CN116783405A - 固定元件和解耦组件 - Google Patents
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Abstract
一种固定元件(10)和用于与机动车的车身结构(400)连接的附件的包括固定元件(10)的解耦组件(100)，一种用于制造和装配解耦组件(100)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定元件和用于与机动车的车身结构连接的附件/安装件的包括固定元件的解耦组件，一种用于制造和装配解耦组件的方法。
背景技术
为了降低在内燃机的运行期间产生的噪声，重要的是，使法兰连接在发动机缸体处的附件与发动机缸体振动解耦。为此，在固定螺钉的螺钉头与被固定螺钉保持的构件之间存在解耦元件。借助于该解耦元件，也可以将其他的、尤其是较小的车辆附件固定在车辆处，例如将泵或电机的热泵或者阀固定在车辆的另一构件处。由此，借助于在附件、例如阀与另一车辆部件之间的这种解耦，在运行时不将干扰的噪声输出到车内空间中。
传统的解耦元件的装配需要附加的制造时间，这是因为必须首先装上并随后拧紧螺母或螺钉。此外，对于该装配过程需要附加的工具(螺栓扳手或扭力扳手)。
DE 10 2019 113 663 A1涉及一种用于固定装置的间隔件，该固定装置用于以减弱振动的方式将装配件固定在载体件处。该间隔件具有基体，基体具有第一法兰区域和在基体的纵向方向上观察相对置的第二法兰区域以及通过部，在通过部中可至少局部地容纳与载体件连接或待连接的固定件。基体设计为至少两件式并具有第一体部件和至少一个另外的第二体部件，其中，体部件能以可拆松的方式相互连接以形成基体，其中，在体部件已连接的状态中，在第一和第二法兰区域之间设置有间隙区域，可由该间隙区域至少局部地容纳构造在装配件中的固定孔的边缘。
DE 10 2009 017 806 A1公开了一种用于将构件固定在承载件处的固定元件。该固定元件具有可固定在承载件处的锚定元件。此外，设置用于补偿在构件与锚定元件之间的径向错位的径向的补偿元件。最终，固定元件还具有用于保持构件的保持元件。
由DE 10 2016 113 797 A1已知一种用于在不使用线的情况下将织物固定在肢体处的固定单元，该固定单元具有：可紧固在肢体处的锚元件；保持元件，为了使织物部段吸附在肢体处，该保持元件可与锚元件联接，其中，锚元件和保持元件可相互锁定并且在其之间形成保持区域，织物部段可容纳在该保持区域中。
DE 10 2019 111 078 A1涉及一种具有减振作用的固定装置，该固定装置由两个结构相同的固定单元组成，固定单元分别具有中心的第一通过开口。每个固定单元包括装配元件和减振元件。装配元件构造成具有中心的第二通过开口的盘形，并从每个装配元件的第一侧中延伸出相同的锁定结构。减振元件构造成具有中心的第三通过开口的盘形并至少部分地布置在装配元件的中心的第二通过开口中。由于这种结构，两个固定单元可通过面对彼此的第一侧利用相应的装配元件的相同的锁定结构与布置在其之间的第一构件彼此固定在一起。
DE 10 2005 010 433 A1涉及一种用于以振动和噪声解耦的方式固定板构件的阻尼支座。阻尼支座包括两个由弹性体的材料制成的支座件，该支座件将板构件保持在通过开口的区域中并被固定件穿过。阻尼支座具有两个结构相同的支座件，支座件在穿过开口与沿着周部的径向支撑部之间的区域中具有至少一个齿和与该齿的数量相同数量的齿接合凹部，该齿接合凹部在周部处布置在所述一个或多个齿旁边并且表面与所述齿反向一致。
DE 100 58 520 C1提出了一种用于将盘形的构件固定在容纳构件的容纳通道中的固定装置，其中，该固定装置安放在构件的孔中和容纳通道的壁中的与其对齐的通过孔中，其中，在盘形的构件中的孔的直径小于在容纳构件中的通过孔的直径。设置有两个相同的夹子，该夹子可从相反的端部被导入孔中。每个夹子具有近似环形柱形的部段和空心的柄。安放在壁的通过孔中的环形柱形的部段具有近似径向的近似环形的肩部，该肩部抵靠盘形的构件的转向的侧。柄具有至少两个在周向方向上间隔开的、延伸穿过盘形的构件的孔和另一壁的通过孔的腿部，其中，在相邻的腿部之间的间隙可以容纳另一夹子的腿部。腿部在外侧上具有径向伸出的部段，该部段可与盘形的构件的孔的孔壁接合。在夹子插在彼此中时交叉地布置的腿部通过共同作用的锁定件固定以防彼此脱开。
WO 2010 022 841 A1涉及一种用于以自动补偿在构件B与构件A之间的距离(S)中的公差的方式将构件B固定在构件A处的固定装置，该固定装置具有以下特征：a.)容纳元件和调整元件，调整元件可通过第一螺旋线方向的第一螺纹对与容纳元件旋拧在一起，而b.)穿过容纳元件和调整元件的开口可插入固定螺钉，固定螺钉可通过与第一螺旋线方向相反的第二螺旋线方向的第二螺纹对拧入容纳元件中并通过可分离的联动连接与调整元件连接，以用于在转动固定螺钉时使调整元件一起转动并由此运动到与构件B贴靠，以及c.)调整元件由不能相对转动地且浮动地布置在螺纹元件内的联动件组成，从而可补偿固定螺钉在插入调整元件中时的定向误差。
由US2 797 605 A已知一种由弹性的塑料制成的两件式的固定元件，该固定元件具有一对相同的固定元件，其中，每个元件包括头部和柄，其中，每个柄由多个柄部段组成，这些柄部段以充分的距离侧向地彼此间隔开，以用于在其之间容纳另一固定元件的柄的部段。柄部段中的每个柄部段包括与其他柄部段一起形成柄周部的表面，其中，柄部段具有布置成彼此成角度的径向边缘，并且径向边缘中的每个径向边缘在柄部段的与头部间隔开的端部附近在柄长度的主要部分上朝向头部的方向配设有多个齿造型。每个齿造型在径向的边缘处具有这样的面，即，该面布置成与固定元件的纵轴线成锐角并指向远离头部的方向，以用于简化固定元件的柄部段与另一固定元件的柄部段的导入接合。
发明内容
在该背景下，本发明的目的是，提供一种用于解耦元件的固定装置以及一种用于与机动车的车身结构连接的附件的解耦组件，该解耦组件可简单制造并且能以低的构件成本和时间成本装配。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述的特征的构件、具有权利要求6所述的特征的解耦组件和具有权利要求10所述的特征的方法来实现。由从属权利要求、说明书和附图得出本发明的设计方案和改进方案。
本发明的主题是一种构件，该构件设置成，与第二相同的构件接合在一起，以形成用于解耦元件的固定结构，该解耦元件用于与机动车的车身结构连接的附件。根据本发明，机动车的车身结构可以是在车辆中的任意区域，例如发动机舱、行李舱或车辆中的其他区域，例如地板区域、车顶区域、侧饰件区域，或者也可以是其他部件、例如技术槽、例如以行李舱的区域的形式。在此，根据车辆的设计方案，在行驶方向上观察，行李舱可以布置在车辆的前部或后部区域中。
根据本发明的构件由热塑性塑料制成。根据本发明的构件由硬的材料制成，并为组件提供强度。在一个实施方式中，热塑性塑料是聚酰胺(PA)、聚酰胺6(PA6)或聚酰胺66(PA66)，其中，也可以应用玻璃纤维增强的PA、PA6或PA66。
根据本发明的构件包括基板，基板具有中心的通孔。在一个实施方式中，基板是圆形的。在另一个实施方式中，基板的外轮廓是具有偶数个角部的多边形，例如是具有四个、六个或八个角部的多边形。
在一个实施方式中，中心的通孔是圆形的开口。在另一个实施方式中，中心的通孔的外轮廓是具有至少三个角部的多边形，例如是三角形的、四边形的、五边形的、六边形的或八边形的开口。
基板具有至少两个在与基板的中心(并且由此与中心的通孔的中心)同轴的圆周线上在基板的上侧上彼此等距地布置的、造型相同的柱形壁区段，以及分别布置在两个柱形壁区段之间的缺口。在此，在两个柱形壁区段之间的圆弧的长度至少等于柱形壁区段的上棱边的长度。在一个实施方式中，在两个柱形壁区段之间的圆弧的长度完全等于柱形壁区段的上棱边的长度。
每个柱形壁区段在其上棱边上具有锁定凸出部，该锁定凸出部设置成，接合到第二相同的构件的基板的对应的缺口中并将两个构件相互锁定。如果在两个柱形壁区段之间的圆弧的长度和构件的柱形壁区段的上棱边的长度同样大，则此时在两个构件的柱形壁区段之间的空隙被相应另一构件的柱形壁区段填充，从而形成封闭的空心柱体。如果在两个柱形壁区段之间的圆弧的长度大于柱形壁区段的上棱边的长度，则在接合之后在柱形壁区段之间留有间隙。
柱形壁区段造型相同并且布置成彼此等距，从而在两个柱形壁区段之间的圆弧的长度至少等于柱形壁区段的上棱边的长度。在一个实施方式中，柱形壁区段的上棱边具有与其下棱边相同的长度。在其他实施方式中，柱形壁区段的上棱边的长度小于下棱边的长度，也就是说，柱形壁区段向上缩小。
在一个实施方式中，根据本发明的构件具有两个相同的且等距地布置的柱形壁区段。在一个实施方式中，构件构造成镜像对称的，其中，对称平面伸延穿过构件的竖轴(Z轴)。
在另一个实施方式中，根据本发明的构件具有多于两个相同的且等距地布置的柱形壁区段。在另一个实施方式中，根据本发明的构件具有三个相同的且等距地布置的柱形壁区段。在另一个实施方式中，根据本发明的构件具有四个相同的且等距地布置的柱形壁区段。
在根据本发明的构件的一个实施方式中，基板具有布置在通孔的边缘处的、在等距地布置的柱形壁区段之间的对中元件。
每个柱形壁区段的面对中心的通孔的侧承载有弹性元件。在一个实施方式中，弹性元件布置在基板的通孔的平面上方。在一个实施方式中，弹性元件是舌簧，舌簧平行于基板延伸。在一个实施方式中，载体结构具有至少两个等距地布置的弹性元件。在另一个实施方式中，载体结构具有多于两个弹性元件、例如三个或四个弹性元件。
弹性元件设置成，在螺栓或粗牙螺栓被引入构件的中心的通孔中时接合到螺栓的螺纹牙侧中。由此，构件可以紧固在螺栓上，并且在装配构件或解耦组件时不需要旋拧过程。仅将这种固定结构推套到螺栓或粗牙螺栓上。通过径向地布置在固定结构的内部中的弹性元件实现在螺纹牙侧中的卡紧。
在一个实施方式中，在弹性元件的区域中，中心的通孔的宽度至少等于或大于弹性元件的宽度。由此，弹性元件可以更好地在注塑模中脱模。
在根据本发明的构件的一个实施方式中，基板的下侧具有增强肋部。
包括解耦元件和两个相同的根据本发明的构件的解耦组件也是本发明的主题。根据本发明的解耦组件包括由弹性体制成的解耦元件和两个相同的根据本发明的构件。解耦元件由软的弹性材料制成，并引起固定结构的振动解耦并且减弱振动和固体声。在一个实施方式中，弹性体是乙丙二烯单体橡胶(EPDM)、热塑性弹性体(TPE)或基于烯烃的交联热塑性弹性体(TPV)。
在一个实施方式中，解耦元件具有柱体的形状。在另一个实施方式中，解耦元件具有多边形的棱柱体的形状，例如具有四边形的、六边形的或八边形的基础面的棱柱形的形状。在一个实施方式中，解耦元件在其外表面处具有环绕的槽，该槽设置成，锁定到支架的缺口的边缘中，并将解耦元件紧固在该缺口中。
解耦元件具有中心的柱形通道，该柱形通道的直径至少等于由固定结构的柱形壁区段形成的空心柱体的外直径。直径也可以更大。在柱形壁区段外直径与解耦元件内直径之间的由此产生的间隙附加地促进了解耦。中心的通道的长度等于固定结构的柱形壁区段的高度、也就是说固定结构的空心柱体的长度。
在根据本发明的解耦组件中，解耦元件包围由固定结构的柱形壁区段形成的空心柱体。固定结构的构件的基板接触解耦元件的上侧和下侧并且将解耦元件紧固在解耦组件中。
用于使在机动车的车身结构处的附件振动解耦的方法也是本发明的主题。在该方法中，将由弹性体制成的具有中心的柱形通道的解耦元件引入附件的支架的缺口中并且紧固在此处，例如与缺口的边缘锁定在一起。随后，将两个相同的根据本发明的构件从附件的支架的缺口的对置侧插入解耦元件的中心的柱形通道中并且在形成解耦组件的情况下相互锁定。在此，第一构件的锁定凸出部接合到第二构件的对应的缺口中，第二构件的锁定凸出部接合到第一构件的对应的缺口中。随后，将解耦组件推套到设置在机动车的车身结构处的螺栓上。由此，解耦组件的弹性元件接合到螺栓的螺纹牙侧中并且紧固解耦组件。根据本发明，螺栓也可以设计成粗牙螺栓。
在此，车身结构可以是在车辆处的任意区域，例如发动机舱、行李舱或车辆中的任意其他区域，例如地板区域、车顶区域、侧饰件区域，或者也可以是其他部件、例如技术槽、例如以行李舱的区域的形式。
待解耦的且待固定的附件是位于车辆中的部件、例如阀，电驱动的水泵，传感器，控制器或管路。
在装配时，仅仅需要通过螺栓或粗牙螺栓将解耦组件插上，其中，由塑料制成的弹性的元件在解耦组件的内部中卡在螺栓的螺纹牙侧中。在此，不需要扭转止动器，这是因为解耦元件贴在支架处并通过面压紧产生摩擦力矩，从而元件不可能自己松开(例如由于在行驶期间的振动激励)。为了分别从支架侧进行装配(并且在插上之前)，将解耦组件的固定结构的两个半部在解耦元件的中心的柱形通道中插入彼此内，其中，相应的半部的锁定凸出部锁定在相应另一半部的底部处的缺口中。
与现有技术的解耦元件相比，通过根据本发明的解耦组件为每个解耦组件节省了间隔衬套、垫片和螺母或螺钉。简化了解耦组件的装配，并且由于塑料结构方式而得到轻的重量。在装配过程中，通过插上解耦组件替代拧上螺母或螺钉，这导致制造时间缩短。此外，省去了借助于扭力扳手拧紧螺母或螺钉。可以在装配中节省多种小件和装配工具。从说明书和附图中得到本发明的其他优点和设计方案。
当然，以上所述的并且以下还将说明的特征不仅能在相应给出的组合中、而且也能在其他组合中或单独应用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
根据实施方式在附图中示意性地示出本发明并参考附图进一步描述本发明。其中：
图1示出根据本发明的构件的一个实施方式的示意图；
图2示出根据本发明的构件的一个实施方式的下方视图；
图3示出两个插接在一起的根据本发明的构件的示意图；
图4示出包括两个根据本发明的构件的解耦组件的纵截面；
图5示出根据本发明的方法的工作步骤(装配步骤)。
具体实施方式
图1示出根据本发明的构件10的一个实施方式。所示出的构件10可以与第二相同的构件10插接在一起。构件10由具有或没有玻璃纤维份额的硬的热塑性塑料、例如PA、PA6、PA66等制成。
构件10包括基板12，该基板具有中心的通孔11。在所示出的实施方式中，基板12是圆形的，中心的通孔21是具有圆形的中间部分的长形的开口。在另一个实施方式中，基板12的外轮廓是具有偶数个角部、例如四个、六个、或八个角部的多边形。中心的通孔11也可以具有带有至少三个角部的多边形的轮廓、例如三角形、四边形、五边形、六边形或八边形的轮廓。
在基板12的上侧上，在与通孔11的中心同轴的圆周线上存在两个柱形壁区段14。在所示出的实施方式中，通孔11从其中一个柱形壁区段14的基础部延伸到另一个柱形壁区段14的基础部。柱形壁区段24造型相同并且布置成彼此等距，从而在两个柱形壁区段14之间的圆弧的长度等于柱形壁区段14的上棱边的长度。在所示出的实施方式中，柱形壁区段14的上棱边的长度小于下棱边的长度，也就是说，柱形壁区段14向上缩小。在其他实施方式中，柱形壁区段14的上棱边具有与其下棱边相同的长度。
分别在两个柱形壁区段14之间在基板12中存在第一缺口15；并且柱形壁区段14中的每个柱形壁区段在其上棱边上具有锁定凸出部16。锁定凸出部16设置成，当第二构件被推套到第一构件10上时接合到相同的第二构件10的对应的第一缺口15中并将两个构件10相互锁定。此时，在两个构件10的柱形壁区段14之间的空隙被相应另外的构件10的柱形壁区段14填满，从而形成封闭的空心柱体。
在每个柱形壁区段14的后侧上在基板12中存在第二缺口19。缺口19通过避免了底切部/沉割部——其使得在注塑模中需要附加的滑块——简化了在注塑方法中构件10的制造。但是，该构件也完全可以制成为没有缺口19。
在基板12的上侧上，在柱形壁区段14中的每个柱形壁区段的面对通孔11的侧处分别布置有弹性元件13。弹性元件13设置成，在螺栓300被引入通孔11中时接合到螺栓300的螺纹牙侧中。所示出的实施方式具有两个弹性元件13，弹性元件设置在通孔11的彼此对置的侧上。在所示出的实施方式中，弹性元件布置在通孔11上方。在所示出的实施方式中，弹性元件13设计为平行于基板12延伸的舌簧。
在所示出的实施方式中，在基板12的上侧上在通孔11的边缘处，在弹性元件13之间布置有对中元件17。该对中元件引导螺栓300，螺栓经过构件10的中心的通孔11穿入并且防止其被卡住。
在所示出的实施方式中，构件10构造成镜像对称的，其中，对称平面伸延穿过构件10的竖轴(Z轴)。
图2从下方示出根据本发明的构件10的一个实施方式的视图。
构件10包括具有中心的通孔11的基板12。在所示出的实施方式中，基板12是圆形的，中心的通孔21是具有圆形的中间部分的长形的开口。
在从下方的视图中，可很好地看到弹性元件13和锁定凸出部16，弹性元件和锁定凸出部布置在该图示中不可见的柱形壁区段14处并且位于基板12的平面上方，同样可看到在基板12中的第一缺口15和第二缺口19。在基板12的下侧上布置有增强肋部18，该增强肋部提高了构件10的刚性。
图3示出由两个插接在一起的根据本发明的构件10组成的组件。两个构件10的锁定凸出部16接合到相应的另一构件10的对应的第一缺口15中，并将两个构件10相互锁定。两个构件10的柱形壁区段14形成封闭的空心柱体。
图4示出穿过解耦组件100的纵截面，该解耦组件包括两个插接在一起的根据本发明的构件10和解耦元件30。解耦元件30由软的弹性材料、例如由EPDM、TPE或TPV制成。解耦组件100的两个部件10、30具有不同的功能。硬的部件10用作载体结构并提供组件100的强度，软的部件30引起在支架200与构件10之间的振动解耦并在此用于减弱振动和固体声。解耦元件30包围由插接在一起的构件10的柱形壁区段14形成的空心柱体。如果螺栓300被插入解耦组件100的中心的开口中，则对中元件17引导螺栓并防止卡住。弹性元件13接合到螺栓300的螺纹牙侧中并由此将解耦组件100紧固在螺栓300上。
图5示出用于使与机动车中的车身结构400连接的支架200振动解耦的根据本发明的方法的工作步骤。
在图中左上方示出用于附件的支架200，该支架具有缺口210。首先，将两个相同的解耦元件30引入该缺口中。
在图中右上方示出，随后如何分别将两个相同的根据本发明的构件10从相反的侧穿过解耦元件30的中心的开口和支架200的缺口210插上并且相互锁定，以形成解耦组件100。
在图中右下方示出支架200在机动车的车身结构400处的装配，为此，简单地将支架200推套到设置在车身结构400处的螺栓300上。此时，包含在解耦组件100中的弹性元件13接合到螺栓300的螺纹牙侧中，并且由此将支架200紧固在螺栓300上，而不需要附加的构件或其他工作步骤。
在图中左下方示出装配过程的结果。
装配上螺栓300的车身结构400例如可以是发动机舱的一部分或车辆的技术槽的一部分。例如，在装配支架200之后，该技术槽可以借助于支架200容纳维修工具组。例如，通过根据本发明的构件10，可以在技术槽中在支架200上固定阀以用于冷却例如控制器。
附图标记列表：
10 构件
11 通孔
12 基板
13 弹性元件
14 柱形壁区段
15 第一缺口
16 锁定凸出部
17 对中元件
18 增强肋部
19 第二缺口
30 解耦元件
100 解耦组件
200 支架
210 缺口
300 螺栓
400 车身结构
Claims (10)
1.一种由热塑性塑料制成的构件(10)，所述构件设置成，与第二相同的构件(10)和由弹性体制成的解耦元件(30)接合在一起，以形成用于机动车的与车身结构连接的附件的解耦组件(100)，所述构件包括：
i)具有中心的通孔(11)的基板(12)，
ii)在基板(12)的上侧上在与通孔(11)的中心同轴的圆周线上彼此等距地布置的、造型相同的至少两个柱形壁区段(14)，所述至少两个柱形壁区段的面对通孔(11)的侧分别具有至少一个弹性元件(13)，所述至少一个弹性元件设置成，在螺栓(300)被引入通孔(11)中时接合到螺栓(300)的螺纹牙侧中，
其中，在两个柱形壁区段(14)之间的圆弧的长度至少等于柱形壁区段(14)的上棱边的长度，
其中，每个柱形壁区段(14)在其上棱边上具有锁定凸出部(16)，该锁定凸出部设置成，接合到第二相同的构件(10)的对应的缺口(15)中并将两个构件(10)相互锁定，
iii)分别在两个柱形壁区段(14)之间布置的缺口(15)。
2.根据权利要求1所述的构件(10)，所述构件具有多于两个柱形壁区段(14)。
3.根据权利要求1或2所述的构件(10)，在等距地布置的柱形壁区段(14)之间，所述构件具有布置在通孔(11)的边缘处的对中元件(17)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的构件(10)，其中，所述热塑性塑料是——必要时玻璃纤维增强的——聚酰胺(PA)、聚酰胺6(PA6)或聚酰胺66(PA66)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的构件(10)，所述构件通过注塑方法制成。
6.一种用于在机动车的车身结构(400)处的附件的解耦组件(100)，所述解耦组件包括由弹性体制成的解耦元件(30)和两个相同的根据前述权利要求中任一项所述的构件(10)。
7.根据权利要求6所述的解耦组件(100)，其中，弹性体是乙丙二烯单体橡胶(EPDM)、热塑性弹性体(TPE)或基于烯烃的交联热塑性弹性体(TPV)。
8.根据权利要求6或7所述的解耦组件(100)，其中，解耦元件(30)具有中心的柱形通道。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的解耦组件(100)，其中，解耦元件(30)在其外侧处具有环绕的槽。
10.一种用于使在机动车的车身结构(400)处的附件振动解耦的方法，在所述方法中，将由弹性体制成的具有中心的柱形通道的解耦元件(30)引入附件的支架(200)的缺口(210)中并且紧固在此处，随后，将两个根据权利要求1至5中任一项所述的构件(10)从附件的支架(210)的缺口(210)的对置侧插入解耦元件(30)的中心的柱形通道中并且在形成解耦组件(100)的情况下相互锁定，随后，将解耦组件(100)推套到设置在机动车的车身结构(400)处的螺栓(300)上，由此，解耦组件(100)的弹性元件(13)接合到螺栓(300)的螺纹牙侧中并且紧固解耦组件(100)。
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