CN1904395B - 仅在大致一个方向上可变形的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将两个部件连接在一起的连接装置，该连接装置仅在大致一个方向上可变形。该连接装置包括：两个大致相同的可弹性变形板(12、14)，每个板具有两个相对的端部；以及两个形成垫片的元件(16、18)，其用于保持所述两个板在自然状态时大致平行，在所述两个板之间未存在其它机械连接，每个部件适于固定至其中一个相应的板；由此，所述两个部件可沿与所述两个板正交的方向显著地彼此相对运动，而这两个部件之间沿笛卡儿坐标系的其它两个方向的相对运动非常有限。

Description

仅在大致一个方向上可变形的连接装置 

技术领域

本发明涉及一种用于在两个部件间进行连接的连接装置，所述装置仅在大致一个方向上可变形。 

背景技术

换句话说，本发明涉及一种用于调节刚性机械组件中的制造公差和对准缺陷的装置，可选择地，该刚性机械组件可以为移动组件。该连接装置使得该组件能够沿着轴线保持刚性——如果需要这样刚性的话，同时在优选方向上，其柔性限制了形成该组件的部件的所有元件上的沿可接受低刚性的方向的力。这样的装置在沿XRZ空间中的正交轴的笛卡尔位移机构中十分有用，所述笛卡尔位移机构如由多路平行机构引导件构成并包括刚性结构。 

由这样的装置执行的功能通常借助机械线性引导件实现，该机械线形引导件例如由导轨上的滚珠隔离圈底板、轴上的滚珠轴套构成，或由沿机器导轨滑动的接触润滑表面构成。 

另一方案是制造沿平行或垂直于运动轴线的方向非常精确地对准的机械机构和组件，以避免产生对于该机构来说不可接受的力。 

这两种类型的方案都是相当高成本的。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于将两个部件互相连接的连接装置，该连接装置使得可在优选方向上进行公差调节，而同时确保在笛卡儿坐标系的其它方向上基本排除这样的调节。 

根据本发明，为了实现该目的，用于将两个部件连接在一起且仅在一个方向上可变形的连接装置的特征在于，其包括： 

两个平面的、相同且可弹性变形的板，所述板的可变形部分中的厚度恒定，每个板具有两个相对的端部并且沿与所述板正交的方向具有柔 度而沿其它方向具有高水平的刚性； 

两个刚性的形成垫片的元件，其用于在提供刚性的端部约束的同时将所述两个板的对应端部互相连接起来，且用于保持所述两个板在自然状态时其对应端部平行，在这两个板之间不存在其它机械连接；以及固定装置，所述固定装置用于将所述两个部件中的每个部件固定至所述板中的相应一个板，所述固定装置包括两个刚性对接构件，这两个刚性对接构件分别在所述每个板的外侧面的中部区域处固定， 

由此，所述两个部件可沿正交于所述两个板的方向显著地彼此相对运动，而同时这两个部件之间沿笛卡儿坐标系的其它两个方向的相对运动非常有限。 

可以理解，由于在两个板沿正交于板的方向的弯曲而产生变形，两个部件之间沿该方向的相对运动是可能的。相反，由于两个形成垫片的元件对两个平行板的两个端部处的端部约束以及由于板的端部连接到垫片元件的方式，在包含在板内的两个笛卡儿方向上发生变形是极不可能的，赋予该系统在这两个方向上的刚性。 

术语“形成垫片”元件应该理解为既涵盖由区别于板的相应部件构成的垫片也涵盖凸出地设置在板的端部的其它部分。 

所述板优选是平面的，更优选地，所述板是大致矩形的。 

还优选地，当所述板为矩形时，所述垫片元件将两个板的对应短边互相连接，更优选地，所述垫片元件在所述短边的整个长度上延伸。 

在一优选的实施方式中，每个垫片元件由一沿所述板的短边放于所述两个板之间的刚性材料条构成，且所述材料条通过铆接、栓接或焊接固定于所述板。 

还优选地，每个板包括位于其外侧面的中部区域处的固定装置，所述固定装置用于固定至所述部件其中之一，所述部件固定装置可包括两个分别固定在各个板的中部区域的刚性对接构件。 

本发明的另一目的在于提供一种利用上述类型的连接装置来定位压弯机的后支座(rear abutment)的装置。 

为了实现该目的，所述用于定位压弯机的后支座的装置——其中压 弯机包括用于所述后支座的活动支撑件和两个固定的颊板——包括：两个分别固定于所述颊板且沿平行于所述颊板的方向延伸的第一导轨；两个分别固定于所述支撑件的各侧且沿平行于所述颊板并与所述第一导轨的方向正交的方向延伸的第二导轨；两个驱动电机组件，每个驱动电机组件置于第一导轨和第二导轨之间，每个驱动电机组件包括用于相对所述第一导轨移动所述驱动电机组件的第一驱动构件、和用于相对所述驱动电机组件移动所述第二导轨的第二驱动构件。所述装置的特征在于，每个驱动电机组件均包括以如下方式置于所述第一和第二驱动构件之间的上述类型的连接装置，即，所述连接支撑件的板平行于所述颊板。 

附图说明

通过阅读下面作为非限制性示例给出的本发明实施方式的描述，本发明的其它特征和优点将更为明确。所述描述参照附图，在所述附图中： 

图1A为简化形式的连接装置的正视图； 

图1B为图1A的连接装置的侧视图； 

图1C为图1A的连接装置从上方看的端视图； 

图2为图1A的连接装置的立体图； 

图3为受到沿Z方向的力的连接装置的立体图； 

图4A为根据本发明的连接装置的第一优选实施方式的正视图； 

图4B为图4A的连接装置的侧视图； 

图5为图4A的连接装置的立体图； 

图6为根据本发明的连接装置的第二优选实施方式的立体图；以及 

图7为使用图1-6所示类型的连接装置来定位压弯机的后支座的装置的局部视图。 

具体实施方式

首先参照图1和图2，下面对连接装置的原理进行描述。在所描述的实施方式中，所述连接装置由两个相同的矩形板12和14构成。这些板具有沿笛卡儿坐标系的方向R的长度L和沿笛卡儿坐标系的方向X的宽度l。两个板12和14在其端部12a、14a、12b、14b处通过沿方向Z延伸的形成垫片的元件16和18连接在一起，以便在所述板自然状态的时候保持板12和14彼此平行。这些垫片元件是相同的且它们相应的边16a、16b和18a、18b刚性地固定到板12和14的端部。板12和14具有相应的中部部分20，所述中部部分20构成用于固定到两个部件的区域——所述连接装置要安装在所述两个部件之间。 

板12和14以及垫片元件16和18优选由相同材料制成，例如，由金属制成。板12和14优选具有大致恒定的厚度e，且当通过垫片16和18保持自然状态时，两个板12和14之间的间距标记为d。每个板12，14沿笛卡儿坐标轴Z的方向的尺寸具有一定量的柔度，且沿其它方向具有高水平的刚性。 

在特定实施方式中，板由弹性极限为355兆帕(Mpa)的钢制成。对每个板来说，L＝300毫米(mm)；l＝80mm；且e＝4mm。自然状态时，两个板之间的距离d在2mm到4mm范围内。 

更通常地，为了获得优化的连接装置，希望满足下述尺寸关系： 

80e≤L≤100e 

15e≤l≤40e 

0.5e≤d≤2e 

最终，如果H表示板受到的端部约束时实际受到弯曲的高度，则希望满足下述关系： 

15e≤H≤35e 

如图3更清楚示出的，当由固定到板12和14的部件沿方向Z施加力时，所述板可沿方向Z变形，从而使所述两个部件可沿所述方向Z相对运动。相反，可以理解，因为板和垫片元件16和18的尺寸所产生的刚性，沿笛卡儿方向X和R的位移由于连接装置在这些方向上的刚性而 实际是不可能的。 

在一特别的实施方式中，在150kg载荷下，每个板呈现沿方向Z的±1.5mm的可变形性以及沿其它两个方向对应于0.1mm的最大变形的刚性。 

由此，通过非常简单的结构，实际上获得了具有仅在沿着笛卡儿方向Z的大致一个方向上能够变形的连接装置。相反，其沿另外两个笛卡儿方向R和X的变形能力是非常有限的。 

参照图4和图5，下面是连接装置的第一优选实施方式的更详细的描述。在此实施方式中，垫片元件16和18由材料优选与板12和14的材料相同的条构成，所述材料条的参考标号为30、32。这些材料条在自然状态时在板12和14之间保持恒定间距。在此实施方式中，形成垫片元件的材料条30和32通过铆钉34铆接。然而，明显地，可使用其它固定技术来结合垫片元件和所述板，诸如通过焊接或粘结——只要对连接装置10施加力时，这样的技术可提供足够充分的连接力。在这些附图中，也可看到对接部件34和36，对接部件34和36固定到板12和14的中部部分，以便所述板易于固定到连接装置要置于其间的机械部件上。对接部件34和36例如是矩形的且通过粘结或任意其它适当技术固定到板上。优选地，对接部件34和36每个都构成一种具有固定孔38的突缘，用于固定与所述连接装置相关联的两个部件。 

图6示出连接装置的第二优选实施方式。 

每个板12’，14’由较厚的板加工而成，将每个板的中间部分70、72减小到所希望的厚度e，而在构成对接部件的中部部分34’、36’处以及在要刚性固定到垫片元件30’、32’的端部部分74和76处留下额外的厚度。垫片元件30’、32’优选通过螺钉33’经由其较厚部分74、76而固定到所述板的端部。这样确保了板12’、14’的端部之间通过垫片元件30’、32’而高刚度连接。 

自然地，图6所示的连接装置优选满足上述列出的几何关系。

图7是图1到图5所示的连接装置用于定位压弯机的后支座目的的示例的立体图。 

压弯机的后支座的功能在于确保金属片材的边缘在由压弯机加工前精确定位。诸如40的后支座安装在支撑件42上，支撑件42受引导而相对于结构的颊板F沿笛卡儿方向R和X平移。为此目的，在后支座40的支撑件42的每个端部处、于其每一侧部与机器结构的颊板F之间设置一个驱动电机组件44。通过该构造，支撑件42和颊板F是完全刚性的。更准确的说，诸如46的两个导轨安装在所述支撑件42的侧部上并沿方向R延伸，且两个导轨48固定至每个颊板F且沿方向X延伸。第一驱动构件50使连接组件44能够相对导轨48沿X方向移动，而第二驱动构件52使得用于后支座40的支撑件42能够相对连接组件44沿方向R移动。由此，用于后支座40的支撑件42可相对机器结构沿方向R和X移动。 

为了由补偿导轨46和48所构成的引导装置中可能不足的公差，参照图1和图5所描述的类型的连接装置60置于驱动构件50和52之间。装置60以构成该装置的板12和14处于RX平面内的方式安装。它们的对接部件34和36分别用于固定驱动构件50和52。 

由此，可以理解，由于连接装置60的变形能力，用于提供沿方向X和R引导的引导装置中的公差误差可通过连接装置在方向Z上的变形而得以补偿。相反，置于导轨46和48之间的整个系统在方向R和X上呈现高的刚性。

Claims (9)

1.一种用于将两个部件连接在一起且仅在一个方向上可变形的连接装置，其特征在于，其包括：

两个平面的、相同的可弹性变形板，所述板在其可变形部分中的厚度恒定，每个板具有两个相对的端部并且沿与所述板正交的方向具有柔度而沿其它方向具有高水平的刚性；

两个刚性的形成垫片的元件，其用于在提供刚性的端部约束的同时将所述两个板的对应端部互相连接起来，且用于保持所述两个板在自然状态时平行，在所述两个板之间未存在其它机械连接；以及

固定装置，所述固定装置用于将所述两个部件中的每个部件固定至所述板中的相应一个板，所述固定装置包括两个刚性对接构件，这两个刚性对接构件分别在所述每个板的外侧面的中部区域处固定，

由此，所述两个部件可沿与所述两个板正交的方向显著地彼此相对运动，而这两个部件之间沿笛卡儿坐标系的其它两个方向的相对运动非常有限。

2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述形成垫片的元件在所述板的端部的整个长度上延伸。

3.如权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述板是矩形的。

4.如权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述形成垫片的元件将所述两个板的对应短边互相连接起来。

5.如权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述形成垫片的元件在所述短边的整个长度上延伸。

6.如权利要求3所述的连接装置，其特征在于，每个形成垫片的元件由沿所述板的短边置于所述两个板之间的刚性材料条构成，且所述材料条通过铆接固定于所述板。

7.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，每个板的总长度(L)在板的厚度(e)的80倍到100倍的范围内。

8.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，板的宽度

在板的厚度(e)的15倍到40倍的范围内。

9.一种用于定位压弯机的后支座的装置，所述压弯机包括用于所述后支座的活动支撑件和两个固定的颊板，所述装置包括：两个分别固定于所述颊板且沿平行于所述颊板的方向延伸的第一导轨；两个分别固定于所述支撑件的各侧且沿平行于所述颊板并与所述第一导轨的方向正交的方向延伸的第二导轨；两个驱动电机组件，每个驱动电机组件置于所述第一导轨和所述第二导轨之间，每个驱动电机组件包括用于相对所述第一导轨移动所述驱动电机组件的第一驱动构件、和用于相对所述驱动电机组件移动所述第二导轨的第二驱动构件，所述装置的特征在于，每个驱动电机组件包括以如下方式置于所述第一和第二驱动构件之间的如权利要求1至8中任一项所述的连接装置，即，所述连接装置的板平行于所述颊板。

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