CN116981867A - 用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件，该定位组件包括：带有介质贯通开口(6)的法兰(1)、带有介质贯通开口(7)的配合法兰(2)，配合法兰(2)借助多个固定螺钉(13、22、28、33)与法兰(1)连接并且法兰(1)的和配合法兰(2)的介质贯通开口(6、7)相互连通；和板材元件(3)，其具有贴靠区段(18)和第一凸耳(17)，所述贴靠区段在贴靠平面中在所述法兰(1)与配合法兰(2)之间围绕所述介质贯通开口(6、7)布置，第一凸耳布置在板材元件(3)的第一贯通孔(15)处并且横向于贴靠平面延伸地伸入到所述配合法兰(2)中的第一容纳孔(14)中，所述板材元件(3)具有至少三个第一凸耳(17)，这些第一凸耳带有径向间隙地容纳在所述第一容纳孔(14)中，并且，所述板材元件(3)借助第一凸耳(17)安置在第一固定螺钉(13)上并且相对于法兰(1)定位，第一固定螺钉穿过第一容纳孔(14)和第一贯通孔(15)并且拧入到法兰(1)中的螺纹孔(16)中。

Description

用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件
技术领域
本发明涉及一种用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件。该定位组件具有带有介质贯通开口的法兰和带有介质贯通开口的配合法兰，其中，配合法兰借助多个固定螺钉与法兰连接并且法兰的介质贯通开口和配合法兰的介质贯通开口相互连通。此外，所述定位组件具有板材元件，该板材元件具有贴靠区段和第一凸耳，所述贴靠区段在贴靠平面中密封地在法兰与配合法兰之间围绕所述介质贯通开口布置，所述第一凸耳布置在板材元件的第一贯通孔处并且横向于贴靠平面延伸地伸入到配合法兰中的第一容纳孔中。
背景技术
由DE102017214662A1已知以密封组件形式的一种这样的定位组件，其中，以扁平密封件形式的板材元件具有两个固定组件，这些固定组件分别具有嵌入到配合法兰的对应的固定孔中的两个凸耳。为了使扁平密封件在预安装在配合法兰上的状态下不会意外松脱，各凸耳分别在其端部处具有突出部，这些突出部形状锁合地在侧凹部后面嵌入到固定孔中。对于所述凸耳，在固定孔中设置有径向的空隙部，凸耳嵌入到这些空隙部中，使得固定螺钉通过固定孔定中心并且不受凸耳影响地保持。
此外，已知没有凸耳的传统的扁平密封件，所述扁平密封件仅通过贯通孔和固定螺钉保持在法兰和配合法兰上。然而，在此，由于大的公差并且在密封区段窄的情况下，扁平密封件会部分地移动为使得会出现不密封性。尤其在扁平密封件非常平坦的情况下，另外存在如下风险：扁平密封件在贯通孔的区域中侧向地移动并且在此沉入到固定螺钉的螺纹线(Gewindegang)中，使得扁平密封件比仅在制造公差和组装公差的范围中还侧向移动得更远。
发明内容
本发明的任务是，提供一种定位组件，所述定位组件确保了板材元件的可靠定位并且所述定位组件构造简单。
该任务通过一种用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件来解决，其中，该定位组件具有带有介质贯通开口的法兰和带有介质贯通开口的配合法兰。所述配合法兰借助多个固定螺钉与法兰连接，并且法兰的介质贯通开口和配合法兰的介质贯通开口相互连通。此外，该定位组件具有板材元件，该板材元件具有贴靠区段和第一凸耳，所述贴靠区段在贴靠平面中密封地在法兰与配合法兰之间围绕介质贯通开口布置，所述第一凸耳布置在板材元件的第一贯通孔处并且横向于贴靠平面延伸地伸入到配合法兰中的第一容纳孔中。所述板材元件具有至少三个第一凸耳，这些第一凸耳带有径向间隙地容纳在第一容纳孔中。所述板材元件借助第一凸耳安置在所述固定螺钉中的第一固定螺钉上，所述第一固定螺钉穿过第一容纳孔和第一贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中，并且由此相对于法兰定位。
所述定位组件例如可以构造为密封组件，在所述密封组件中所述板材元件是扁平密封件，所述扁平密封件在法兰的介质贯通开口与配合法兰的介质贯通开口之间密封介质通路。在这种情况下，所述贴靠区段用作密封区段，所述密封区段可附加地设有环绕的密封凸缘或环绕的密封元件(例如由弹性体制成)。这样的密封组件例如可布置在内燃机的排气系中。
所述板材元件也可以是另外的元件，例如孔板、节流阀或导向板。介质通路能用于引导各种介质穿过，即气态介质(例如排气等)或者液态介质(例如冷却液等)。
通过所述三个第一凸耳，所述板材元件相对于第一固定螺钉的纵轴线定中心。由于第一固定螺钉拧入到法兰的螺纹孔中，所以板材元件也相对于法兰定位，使得不必设置其它元件作为定位辅助件，例如配合销和配合孔。
可以规定，第一凸耳相对于第一容纳孔的径向间隙大于第一凸耳相对于第一固定螺钉的径向间隙。
为了确保板材元件相对于法兰的进一步可靠的定位，根据一个实施例，所述板材元件可具有第二贯通孔，在所述第二贯通孔处布置有沿直径相对置地布置的两个第二凸耳，这些第二凸耳横向于贴靠平面延伸地带有径向间隙地伸入到配合法兰中的第二容纳孔中。在此，板材元件借助所述两个第二凸耳安置在所述固定螺钉中的第二固定螺钉上，所述第二固定螺钉穿过第二容纳孔和第二贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中，并且由此相对于法兰定位。此外，这些第二凸耳在此布置在第一连接平面的相反的侧上，所述第一连接平面包含第一固定螺钉的第一纵轴线和第二固定螺钉的第二纵轴线。
由此确保，所述板材元件通过第二凸耳相对于法兰被支撑以防止围绕第一固定螺钉的第一纵轴线扭转。
所述第一容纳孔和/或所述第二容纳孔可构成为圆柱形的。
可以规定，横向于第一连接平面，第二凸耳相对于第二容纳孔的径向间隙大于第二凸耳相对于第二固定螺钉的径向间隙。
在另一个实施例中，所述配合法兰具有第一定位孔，配合法兰借助所述第一定位孔安置在所述固定螺钉中的如下一个固定螺钉上并且由此相对于法兰定位，所述一个固定螺钉穿过第一定位孔和板材元件的贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中。
因此，附加于通过第一固定螺钉使板材元件相对于法兰定位，也确保配合法兰通过所述固定螺钉之一相对于法兰定位。因此，配合法兰独立于板材元件地相对于法兰定位。
在此，根据第一替代方案，配合法兰可借助第一定位孔安在所述固定螺钉中的第三固定螺钉上，所述第三固定螺钉穿过板材元件的第三贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中。因此，独立于板材元件的定位地通过另一个固定螺钉实现配合法兰相对于法兰的定位。
根据第二替代方案，配合法兰可借助第一定位孔安置在第一固定螺钉上。因此，配合法兰如板材元件那样通过相同的固定螺钉相对于法兰定位。在此，第一容纳孔和第一定位孔相对于彼此同轴地布置，使得第一容纳孔和第一定位孔分别构造为共同的纵向孔的孔区段。在此，第一容纳孔的直径设计得大于第一定位孔的直径，从而得到阶梯状的纵向孔。
第一凸耳在第一容纳孔中的径向间隙可大于固定螺钉在第一定位孔中的径向间隙。
由此确保，在配合法兰平行于贴靠平面移动时，配合法兰始终通过固定螺钉在径向上支撑在第一定位孔中，而第一凸耳不会碰到第一容纳孔的内壁上。
此外，配合法兰可具有第二定位孔，配合法兰借助所述第二定位孔安置在所述固定螺钉中的如下一个固定螺钉上并且由此相对于法兰定位，所述一个固定螺钉穿过第二定位孔和板材元件的贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中。在此，所述第二定位孔构造为在贴靠平面中具有最长直径和最短直径的长孔，其中，所述最长直径朝向第一定位孔定向。
在此，根据第一替代方案，配合法兰可借助第二定位孔安置在所述固定螺钉中的第四固定螺钉上，所述第四固定螺钉穿过板材元件的第四贯通孔并且拧入到法兰中的螺纹孔中。
根据第二替代方案，所述配合法兰也可借助第二定位孔安置在第二固定螺钉上。以此，所述配合法兰如板材元件那样通过相同的固定螺钉相对于法兰定位。在此，第二容纳孔和第二定位孔相对于彼此同轴地布置，使得第二容纳孔和第二定位孔分别构成为共同的纵向孔的孔区段。在此，第二容纳孔的直径设计得大于第二定位孔的直径，从而得到阶梯状的纵向孔。
固定螺钉在第二定位孔中横向于第二连接平面的径向间隙可构造为小于第二凸耳在第二容纳孔之内横向于第一连接平面的径向间隙，所述第二连接平面包含固定螺钉在第一定位孔中的纵轴线和固定螺钉在第二定位孔中的纵轴线。
由此确保，当配合法兰相对于法兰扭转时，该配合法兰始终通过固定螺钉在径向上支撑在第二定位孔中，而第二凸耳不会碰到第二容纳孔的内壁上。以此，配合法兰独立于板材元件地也被定位以防止相对于法兰扭转。
术语“径向间隙”是指在相应的固定螺钉或相应的凸耳与相应的容纳孔或定位孔之间的间隙，无论固定螺钉在相应的容纳孔或定位孔之内是否完全能位移到这种程度。
为了防止当板材元件在贴靠平面中移动时该板材元件沿径向沉入到固定螺钉的螺纹线中(由此会增大板材元件的径向间隙)，可以规定，凸耳横向于贴靠平面构造得比相应的固定螺钉的螺距更长。尤其是，凸耳的长度可等于相应的固定螺钉的螺距的至少1.2倍。
附图说明
下面借助附图详细阐释一个优选的实施例。在此示出：
图1示出定位组件的分解示图，
图2示出根据图1的定位组件的第一固定组件的俯视图，
图3示出根据图1的定位组件的第二固定组件的俯视图，
图4示出根据图1的定位组件的第三固定组件的俯视图，以及
图5示出根据图1的定位组件的第四固定组件的俯视图。
具体实施方式
图1示出具有法兰1的定位组件的一个实施例的分解示图，在所述法兰1上固定有配合法兰2，其中，在法兰1与配合法兰2之间布置有板材元件3。板材元件3由金属材料制成并且用作扁平密封件。法兰1在所示的实施例中是燃烧式发动机、尤其是内燃机的AGR(排气再循环)冷却器4的部件。AGR冷却器4经由法兰1以线路的方式与AGR线路5连接，所述AGR线路5设有配合法兰2。为此，AGR冷却器4的法兰1具有介质贯通开口6，以便能够引导排气从AGR冷却器4中穿过。配合法兰2也具有介质贯通开口7，该介质贯通开口以线路的方式与AGR线路5连接，从而产生介质通路。
为了向外密封所述介质通路，板材元件3具有贴靠区段18，所述贴靠区段在本实施例中用作密封区段并且也形成介质贯通开口8，使得贴靠区段18在横向于密封组件的纵轴线L的贴靠平面中密封地布置在法兰1与配合法兰2之间。在此，贴靠区段18与围绕法兰1的介质贯通开口6的密封面19和围绕配合法兰2的介质贯通开口7布置的密封面20密封贴靠。密封面19、20朝向彼此并且也布置在贴靠平面中并且将板材元件3容纳在其之间。
在所示的实施例中，配合法兰2通过第一固定组件9、第二固定组件10、第三固定组件11和第四固定组件12与法兰1连接。
第一固定组件9也以朝向板材元件3和朝向配合法兰2的方向的放大俯视图在图2中示出。第一固定组件9包括第一固定螺钉13、在配合法兰2中的第一容纳孔14、在板材元件3中的第一贯通孔15以及在法兰1中的第一螺纹孔16。第一固定螺钉13沿平行于定位组件的纵轴线L布置的第一纵轴线L1穿过第一容纳孔14和第一贯通孔15并且拧入到第一螺纹孔16中。在此，第一固定螺钉13通过螺钉头部21沿轴向支撑在配合法兰2的背离法兰1的一侧上并且以此将配合法兰2夹紧到法兰1上，并且在此将板材元件3夹紧在法兰1与配合法兰2之间。
在所示的实施例中，三个第一凸耳17与板材元件3的贴靠区段18连接，这些凸耳布置在第一贯通孔15处并且在所示的实施例中围绕第一纵轴线L1均匀分布地布置。也可存在多于三个的第一凸耳17。原则上，第一凸耳17也可不均匀地分布。凸耳17可以是板材元件3的整体组成部分，即与贴靠区段18一件式地构造。第一凸耳17可通过成型过程弯曲并且横向于贴靠平面延伸。替代地，第一凸耳17也可以是单独的构件(例如套筒)的组成部分，所述构件与贴靠区段18连接。
第一凸耳17横向于贴靠平面伸入到配合法兰2的第一容纳孔14中，其中，固定螺钉13在第一凸耳17之间穿过第一贯通孔15。因此，板材元件3通过第一凸耳17在第一固定螺钉13上定中心和定位。由于设置有至少三个第一法兰17，所以确保了板材元件3在第一固定螺钉13上定中心。此外，板材元件3因此相对于法兰1定位。
为了避免板材元件3在贴靠平面中移动时沉入到第一固定螺钉13的螺纹线中并且因此避免在贴靠平面中存在板材元件3的增大的间隙，第一凸耳17横向于贴靠平面构造得比第一固定螺钉13的螺距更长。这意味着，第一凸耳17比在第一固定螺钉13的两个螺纹线之间的间距更长，使得第一凸耳17始终在径向上支撑在第一固定螺钉13的螺纹线的顶端上。
此外，在所示的实施例中，配合法兰2通过第二固定组件10与法兰1连接。
第二固定组件10也以朝向板材元件3和朝向配合法兰2的方向的放大俯视图在图3中示出。第二固定组件10包括第二固定螺钉22、在配合法兰2中的第二容纳孔23、在板材元件3中的第二贯通孔24以及在法兰1中的第二螺纹孔25。第二固定螺钉22沿平行于定位组件的纵轴线L布置的第二纵轴线L2穿过第二容纳孔23和第二贯通孔24并且拧入到第二螺纹孔25中。因此，第二固定螺钉22也经由螺钉头部27在轴向上支撑到配合法兰2上。
在本实施例2中，第二凸耳26与板材元件3的贴靠区段18连接，所述第二凸耳可以构造得与第一凸耳17相同。然而，原则上第二凸耳26也可以具有与第一凸耳17不同的形状。第二凸耳例如可以为了在第二固定螺钉22上的更大的贴靠面而更宽地构造。第二凸耳26在轴向上横向于贴靠平面地伸入到第二容纳孔23中。在此，两个第二凸耳26布置在连接平面的相反的侧上，所述连接平面通过图1中的对角线D1示出并且包含第一固定螺钉13的第一纵轴线L1和第二固定螺钉22的第二纵轴线L2。通过第二凸耳26将板材元件3定位在第二固定螺钉22上。由此，板材元件3也精确地相对于法兰1定位。
此外，在所示的实施例中，配合法兰2通过第三固定组件11与法兰1连接。
然而，原则上也可设想，仅设置第一固定组件9和第二固定组件10。在这种情况下，配合法兰如板材元件那样通过相同的固定螺钉相对于法兰定位。在此，第一容纳孔和第一定位孔以及第二容纳孔和第二定位孔相对于彼此同轴地布置，使得容纳孔和定位孔分别构造为共同的纵向孔的孔区段。在此，容纳孔的直径设计得大于相应的定位孔的直径，从而产生阶梯状的纵向孔。
第三固定组件11也以朝向板材元件3并且朝向配合法兰2的方向的放大俯视图在图4中示出。第三固定组件11包括第三固定螺钉28、在配合法兰2中的第一定位孔29、在板材元件3中的第三贯通孔30以及在法兰1中的第三螺纹孔31。第三固定螺钉28沿平行于定位组件的纵轴线L布置的第三纵轴线L3穿过第一定位孔29和第三贯通孔30并且拧入到第三螺纹孔31中。第三固定螺钉28也经由螺钉头部32在轴向上支撑到配合法兰2上。与第一固定组件9和第二固定组件10不同，在板材元件3的第三贯通孔30处没有设置凸耳。在所示的实施例中，第三贯通孔30具有相对于第一定位孔29增大的直径，其中，第一定位孔29实施为圆柱形的。配合法兰2通过第一定位孔29在第三固定螺钉28上定中心并且因此相对于法兰1定位。
此外，在所示的实施例中，配合法兰2通过第四固定组件12与法兰1连接。
第四固定组件12也以朝向板材元件3和朝向配合法兰2的方向的放大俯视图在图5中示出。第四固定组件12包括第四固定螺钉33、在配合法兰2中的第二定位孔34、在板材元件3中的第四贯通孔35以及在法兰1中的第四螺纹孔36。第四固定螺钉33沿平行于定位组件的纵轴线L布置的第四纵轴线L4穿过第二定位孔34和第四贯通孔35并且拧入到第四螺纹孔36中。第四固定螺钉33也通过螺钉头部37在轴向上支撑到配合法兰2上。第四固定组件12也如第三固定螺钉28那样在板材元件3上具有不带凸耳的第四贯通孔35。第二定位孔34构造为在朝向第一定位孔29的方向上具有最长直径的长孔。因此，配合法兰2也通过第二定位孔34定位在第四固定螺钉33上并且由此相对于法兰1定位。
在所示的实施例中，第一容纳孔14和第二容纳孔23构造为相同的，也就是说它们具有相同的直径。第一定位孔29具有相对于第一容纳孔14和第二容纳孔23更小的直径。第一定位孔29的直径例如可以大致与所述两个第二凸耳26之间的间距相等或者与由第一凸耳17限定的内径相等。第一定位孔29也与第一容纳孔14和第二容纳孔23一样构造为圆柱形的。第二定位孔34构造为长孔，所述长孔在另一个连接平面的方向上以最长的直径延伸，所述另一个连接平面通过图1中的对角线D2表示。所述另一个连接平面包括第三纵轴线L3和纵轴线L4。
附图标记列表
1 法兰
2 配合法兰
3 板材元件
4 AGR冷却器
5 AGR线路
6 介质贯通开口
7 介质贯通开口
8 介质贯通开口
9 第一固定组件
10 第二固定组件
11 第三固定组件
12 第四固定组件
13 第一固定螺钉
14 第一容纳孔
15 第一贯通孔
16 第一螺纹孔
17 第一凸耳
18 贴靠区段
19 密封面
20 密封面
21 螺钉头部
22 第二固定螺钉
23 第二容纳孔
24 第二贯通孔
25 第二螺纹孔
26 第二凸耳
27 螺钉头部
28 第三固定螺钉
29 第一定位孔
30 第三贯通孔
31 第三螺纹孔
32 螺钉头部
33 第四固定螺钉
34 第二定位孔
35 第四贯通孔
36 第四螺纹孔
37 螺钉头部

Claims (11)

1.用于将板材元件定位在法兰连接部上的定位组件，该定位组件包括：
带有介质贯通开口(6)的法兰(1)，
带有介质贯通开口(7)的配合法兰(2)，所述配合法兰(2)借助多个固定螺钉(13、22、28、33)与所述法兰(1)连接，并且所述法兰(1)的和所述配合法兰(2)的介质贯通开口(6、7)相互连通；以及
板材元件(3)，该板材元件具有贴靠区段(18)和第一凸耳(17)，所述贴靠区段在贴靠平面中在所述法兰(1)与所述配合法兰(2)之间围绕介质贯通开口(6、7)布置，所述第一凸耳布置在板材元件(3)的第一贯通孔(15)处并且横向于贴靠平面延伸地伸入到配合法兰(2)中的第一容纳孔(14)中，
其特征在于，所述板材元件(3)具有至少三个第一凸耳(17)，这些第一凸耳带有径向间隙地容纳在所述第一容纳孔(14)中，并且
所述板材元件(3)借助所述第一凸耳(17)安置在第一固定螺钉(13)上并且相对于所述法兰(1)定位，所述第一固定螺钉穿过所述第一容纳孔(14)和所述第一贯通孔(15)并且拧入到所述法兰(1)中的螺纹孔(16)中。
2.根据权利要求1所述的定位组件，其特征在于，所述第一凸耳(17)相对于所述第一容纳孔(14)的径向间隙大于所述第一凸耳(17)相对于所述第一固定螺钉(13)的径向间隙。
3.根据权利要求1或2所述的定位组件，其特征在于，所述板材元件(3)具有第二贯通孔(24)，在所述第二贯通孔处布置有沿直径相对置地布置的两个第二凸耳(26)，这些第二凸耳横向于贴靠平面延伸地、带有径向间隙地伸入到所述配合法兰(2)中的第二容纳孔(23)中，
板材元件(3)借助所述两个第二凸耳(26)安置在所述多个固定螺钉中的第二固定螺钉(22)上并且相对于所述法兰(1)定位，所述第二固定螺钉穿过第二容纳孔(23)和第二贯通孔(24)并且拧入到法兰(1)中的螺纹孔(25)中，并且
这些第二凸耳(26)布置在第一连接平面(D1)的相反的侧上，所述第一连接平面包含所述第一固定螺钉(13)的第一纵轴线(L1)和第二固定螺钉(22)的第二纵轴线(L2)。
4.根据权利要求3所述的定位组件，其特征在于，横向于所述第一连接平面(D1)，所述第二凸耳(26)相对于所述第二容纳孔(23)的径向间隙大于所述第二凸耳(26)相对于所述第二固定螺钉(22)的径向间隙。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定位组件，其特征在于，所述配合法兰(2)具有第一定位孔(29)，配合法兰(2)借助所述第一定位孔安置在所述固定螺钉中的如下一个固定螺钉(28)上并且相对于所述法兰(1)定位，所述一个固定螺钉穿过第一定位孔(29)和所述板材元件(3)的贯通孔(30)并且拧入到法兰(1)中的螺纹孔(31)中。
6.根据权利要求5所述的定位组件，其特征在于，配合法兰(2)借助所述第一定位孔(29)安置在所述固定螺钉中的第三固定螺钉(28)上，所述第三固定螺钉穿过所述板材元件(3)的第三贯通孔(30)并且拧入到所述法兰(1)中的螺纹孔(31)中，或者
配合法兰(2)借助第一定位孔(29)安置在所述第一固定螺钉(13)上。
7.根据权利要求5或6所述的定位组件，其特征在于，所述第一凸耳(17)在所述第一容纳孔(14)中的径向间隙大于所述固定螺钉(28)在所述第一定位孔(29)中的径向间隙。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的定位组件，其特征在于，所述配合法兰(2)具有第二定位孔(34)，配合法兰(2)借助所述第二定位孔安置在所述固定螺钉中的如下一个固定螺钉(33)上并且相对于所述法兰(1)定位，所述一个固定螺钉穿过所述第二定位孔(34)和所述板材元件(3)的贯通孔(35)并且拧入到法兰(1)中的螺纹孔(36)中，并且
所述第二定位孔(34)构造为在贴靠平面中具有最长直径和最短直径的长孔，所述最长直径朝向所述第一定位孔(29)定向。
9.根据权利要求8所述的定位组件，其特征在于，所述配合法兰(2)借助所述第二定位孔(34)安置在所述固定螺钉中的第四固定螺钉上，所述第四固定螺钉穿过所述板材元件(3)的第四贯通孔(35)并且拧入到所述法兰(1)中的螺纹孔(36)中，或者
配合法兰(2)借助第二定位孔(34)安置在所述第二固定螺钉(22)上。
10.根据权利要求2和3至9中任一项所述的定位组件，其特征在于，所述固定螺钉(33)在所述第二定位孔(34)中横向于第二连接平面(D2)的径向间隙小于所述第二凸耳(26)在所述第二容纳孔(23)之内横向于所述第一连接平面(D1)的径向间隙，所述第二连接平面包含所述固定螺钉(28)在所述第一定位孔(29)中的纵轴线(L3)和所述固定螺钉(33)在所述第二定位孔(34)中的纵轴线(L4)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的定位组件，其特征在于，所述凸耳(17、26)横向于贴靠平面构造为比相应的固定螺钉(13、22)的螺距更长。
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