补偿运动AB2的最大长度大致对应于同步高度S1。
为了使第二螺纹啮合G2的螺纹头同步,基于连接元件6和第二螺母元件9之间的第三螺纹啮合G3,将扭矩施加于第二螺母元件9,该扭矩克服纵向接片524上的形状配合,使得第二螺母元件9反向于连接元件6的插入方向地轴向地旋入容置区段522或从中旋出。将第二螺母元件9特别是在法兰表面的方向上轴向地并且独立于补偿元件5和基本元件4地旋入容置区段522或至少部分地从中旋出。第二螺母元件9特别是在容置区段522中轴向移动,直到连接元件6的螺纹线与第一螺母元件8的螺纹线啮合或导入其中。该运动用于使第二螺纹啮合G2的螺纹线同步并且形成第二补偿运动AB2。
根据螺纹线相对于彼此的布置,在某些情况下同步长度可以达到360°一转,直到螺纹线啮合。根据第二补偿运动AB2的该同步长度具有第二螺母元件9的相应可调节的同步高度S1。每转例如可以大约是一个螺距。这一个螺距又可以大致对应于同步高度S1和/或高度间隙S。
然而,第二补偿运动AB2有可能不完全补偿高度间隙S,因为例如只需要一半螺距就能使得连接元件6导入第一螺母元件8,特别是与其螺纹线啮合。在这种情况下,同步高度S1小于高度间隙S,参阅图1B。
在只有补偿元件5借助连接元件6被张紧在第二构件3上的情况下,则连接元件6与第一螺母元件8之间的压应力的相应力流KF通过补偿元件5和基本元件4。
此外,两个构件2和3的紧固过程的扭矩在某些情况下会导致压应力的不同于传统式夹紧连接的改变后的力流KF1,特别是在连接元件6和第二螺母元件9之间,特别是在螺钉头63和第二螺母元件9之间,导致夹紧连接(也称夹紧)。在装置1的组装状态下,连接元件6被施加拉应力ZS。
该改变的力流KF1在图1C中示出。
在第二补偿运动AB2期间,第二螺母元件9抵靠在第二构件3上,使得连接元件6的拉力将第二螺母元件9与第二构件3张紧并固设在一起。
作为替代或补充方案,例如在这些元件是塑料件的情况下,则在组装期间也就是在拧入过程中或者将来在组装状态中,就可以在基本元件4和补偿元件5之间出现某种调整行为,使得在装置1中总是出现改变后的力流KF1。
当在装置1的组装状态下在连接元件6和第二螺母元件9之间出现改变的力流KF1的情况下,就能防止在其他组件之间,特别是补偿元件5和基本元件4之间出现夹紧负荷或张力。
第二螺母元件9布置在补偿元件5的凹槽52中,使得当连接元件6旋入装置1时,该第二螺母元件9与连接元件6形成第三螺纹啮合G3,由此,第二螺母元件9在连接元件6旋入第一构件2和/或第一螺母元件8时,至少部分地独立于补偿元件5并且相对于其地轴向移动,参阅此前的详细描述。
因此,补偿元件5和基本元件4在装置1的组装状态下处于第二螺母元件9与连接元件6的改变的力流KF1之外。由于连接元件6与第二螺母元件9通过第三螺纹啮合G3而压紧配合,第二螺母元件9在没有补偿元件5的情况下在装置1中轴向移动,从而简单地实现第一和第二螺纹啮合G1和G2的同步。
此外,第一空腔H1在横截面中具有内轮廓51。连接元件6在横截面中具有外轮廓61。
第一空腔H1由补偿元件5的中空内腔形成。内轮廓51形成在补偿元件5的内壁上。
此外,连接元件6穿过由基本元件4的中空内腔形成的第二空腔H2。
在实施例中,基本元件4同轴地布置在补偿元件5中。替代地,补偿元件5也可以同轴地布置在基本元件4中,参阅图4。
内轮廓51与外轮廓61的主要不同之处在于,当内轮廓51和外轮廓61彼此同心对齐时,形成至少一个径向突出部7和/或集成传动件50,参见图2A至2E。
通过具有至少一个径向突出部7和/或具有至少一个集成传动件50的这种轮廓构造,就能至少部分地在连接元件6和补偿元件5之间实现针对性的压紧配合。这样就能利用连接元件6的至少一个区段来保持待连接的构件2、3之间的距离。从而与传统的补偿装置相比,实现该装置的无弹簧构建方案。通过内轮廓51(特别是非圆形内轮廓51)的这种构造,在装置1中,在补偿元件5上形成径向突出部7和/或集成传动件50。特别地通过内轮廓51和外轮廓61的相互作用而产生压紧配合,从而将连接元件6的扭矩传递并且施加至补偿元件5。此外还减少了根据本发明的装置的组件数目。
图2A和2B分别为补偿元件5的内轮廓51和连接元件6的外轮廓61的简化横截面示意图。图2A或2B所示内轮廓51和外轮廓61位于两个轴线B和C所形成的平面中,其中轴线B和轴线C相互垂直并且垂直于装置1的纵轴A。纵轴A穿过这两个轴线B和C的交点。
相应的内轮廓51基本上是非圆形的。相应的外轮廓61基本上是圆形的。在本实施例中,根据图2A的内轮廓51呈三叶形并且具有三个圆角,也称为三角圆。替代地,内轮廓51可以是卵形的或椭圆形的,其中在这种情况下,仅形成两个径向突出部7而不是三个径向突出部7和/或集成传动件50。如图2B所示,内轮廓51也可以如此地构建,从而形成四个径向突出部7和/或集成传动件50。这种内轮廓51也被称为四角圆。
替代地,外轮廓61可以是非圆形的,内轮廓51大体呈圆形,参阅图2E和2F。
内轮廓51(如图2A至2D所示)在横截面中具有至少一个径向向外延伸并且特别是从内圆周突出的拱形结构511。内轮廓51优选地具有围绕补偿元件5的内圆周均匀分布的多个拱形结构511。
在装置1的替代实施方式中,作为补偿元件5的内轮廓51上的拱形结构511的替代方案,在连接元件6的外轮廓61上可以设有至少一个或多个拱形结构611,参阅图2E、2F。
当补偿元件5的内轮廓51和连接元件6的外轮廓61同心对齐时,在横截面中,由内轮廓51的至少一个拱形结构511(图2A至2D)或连接元件6的至少一个拱形结构611(图2E和2F)形成径向突出部7和/或集成传动件50,特别是集成传动区段。
图2A为内轮廓51和外轮廓61的第一实施例的自下而上的俯视图。连接元件6的外轮廓61是圆形的,特别是浑圆形的。根据图2A的补偿元件5的内轮廓51具有三个拱形结构511,其特别是均匀分布地布置在补偿元件5的内圆周上。图2B为图2A所示内轮廓51和外轮廓61的自上而下的俯视图。
图2C为内轮廓51和外轮廓61的第二实施例的自下而上的俯视图。外轮廓61是圆形的,特别是浑圆形的。根据图2C的内轮廓51具有四个拱形结构部511,这些凸出部特别是均匀分布地布置在补偿元件5的内圆周上。图2D为图2C所示内轮廓51和外轮廓61的自上而下的俯视图。
图2E为内轮廓51和外轮廓61的第三实施例的自下而上的俯视图。内轮廓51是圆形的,特别是浑圆形的。根据图2E的外轮廓61具有三个拱形结构611,这些隆起部特别是均匀分布地布置在连接元件6的外圆周上。图2F为图2C所示内轮廓51和外轮廓61的自上而下的俯视图。
对于所有实施例,补偿元件5的内轮廓51是圆柱形的。特定而言,各个实施例的相应内轮廓51在纵截面图中呈锥形或截锥形,具有第一半径512和第二半径513。如图7A和8A所示,第一半径512大于第二半径513。
第一半径512例如是圆形的。第二半径513例如是三角圆形或三叶形,如图2A和2B所示,或者是四角圆形,如图2C和2D所示。补偿元件5的内圆周上的拱形结构511或连接元件6的拱形结构611在补偿元件5和连接元件6的纵向延伸中延伸,特别是通过图3B所示补偿区段523上延伸。
相应的拱形结构511或611可以呈不完整圆形或圆弧形或者构建为球形的拱形结构。设有多个拱形结构511或611时,它们都具有相同的形状。
补偿元件5一体成型。补偿元件5被构建成无弹簧。补偿元件5不具有弹簧元件。
为了将这两个构件2和3连接在一起,在第一构件2的底侧上设有第一螺母元件8。第一螺母元件8可以是单独的元件。替代地,第一螺母元件8也可以焊接到第一构件2。第一构件2和第二构件3分别包括用于连接元件6的相关通孔21和31。在另一替代实施方式中,第一构件2本身可以具有作为螺母的内螺纹,其中该内螺纹构建在相关联的通孔21中。
为了组装装置1,将第一构件2和第二构件3螺接在一起。例如借助基本元件4将装置1布置在第一构件2上并且例如借助保持凸缘41将其保持在此处。将第二构件3布置在补偿元件5的背离基本元件4的一侧上。然后将连接件6穿过第二构件3中的通孔31、第一空腔H1和第二空腔H2以及第一构件2中的通孔21,并且拧入第一构件2和/或第一螺母元件8。
补偿元件5和连接元件6至少部分地、特别是在内轮廓51和外轮廓61的区域中形成摩擦配合。其中,补偿元件5与连接元件6形成摩擦配合,使得当两个构件2和3彼此连接在一起时,连接元件6所施加的扭矩可以被传递到补偿元件5。通过将构件2和3螺接在一起来补偿并闭合这两个待连接构件2和3之间的非期望高度间隙S,其中在螺接过程中,补偿元件5如第一补偿运动AB1的箭头所示轴向地从起始位置AP1移至补偿位置AP2。如图1A所示,在起始位置AP1中,补偿元件5与第二构件3的底侧32相距根据高度间隙S的距离布置。在补偿位置AP2中,补偿元件5抵靠在第二构件3的底侧32上,参阅图1B或1C。
基本元件4和补偿元件5可以分别由塑料材料构成。替代地,也可以采用其他材料,例如金属。基本元件4和补偿元件5可以由相同的材料或不同的材料构成。
视径向突出部7的尺寸和/或数目而定地,内轮廓51与外轮廓61也可以形成形状配合。径向突出部7越大,内轮廓51和外轮廓61越有可能在摩擦配合以外形成形状配合。
可选地,内轮廓51和/或外轮廓61可以设置有啮合结构(未详细示出)。例如,内轮廓51和/或外轮廓61可以设置有摩擦层,例如细粒或粗粒顶层。从而增强连接元件6和补偿元件5在啮合轮廓的区域中的压紧配合。
此外,装置1包括第二螺母元件9。第二螺母元件9用于使补偿元件5相对于基本元件4的运动以及连接元件6相对于补偿元件5和第一螺母元件8的运动同步,参阅此前结合图1B和1C的相关描述。为此,第二螺母元件9布置在补偿元件5的凹槽52中。
图3A和3B为轴向补偿元件5的实施方式的俯视图或透视图。
轴向补偿元件5具有法兰53。法兰53构建为空心圆柱形杆部54上的伸出部分或径向突出部。
凹槽52是阶梯状的。在实施例中,凹槽52具有用于第二螺母元件9的第一补偿区段521、用于第二螺母元件9的容置区段522和用于补偿元件5的第二补偿区段523。
如图3A所示,第二补偿区段523具有非圆形的内轮廓51,尤其是三叶形的横截面,其在旋入时能够与连接元件6摩擦配合。如图2B所示,内轮廓51还可以具有其他合适的横截面形状,特别是二角圆形、四角圆形或多角圆形。
如图3B所示,内轮廓51在纵截面中也具有锥形形状。该锥形形状有助于在这两个构件2和3之间进行公差补偿运动期间实施连接元件6和补偿元件5的摩擦配合。
此外,内轮廓51可以设有未详细示出的啮合结构,尤其是摩擦层。
第二螺母元件9在其起始位置AP1中以形状配合的方式布置在容置区段522中。为此,容置区段522具有多个特别是对称分布的纵向接片524。当组装装置1时,将第二螺母元件9插入、特别是压入容置区段522,其中纵向接片524在第二螺母元件9和补偿元件5之间形成形状配合。
第二螺母元件9例如是六角螺母。为此,容置区段522在内侧并且至少部分地具有相应的六角轮廓525。
在法兰53的区域中置入有槽形凹槽531。从而形成柔性固定臂532,其在图7B中予以详细阐述。
如图3B所示,纵向接片524沿纵轴A至少局部地在容置区段522的区域中延伸。纵向接片524在朝第一补偿区段521的方向上具有减小的高度。此外,纵向接片524具有某种形状和/或尺寸,使得第二螺母元件9至少形状配合地、特别是在连接元件6的旋转方向上布置在容置区段522中。此外,第二螺母元件9摩擦配合地特别是在轴向上沿纵轴A布置在容置区段522中。
第二螺母元件9的高度大致对应于容置区段522的高度。
将连接元件6插入第二螺母元件9时,它们彼此螺纹啮合。为此,第二螺母元件9具有相应的内螺纹。连接元件6构建为具有对应外螺纹的连接螺钉或螺栓。
此外,补偿元件5的内轮廓51可以构建为可弯曲的或柔性的或弹性的。为此,补偿元件5在其与法兰53相对的端侧上具有环形槽56。环形槽56特别是用于防止在由塑料制成的补偿元件5的注塑过程中发生材料堆积。此外,这种由塑料制成的具有环形槽56的补偿元件5能够实现弹性的等厚形状。
此外在图3A和3B所示的实施例中,补偿元件5还具有补偿螺纹55。补偿螺纹55在图1A至1C、5B、6B所示相应实施例中是内螺纹并且在图3B、4、7A、8A所示相应实施例中是外螺纹。
为了在补偿元件5和基本元件4之间进行螺纹啮合,基本元件4具有相应的基本元件螺纹42,其在以下图4、7A和8A中示例性地示出。在图4、7A和8A所示相应实施例中,基本元件螺纹42是内螺纹。在图1A至1C、5B和6B所示相应实施例中,基本元件螺纹42是外螺纹。
基螺纹42可以构建为具有单独一个螺纹牙顶的螺纹线。替代地,基本元件螺纹42也可以具有多个螺纹线,其具有相应的螺纹牙顶,特别是两个螺纹牙顶。仅设一个螺纹线时,就可以有利地实现打开/关闭工具,从而实现低成本的生产。而设有两个或两个以上螺纹线时,还需要一个可旋转的芯件来脱模。
图4为不带连接元件6的装置1的截面图。
第二螺母元件9在起始位置AP1中以形状配合的方式布置在容置区段522中。第一补偿区段521表示某个同步高度S1,当连接元件6旋入第一螺母元件8时,第二螺母元件9独立于补偿元件5地根据第二补偿运动AB2轴向地补偿该同步高度,以便同步这些螺纹线,而不必使得补偿元件5进行轴向移动,例如参阅图1B和1C。该第二补偿运动AB2用于同步螺纹啮合,特别是同步补偿元件5和基本元件4之间的补偿螺纹啮合以及同步连接元件6和第一螺母元件8之间的紧固啮合。为此,第二螺母元件9至少以同步高度S1,特别是以第一螺纹啮合G1的至少一个螺距低于补偿元件5的端面或法兰表面布置(特别是被压紧)的方式,布置在补偿元件5中的凹槽52中。换言之:同步高度S1对应于补偿元件5和基本元件4之间的第一螺纹啮合G1的至少一个螺距。第二螺母元件9在起始位置AP1中位于内部,从而使得第二螺母元件9能够轴向移动,而补偿元件5不必进行轴向移动。
此外,第二螺母元件9也可以至少部分地从凹槽52移出。当装置1被组装时,第二螺母元件9特别是可以在第二补偿运动AB2期间从凹槽52移出,直到第二螺母元件9抵接在第二构件3的底侧32上,例如参阅图1C和6B。在将连接元件6旋入装置1,特别是旋入第一螺母元件8时,第二螺母元件9单独进行运动,该运动表示相对于补偿元件5和基本元件4以及相对于构件2和3的第二补偿运动AB2。
图5A为补偿元件5因第一补偿运动AB1而移至补偿位置AP2后并且在其螺纹头在将连接元件6拧入第一螺母元件8的过程中导入或啮合前,连接元件6和第一螺母元件8之间的第二螺纹啮合G2的区域的简化示意性横截面图。在本实施例中,在第二螺纹啮合G2的两个螺纹头之间存在近似为零的螺纹偏移ΔG(也简称为零偏移)。因此,当连接元件6拧入第一螺母元件8时,两个螺纹头彼此导入,如箭头PF1、PF2所示。
图5B示出处于组装状态下的装置1,其中补偿元件5在组装期间由于其第一补偿运动AB1而移至其补偿位置AP2。由于螺纹偏移ΔG,无需第二螺纹啮合G2的螺纹头的同步。因而在该实施例中,不发生第二螺母元件9的第二补偿运动AB2。第二螺母元件9停留在其起始位置AP1中。基于第一补偿运动AB1,补偿元件5移至其补偿位置AP2并且抵靠在第二构件3的底侧32上。
由于这些螺纹头以不同步的方式导入,就能将连接元件6拧入第一螺母元件8,直到连接元件6的头部底侧62抵接至第二构件3的顶侧33。在装置1的这种组装后的最终状态下,两个构件2和3借助装置1以补偿轴向公差的方式相连。
第一螺母元件8可以单独构建或附接、特别是焊接至第一构件2。
在未详细示出的替代实施方式中,第一构件2在通孔21中具有构件螺纹,连接元件6以连接方式与该构件螺纹啮合,从而省略第一螺母元件8。
图6A为补偿元件5因第一补偿运动AB1而移至补偿位置AP2后并且在第二螺纹啮合G2的螺纹头在将连接元件6拧入第一螺母元件8的过程中导入或啮合前,连接元件6和第一螺母元件8之间的第二螺纹啮合G2的区域的另一示例的简化示意性横截面图。补偿元件5已经移至其补偿位置AP2。
当连接元件6进一步旋入第一螺母元件8时,连接元件6的螺纹线可能无法立即与第一螺母元件8的螺纹线啮合或抵接于其上。
在图6A所示实施例中,在第二螺纹啮合G2的两个螺纹头之间存在大于零的螺纹偏移ΔG。因而有必要同步这两个螺纹头,以便其可靠地导入,参阅箭头PF3和PF4。在所示实施例中,螺纹偏移ΔG约为350°。
因此,为了使第二螺纹啮合G2的这两个螺纹线同步,基于第二螺母元件9和连接元件6之间的第三螺纹啮合G3,第二螺母元件9相对于补偿元件5轴向地并且独立于其地根据第二补偿运动AB2进行移动。第二螺母元件9独立于补偿元件5地反向于连接元件6的插入方向轴向移动,直到连接元件6的螺纹线与第一螺母元件8的螺纹线啮合。第二补偿运动AB2的最大长度大致对应于同步高度S1。
根据螺纹线相对于彼此的布置,在某些情况下同步高度S1可以达到360°一转,直到螺纹线啮合。每转例如可以大约相当于一个螺距。这一个螺距又可以大致对应于同步高度S1和/或高度间隙S。
图6B示出处于组装状态下的装置1,其中由于较大的螺纹偏移ΔG,补偿元件5和第二螺母元件9均移至补偿位置AP2。
在第二螺纹啮合G2的螺纹线同步之后,通过将连接元件6进一步旋入装置1来将连接元件6拧入第一螺母元件8,直到连接元件6的头部底侧62抵接至第二构件3的顶侧33。在装置1的这种组装后的最终状态下,两个构件2和3借助装置1以补偿轴向公差的方式相连。
第一螺母元件8可以单独构建或附接、特别是焊接至第一构件2。
在未详细示出的替代实施方式中,第一构件2在通孔21中具有构件螺纹,连接元件6以连接方式与该构件螺纹啮合,从而省略第一螺母元件8。
图7A和7B为该装置1在组装状态下不带连接元件6和第二螺母元件9的透视局部截面图,其中补偿元件5处于起始位置AP1中。
内轮廓51呈锥形,具有位于第二补偿区段523的上端上的第一半径512和位于第二补偿区段的下端上的第二半径513。第一半径512大于第二半径513。另外,第二补偿部523的上缘上可以设置倒角514。
如图7B所示,补偿元件5的固定臂532的自由端533具有突起534,该突起在与构件2和3组装之前与基本元件4中的固定凹槽43卡合。通过将突起534卡合在固定凹槽43中,在补偿元件5和基本元件4之间形成抗扭。补偿元件5和基本元件4之间的这种抗扭的作用是:在将装置1预装在第一构件2上时进行支承保护,以及/或者在安装到构件2和3上前对装置1进行运输保护。
图8A和8B为该装置1在组装状态下不带连接元件6和第二螺母元件9的透视局部截面图,其中补偿元件5处于补偿位置AP2中。
附图标记表
1 装置
2 第一构件
21 通孔
3 第二构件
31 通孔
32 底侧
33 顶侧
4 基本元件
41 保持凸缘
42 基本元件螺纹
43 固定凹槽
5 补偿元件
50 集成传动件
51 内轮廓
511 拱形结构
512 第一半径
513 第二半径
514 倒角
52 凹槽
521 第一补偿区段
522 容置区段
523 第二补偿区段
524 纵向接片
525 六角轮廓
53 法兰
531 凹槽
532 固定臂
533 自由端
54 空心圆柱形杆部
55 补偿螺纹
56 环形槽
6 连接元件
61 外轮廓
611 拱形结构
62 头部底侧
63 螺钉头
64 螺纹杆
7 突出部
8 第一螺母元件
9 第二螺母元件
A 纵轴
AB1 第一补偿运动
AB2 第二补偿运动
AP1 起始位置
AP2 补偿位置
B,C 轴线(横轴)
G1 第一螺纹啮合
G2 第二螺纹啮合
G3 第三螺纹啮合
H1 第一空腔
H2 第二空腔
KF 力流
KF1 改变后的力流
PF1至PF 箭头
S 高度间隙
S1 同步高度
ZS 拉应力
ΔG 螺纹偏移

Claims (10)

1.一种用于补偿两个待相连的构件(2,3)之间的公差的装置(1),具有
-空心圆柱形的基本元件(4),
-空心圆柱形的补偿元件(5),所述补偿元件与所述基本元件(4)形成第一螺纹啮合(G1)并且所述补偿元件可通过相对所述基本元件(4)扭转而从起始位置(AP1)移至补偿位置(AP2),和
-穿过所述装置(1)的第一空腔(H1)延伸的用于将所述两个构件(2,3)连接在一起的连接元件(6),
其中所述连接元件(6)与所述构件(2,3)中的一个和/或第一螺母元件(8)形成第二螺纹啮合(G2),且
其中第二螺母元件(9)如此地布置在所述补偿元件(5)的凹槽(52)中,使得当所述连接元件(6)旋入所述装置(1)时,所述第二螺母元件(9)与所述连接元件(6)形成第三螺纹啮合(G3),其中在所述连接元件(6)进一步旋入所述构件(2,3)中的一个和/或所述第一螺母元件(8)时,所述第二螺母元件(9)可至少部分地独立于所述补偿元件(5)并且相对于所述补偿元件地轴向移动。
2.根据权利要求1所述的装置(1),其中所述第二螺母元件(9)以至少一个同步高度(S1)低于所述补偿元件(5)的法兰表面的方式布置在所述凹槽(52)中。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1),其中所述同步高度(S1)对应于所述补偿元件(5)和所述基本元件(4)之间的第一螺纹啮合(G1)的至少一个螺距。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置(1),其中所述第二螺母元件(9)在起始位置(AP1)中以形状配合的方式布置在所述补偿元件(5)中。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置(1),其中所述补偿元件(5)包括容置区段(522),所述第二螺母元件(9)在所述起始位置(AP1)中以形状配合的方式布置在所述容置区段中。
6.根据权利要求5所述的装置(1),其中所述容置区段(522)包括多个纵向接片(524)。
7.根据权利要求5或6所述的装置(1),其中所述容置区段(522)具有六角轮廓(525)。
8.根据权利要求6或7所述的装置(1),其中所述纵向接片(524)沿纵轴(A)在所述容置区段(522)中延伸并且在朝所述法兰表面的方向上具有减小的高度。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置(1),其中所述纵向接片(524)具有某种形状和/或尺寸,使得所述第二螺母元件(9)至少摩擦配合地布置在所述容置区段(522)中。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置(1),其中所述纵向接片(524)具有某种形状和/或尺寸,使得所述第二螺母元件(9)至少摩擦配合地在轴向上沿所述装置(1)的纵轴(A)布置在所述容置区段(522)中。
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