CN210859487U - 用于将两部件紧固在一起的系统和用于附接两部件的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种用于将两部件紧固在一起的系统，该系统包括具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件，具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件，用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件，和定位在所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔，由此在附接所述第一部件和所述第二部件时抵抗所述部件之间的剪切运动。本实用新型还提供了一种用于附接两部件的系统和另一种用于附接两部件的系统。

Description

用于将两部件紧固在一起的系统和用于附接两部件的系统
技术领域
所公开的创造性概念涉及用于将第一部件附接到第二部件的紧固布置。更具体地，所公开的创造性概念涉及一种用于将两个部件紧固在一起的系统，所述系统包括具有终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件、具有终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件、用于将部件附接在一起的紧固件和定位在沉孔中的弹性体构件。在使用紧固件将两个部件附接在一起时，弹性体构件被压缩并横向膨胀以基本上填充由两个沉孔形成的空腔。因此，所公开的系统抵抗两个附接部件之间的剪切运动。
背景技术
许多行业的共同点是需要将一个部件附接到另一个部件，其中部件经常由不同的材料构成。已知若干种附接方法，包括使用一种或多种螺纹成形紧固件。这种类型的廉价紧固件例如用于汽车工业中，以用于将诸如节气门体的金属部件附接到诸如尼龙复合进气歧管的聚合部件。可以识别汽车工业中的其他用途。
然而，这种方法具有可容易识别的某些已知缺点。参见图1，示出了表示根据已知技术的通过螺纹成形紧固件14附接到尼龙进气歧管12的铝节气门体10的剖面图。通过节气门体10形成紧固件通孔 16。垫圈18设置在节气门体10与尼龙进气歧管12之间。
聚合材料(在这种情况下是尼龙)的特征是它易于蠕变。随时间推移，节气门体与进气歧管接头(包括用于密封接头的垫圈)中的塑性蠕变乐导致螺栓拉伸的损失，由此减小如图1中的箭头A所示的夹紧负荷。夹紧负荷的减小可允许节气门体10相对于进气歧管12横向移动，如箭头B所示。对于包括接头密封垫圈的节气门体与进气歧管接头，这种结果远非理想。相对运动可导致垫圈损坏，由此损害节气门体10与进气歧管12之间的密封并因此损害车辆性能。在极端振动下，相对运动可加速到足以剪切螺纹成形紧固件14并由此潜在地导致节气门体10与进气歧管12在某些情况下的分离。
认识到所描述的缺陷并为了努力克服与其相关的问题，已采取方法来防止剪切运动。如图2所示，示出了表示根据替代技术的通过螺纹成形紧固件24附接到尼龙进气歧管22的铝节气门体20的剖面图。垫圈25设置在节气门体20与尼龙进气歧管22之间。如图所示，进气歧管22包括从进气歧管22的表面延伸的凸缘或销26，所述凸缘或销26插入在节气门体20中形成的孔口28中。通过节气门体20形成紧固件通孔30。
然而，这种销到孔的设计也存在某些限制。具体地，理想接头将总是在算数公差累加下组装。这种累加包括所使用特征中的每个特征的位置公差和几何公差的累积。利用如图2所示的单个销26/孔28特征，所需的总间隙能够最小化，但仍允许节气门体20与进气歧管22 之间的相对运动。该间隙必须小于节气门体20上的通孔30与紧固件 24之间的间隙，使得销26在节气门体30接触紧固件24之前将始终与孔28接触，从而防止了在强烈振动下剪切螺栓。另外，利用单个销26/孔28特征，防止X方向和Y方向上的平移，但不防止旋转。为此，使用多个销/孔特征。这种布置增加了公差累加，从而增大了销/孔特征之间的标称间隙。间隙变得大于节气门体20与紧固件24 之间的间隙，即不能防止剪切紧固件24的可能的情况。
在用于解决当使用螺纹成形紧固件以将节气门体附接到尼龙进气歧管时遇到的已知挑战的附加方法中，已使用“可挤压的”塑料特征。然而，这些布置以及“设计过盈”配合已经被示为会产生关于紧固件拧紧一致性的问题。
因此，使用螺纹成形紧固件将金属部件(诸如铝节气门体)附接到由聚合材料制成的部件(诸如尼龙进气歧管)的已知方法尚未提供完全令人满意的结果。如在车辆技术的如此多领域中，涉及在机动车辆中用于将第一部件附接到第二部件的紧固系统的改进总是有空间。
实用新型内容
所公开的创造性概念提供了用于将两个部件紧固在一起的系统。本文所公开的系统是一种成本效益好的且实用的解决方案，以解决当使用在各种各样的应用中用于将两个部件彼此紧固的已知布置时所面临的挑战。
根据本实用新型第一方面，提供了一种用于将两部件紧固在一起的系统，包括具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件；以及定位在所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔，由此在附接所述第一部件和所述第二部件时抵抗所述第一部件和所述第二部件之间的剪切运动。
根据本实用新型第二方面，提供了一种用于附接两部件的系统，包括具有紧固件孔的第一部件；具有紧固件孔的第二部件，所述第一部件和所述第二部件是可附接的；在所述第一部件和所述第二部件之间共同地形成的共同的槽袋；定位在所述槽袋中的弹性体构件，所述弹性体构件具有紧固件孔；以及通过所述第一部件的所述紧固件孔、通过所述弹性体构件的所述紧固件孔并进入所述第二部件的所述紧固件孔来定位的紧固件。
根据本实用新型第三方面，提供了一种用于附接两部件的系统，包括具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；定位于所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔；以及用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件，所述紧固件通过所述第一部件的所述紧固件孔、通过所述弹性体构件的所述孔并进入所述第二部件的所述紧固件孔来定位。
部件可以是相同的材料或者可以是不同的材料。然而，系统特别适用于将金属部件(诸如铝节气门体)紧固到由聚合材料(诸如进气歧管)构成的部件。金属部件具有终止于沉孔中的紧固件孔，由聚合材料制成的部件具有终止于沉孔中的紧固件孔。当彼此相邻定位时，节气门体的沉孔面向进气歧管的沉孔，在它们之间形成空腔。
提供用于将节气门体附接到进气歧管紧固件(诸如螺纹成形紧固件)。密封垫圈优选地定位在节气门体与进气歧管之间。
弹性体构件(诸如弹性体环)定位在两个沉孔中的其中一个中。该环被配置为位于部件之间的接触表面。在使用紧固件将两个部件附接在一起时，弹性体构件被压缩，从而导致弹性体构件从其原始形状的初始几何形状变形，其中弹性体构件横向膨胀以基本上填充由于材料的泊松比而由两个沉孔形成的空腔。可调整弹性体环的刚度和几何形状，以基于许多变量提供部件与紧固件之间的空隙的最佳填充，诸如但不限于压缩距离、接头几何形状、以及位置公差和几何公差。弹性体环的拧紧扭矩曲线非常一致，类似于弹性体垫圈拧紧时的效果。
从以下结合附图对优选实施方案的详细描述中，上述优点与其他优点和特征将是显而易见的。
附图说明
为了更完整地理解本实用新型，现在应参见在附图中更详细地说明的实施方案并且通过本实用新型的实例中在下面描述，在附图中：
图1是示出根据已知技术通过螺纹成形紧固件附接到尼龙进气歧管的铝节气门体的剖视图；
图2是示出根据另一种已知技术通过螺纹成形紧固件附接到尼龙进气歧管的铝节气门体的剖视图；
图3是示出根据所公开的创造性概念通过螺纹成形紧固件系统附接到尼龙进气歧管的铝节气门体的剖视图；
图4是示出通过所公开的创造性概念的螺纹成形紧固件系统附接到尼龙进气歧管之后的铝节气门体的剖视图，其中弹性体环的顶部和底部已经被压缩，从而迫使环横向膨胀以基本上填充在相对的沉孔之间形成的空腔。
具体实施方式
在以下附图中，相同的参考编号将用于指代相同的部件。在以下描述中，针对不同构造的实施方案描述了各种操作参数和部件。这些特定参数和部件作为示例被包括在内并且不意味着限制。
附图和相关描述示出根据所公开的创造性概念的紧固系统。所公开的创造性概念的实施方案被示出为具有某种形状和构造，其中金属部件附接到由聚合材料构成的部件。应当理解，附图中示出的所公开的创造性概念的紧固系统的实施方案的形状仅仅是说明性的，因为在不脱离所公开的创造性概念的精神和范围的情况下，其他形状也是可能的。
参见图3，示出了根据所公开的创造性概念的接合的节气门体和进气歧管的截面图。应当理解，虽然示出了节气门体和进气歧管，但是根据所公开的创造性概念将一个部件附接到另一个部件的系统可适用于待接合两个部件并且需要完全抵抗或消除剪切运动的任何情况。所示的接合组件(总体上示为40)包括相对于第二部件44定位在其预附接位置的第一部件42。第一部件42和第二部件44可由许多种可能材料中的一种构成。第一部件42和第二部件44可以是相同的材料或者可以是不同的材料。如图所示，并且出于讨论的目的，第一部件42是节气门体，优选地由铝制成，并且第二部件44是进气歧管，优选地由诸如尼龙的聚合材料制成。
延伸通过第一部件42的是紧固件孔46，其终止于沉孔48。紧固件孔46优选地是光滑孔。延伸通过第二部件44的是紧固件孔50，其终止于沉孔52。如果使用螺纹成形紧固件，紧固件孔50可以是光滑孔，其中在此孔中形成螺纹，或者如果使用常规的螺纹紧固件，则可以是螺纹孔。优选地，沉孔48和沉孔52各自具有相同的深度和相同的宽度。
密封垫圈54设置在第一部件42与第二部件44之间。密封垫圈 54可由适于在两个部件之间提供不透流体密封的目的的任何材料形成。密封垫圈54包括形成在其中的紧固件穿过孔。
螺纹紧固件56用于将第一部件42紧固到第二部件44。螺纹紧固件56包括紧固件头部58和螺纹60。优选地，但非绝对地，螺纹紧固件56是螺纹成形类型。
在组装之前，弹性体构件62装配在部件42和部件44中的其中一个中。弹性体构件62可以是任何形状，但优选地是环形形状。弹性体构件62可由几种可压缩材料中的任何一种制成。这种材料的非限制性实例包括腈弹性体、EPDM、氟代硅氧烷、含氟弹性体、天然聚异戊二烯和合成聚异戊二烯、氯丁橡胶、聚氨酯、硅以及热塑性橡胶。
无论选择何种材料，弹性体构件62都能够从如图3所示的其初始的、未压缩的和预加载的几何形状重新成形至如图4所示的其最终的、压缩的和变形的几何形状。
参考图4，示出了接合组件40的剖视图，示出由于螺纹紧固件 56已拧入紧固件孔50中而引起的第一部件42牢固地固定到第二部件44。在使用螺纹成形螺纹紧固件56的非螺纹紧固件孔50的情况下，螺纹在附接过程中在紧固件孔50中形成。
当第一部件42和第二部件44与密封垫圈54的相对侧接触时，弹性体构件62逐渐被压缩，从而导致弹性体构件62横向延伸直到第一部件42和第二部件44与密封垫圈54完全接触，并且不可能再进一步拧动螺纹紧固件56。该最终状况在图4中示出，其中弹性体构件62已被重新形成其最终几何形状，其中弹性体构件62基本上填充在沉孔48与沉孔52之间形成的空腔，并且弹性体构件62的周壁与沉孔48和沉孔52的周壁的内部表面完全接触。
在该压缩状态下，弹性体构件62最小化或完全防止第一部件42 相对于第二部件44的剪切运动。可以调整弹性体构件62的刚度和几何形状以基于压缩距离、接头几何形状和位置以及几何公差提供由沉孔48和沉孔52形成的腔的最佳填充。
因此，如上列出的所公开的实用新型克服了在许多应用中(特别是在汽车设置中)将第一部件附接到第二部件的已知方法所面临的挑战。沉孔48与沉孔52的组合和弹性体构件62的使用为在部件之间提供期望的连接的已知挑战提供了相对低成本的解决方案。此外，在重新使用弹性体部件62的同时，可容易地拆卸和重新组装所公开的创造性概念的紧固系统，因此最小化维修车辆所需的时间和成本。即使考虑到这些优点，本领域的技术人员将易于从此类讨论以及附图和权利要求中认识到，可不脱离如以下权利要求书中界定的本实用新型的真实的精神和合理的范围进行各种改变、修改和变型。
根据本实用新型，提供了一种用于将两部件紧固在一起的系统，其具有：具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；用于将所第一述部件和所述第二部件附接在一起的紧固件；定位在沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔，由此在附接所述第一部件和所述第二部件时抵抗所述第一部件和所述第二部件之间的剪切运动。
根据一个实施方案，所述弹性体构件是环。
根据一个实施方案，所述第一部件由金属构成。
根据一个实施方案，所述第二部件由非金属构成。
根据一个实施方案，所述非金属是聚合材料。
根据一个实施方案，所述紧固件是螺纹成形紧固件。
根据一个实施方案，所述第一部件的所述沉孔是第一沉孔，并且所述第二部件的所述沉孔是第二沉孔，所述第一沉孔和所述第二沉孔中的每个都具有长轴，所述第一沉孔的所述长轴与所述第二个沉孔的所述长轴对齐。
根据一个实施方案，本实用新型的进一步特征在于所述部件之间的垫圈。
根据一个实施方案，所述弹性体构件是具有未压缩高度和未压缩直径的环，并且当所述部件紧固在一起时，所述第一部件的所述沉孔和所述第二部件的所述沉孔形成共同的槽袋，所述槽袋具有高度和直径，所述环的所述未压缩高度大于所述槽袋的所述高度，并且所述环的所述未压缩直径小于所述槽袋的所述直径。
根据本实用新型，提供了一种用于附接两部件的系统，其具有：具有紧固件孔的第一部件；具有紧固件孔的第二部件，所述第一部件和所述第二部件是可附接的；所述第一部件和所述第二部件之间共同地形成共同的槽袋；定位在所述槽袋中的弹性体构件，所述弹性体构件具有紧固件孔；以及紧固件，所述紧固件穿过所述第一部件的所述孔、穿过所述弹性体构件的所述紧固件孔，并且进入所述第二部件的所述紧固件孔中定位。
根据一个实施方案，所述弹性体构件是环。
根据一个实施方案，所述第一部件由金属构成。
根据一个实施方案，所述第二部件由非金属构成。
根据一个实施方案，所述非金属是聚合材料。
根据一个实施方案，所述紧固件是螺纹成形紧固件。
根据一个实施方案，所述第一部件的所述紧固件孔终止于第一沉孔，并且所述第二部件的所述紧固件孔终止于第二沉孔，所述第一沉孔和所述第二沉孔中的每个都具有长轴，所述第一沉孔的所述长轴与所述第二沉孔的所述长轴对齐。
根据一个实施方案，本实用新型的进一步特征在于所述部件之间的垫圈。
根据一个实施方案，所述弹性体构件是具有未压缩高度和未压缩直径的环，并且当所述部件紧固在一起时，所述第一部件的所述沉孔和所述第二部件的所述沉孔形成共同的槽袋，所述槽袋具有高度和直径，所述环的所述未压缩高度大于所述槽袋的所述高度，并且所述环的所述未压缩直径小于所述槽袋的所述直径。
根据本实用新型，提供了一种用于附接两部件的系统，其特征在于，包括：具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；定位于所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔；以及用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件，所述紧固件通过所述第一部件的所述紧固件孔、通过所述弹性体构件的所述孔并进入所述第二部件的所述紧固件孔来定位。
根据一个实施方案，当附接所述第一部件和所述第二部件时，抵抗所述第一部件和所述第二部件之间的剪切运动。

Claims (15)

1.一种用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，包括：
具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；
具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；
用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件；以及
定位在所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔，
由此在附接所述第一部件和所述第二部件时抵抗所述第一部件和所述第二部件之间的剪切运动。
2.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，所述弹性体构件是环。
3.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，所述第一部件由金属构成，并且所述第二部件由聚合材料构成。
4.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，所述紧固件是螺纹成形紧固件。
5.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，所述第一部件的所述沉孔是第一沉孔，并且所述第二部件的所述沉孔是第二沉孔，所述第一沉孔和所述第二沉孔中的每个都具有长轴，所述第一沉孔的所述长轴与所述第二沉孔的所述长轴对齐。
6.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，还包括所述第一部件和所述第二部件之间的垫圈。
7.如权利要求1所述的用于将两部件紧固在一起的系统，其特征在于，所述弹性体构件是具有未压缩高度和未压缩直径的环，并且当所述第一部件和所述第二部件紧固在一起时，所述第一部件的所述沉孔和所述第二部件的所述沉孔形成共同的槽袋，所述槽袋具有高度和直径，所述环的所述未压缩高度大于所述槽袋的所述高度，并且所述环的所述未压缩直径小于所述槽袋的所述直径。
8.一种用于附接两部件的系统，其特征在于，包括：
具有紧固件孔的第一部件；
具有紧固件孔的第二部件，所述第一部件和所述第二部件是可附接的；
在所述第一部件和所述第二部件之间共同地形成的共同的槽袋；
定位在所述槽袋中的弹性体构件，所述弹性体构件具有紧固件孔；以及
通过所述第一部件的所述紧固件孔、通过所述弹性体构件的所述紧固件孔并进入所述第二部件的所述紧固件孔来定位的紧固件。
9.如权利要求8所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，所述弹性体构件是环。
10.如权利要求8所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，所述第一部件由金属构成。
11.如权利要求8所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，所述紧固件是螺纹成形紧固件。
12.如权利要求8所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，所述第一部件的所述紧固件孔终止于第一沉孔，并且所述第二部件的所述紧固件孔终止于第二沉孔，所述第一沉孔和所述第二沉孔中的每个都具有长轴，所述第一沉孔的所述长轴与所述第二沉孔的所述长轴对齐。
13.如权利要求12所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，所述弹性体构件是具有未压缩高度和未压缩直径的环，并且当所述第一部件和所述第二部件紧固在一起时，所述第一部件的所述第一沉孔和所述第二部件的所述第二沉孔形成共同的槽袋，所述槽袋具有高度和直径，所述环的所述未压缩高度大于所述槽袋的所述高度，并且所述环的所述未压缩直径小于所述槽袋的所述直径。
14.一种用于附接两部件的系统，其特征在于，包括：
具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第一部件；
具有接触侧和终止于沉孔中的紧固件孔的第二部件；
定位于所述沉孔中的弹性体构件，所述弹性体构件具有孔；以及
用于将所述第一部件和所述第二部件附接在一起的紧固件，所述紧固件通过所述第一部件的所述紧固件孔、通过所述弹性体构件的所述孔并进入所述第二部件的所述紧固件孔来定位。
15.如权利要求14所述的用于附接两部件的系统，其特征在于，当附接所述第一部件和所述第二部件时，抵抗所述第一部件和所述第二部件之间的剪切运动。
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