DE102023003642A1

DE102023003642A1 - Tolerance compensation device

Info

Publication number: DE102023003642A1
Application number: DE102023003642.0A
Authority: DE
Inventors: Sandeep Kumar; Sanjeev Kulkarni; Rajavardhan Reddy; Frank Mueller
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2023-09-07
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Eine Toleranzausgleichsvorrichtung 300 zur Berücksichtigung von Winkelabweichungen zwischen den Sitzflächen eines ersten Strukturelements 104 und eines zweiten Strukturelements 106 ist offenbart. Die Vorrichtung 300 weist einen linearen Abschnitt 310 auf, der so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Strukturelement 104 durch einen Gewindemechanismus gekoppelt ist, und einen Befestigungsbolzen 330, der zur Befestigung des zweiten Strukturelements 106 an dem ersten Strukturelement 104 durch einen Satz von Riegeln 304 zur Aufnahme linearer Toleranzen und Variationen verwendet wird. Ein Flanschabschnitt 320 mit einer kugelförmigen Außenfläche 322 ist vorgesehen, um Winkelschwankungen zu berücksichtigen und einen wesentlichen Kontakt zwischen der Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 und der Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 näher an einer Achse des Befestigungsbolzens 330 zu gewährleisten, um eine exzentrische Belastung zu verhindern.A tolerance compensation device 300 for taking into account angular deviations between the seating surfaces of a first structural element 104 and a second structural element 106 is disclosed. The device 300 includes a linear portion 310 configured to be coupled to the first structural member 104 through a threaded mechanism, and a mounting bolt 330 for attaching the second structural member 106 to the first structural member 104 through a set of latches 304 is used to accommodate linear tolerances and variations. A flange portion 320 with a spherical outer surface 322 is provided to accommodate angular variations and to ensure substantial contact between the seating surface of the second structural member 106 and the outer surface 322 of the flange portion 320 closer to an axis of the fastening bolt 330 to prevent eccentric loading.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das technische Gebiet des Maschinenbaus. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Toleranzausgleichsvorrichtung zum Ausgleich von Winkel- sowie Längenabweichungen zwischen einem ersten Strukturbauteil und einem zweiten Strukturbauteil.The present disclosure relates generally to the technical field of mechanical engineering. In particular, the present disclosure relates to a tolerance compensation device for compensating for angular and length deviations between a first structural component and a second structural component.

Toleranzausgleichsvorrichtungen zum Ausgleich von Abweichungen zwischen den Sitzflächen zusammenpassender Strukturbauteile sind dem Fachmann bekannt. Die Toleranzkompensatoren tragen dazu bei, die Montagezeit zu verkürzen und Nacharbeiten zu vermeiden.Tolerance compensation devices for compensating for deviations between the seating surfaces of mating structural components are known to those skilled in the art. The tolerance compensators help to shorten assembly time and avoid rework.

1 zeigt eine Schnittansicht einer konventionellen Toleranzausgleichsanordnung 100 zum Ausgleich von Variationen zwischen zwei Strukturbauteilen. Die Toleranzausgleichsanordnung 100 weist ein Toleranzausgleichselement 102 auf, das durch Gewinde mit einem ersten Strukturelement 104 vormontiert ist. Ein zweites Strukturelement 106 ist mit einer Schraube 108 an dem ersten Strukturelement 104 befestigt und erstreckt sich durch das Toleranzausgleichselement 102 und greift durch dessen Außengewinde mit diesem in Eingriff. Die Außengewinde am Toleranzausgleichselement 102 liegen den Gewinden der Schraube 108 gegenüber. Wenn daher die Schraube 108 angezogen wird, greifen die an dem Toleranzausgleichselement 102 vorgesehenen Verriegelungen 110 drehbar mit der Schraube in Eingriff, und das Toleranzausgleichselement 102 bewegt sich aufgrund entgegengesetzter Gewinde in eine Richtung, die der Einsteckrichtung der Schraube 108 entgegengesetzt ist, um Schwankungen im Spalt 112 auszugleichen, die aufgrund der Toleranz entstehen. 1 shows a sectional view of a conventional tolerance compensation arrangement 100 for compensating for variations between two structural components. The tolerance compensation arrangement 100 has a tolerance compensation element 102 which is pre-assembled with a first structural element 104 by threads. A second structural element 106 is attached to the first structural element 104 with a screw 108 and extends through the tolerance compensation element 102 and engages with it through its external thread. The external threads on the tolerance compensation element 102 lie opposite the threads of the screw 108. Therefore, when the screw 108 is tightened, the latches 110 provided on the tolerance compensator 102 rotatably engage the screw, and the tolerance compensator 102 moves in a direction opposite to the insertion direction of the screw 108 due to opposite threads to avoid fluctuations in the gap 112 to compensate that arise due to tolerance.

Die herkömmliche Toleranzausgleichsanordnung der 1 funktioniert nur, um lineare Variationen zu kompensieren, und wie in 2 gezeigt ist, werden Winkelabweichungen zwischen den Befestigungsflächen des ersten Strukturelements 104 und des zweiten Strukturelements 106 nicht berücksichtigt, was zu einer Variation des Spalts zwischen den beiden Strukturelementen führt, wie z. B. Spalt ‚D1‘ und Spalt ‚D2‘ auf zwei gegenüberliegenden Seiten, die darin gezeigt sind, und zu einer daraus resultierenden exzentrischen Belastung der Schraube 108, wenn die Schraube angezogen wird. Die exzentrische Belastung kann zum Versagen der Schraube 108 führen. Somit wäre es vorteilhaft, eine verbesserte Toleranzkompensatoranordnung bereitzustellen, die die obige Einschränkung der herkömmlichen Toleranzkompensatoranordnung überwinden kann.The conventional tolerance compensation arrangement 1 only works to compensate for linear variations, and as in 2 As shown, angular deviations between the attachment surfaces of the first structural element 104 and the second structural element 106 are not taken into account, resulting in a variation of the gap between the two structural elements, such as: B. Gap 'D1' and Gap 'D2' on two opposite sides shown therein and resultant eccentric loading on the screw 108 when the screw is tightened. The eccentric loading can cause the screw 108 to fail. Thus, it would be advantageous to provide an improved tolerance compensator assembly that can overcome the above limitation of the conventional tolerance compensator assembly.

Auf dem Gebiet der Technik wurden Anstrengungen unternommen, um das obige Erfordernis zu erfüllen. Zum Beispiel offenbart das Patentdokument US9957989B2 eine Schwenkmutteranordnung zur adaptiven Befestigung einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente, die möglicherweise keine ähnlichen Größen oder Formen aufweist. Beispielsweise kann eine der Komponenten ein flaches, ebenes Stück sein, während die andere Komponente gekrümmt sein kann. Die Drehmutteranordnung umfasst eine Innensechskantmutter, die einen ersten Abschnitt mit einem ersten Innengewinde und einen zweiten Abschnitt mit einer Schwenkkammer umfasst. Ein Schwenkverbinder enthält eine Kugel mit einem ersten Außengewinde. Der Schwenkverbinder wird über das erste Außengewinde in die Schwenkkammer gefahren und greift gewindeförmig in das erste Innengewinde ein, um die Kugel in die Schwenkkammer zu bewegen. Die Kugel wird in der Wirbelkammer rotierend erfasst, nachdem die Kugel in die Schwenkkammer bewegt wurde.Efforts have been made in the art to meet the above requirement. For example, the patent document discloses US9957989B2 a pivot nut assembly for adaptively attaching a first component to a second component that may not have similar sizes or shapes. For example, one of the components may be a flat, planar piece while the other component may be curved. The rotating nut assembly includes a hexagon socket nut that includes a first section with a first internal thread and a second section with a pivot chamber. A swivel connector contains a ball with a first external thread. The swivel connector is moved into the swivel chamber via the first external thread and threadably engages the first inner thread in order to move the ball into the swivel chamber. The ball is captured rotating in the swirl chamber after the ball is moved into the pivot chamber.

Während das entgegengehaltene Patentdokument eine Anordnung zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil offenbart, versagt die obige Anordnung aufgrund der Außengewinde der Kugel, die mit den Innengewinden des Kragens in Eingriff stehen, bei der Funktionalität des Einstellens der Ausrichtung der Gegenflächen der beiden Komponenten, um die Winkeländerung der Schnittstellenkomponente zu berücksichtigen.While the cited patent document discloses an arrangement for attaching a first component to a second component, the above arrangement fails in the functionality of adjusting the alignment of the mating surfaces of the two components due to the external threads of the ball engaging the internal threads of the collar, to account for the angle change of the interface component.

Es besteht daher die Notwendigkeit, eine einfache und kostengünstige Lösung bereitzustellen, die die Probleme der herkömmlichen Toleranzkompensatoren überwinden und effektiv arbeiten kann, um sowohl lineare als auch winklige Schwankungen zu berücksichtigen.There is therefore a need to provide a simple and cost-effective solution that can overcome the problems of traditional tolerance compensators and work effectively to accommodate both linear and angular variations.

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine einfache und kostengünstige Toleranzausgleichsvorrichtung zum Ausgleich der Winkeländerung zwischen einem ersten Strukturbauteil und einem zweiten Strukturbauteil bereitzustellen.A general object of the present disclosure is to provide a simple and inexpensive tolerance compensation device for compensating for the change in angle between a first structural component and a second structural component.

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereitzustellen, die die Nachteile und Einschränkungen der herkömmlichen Toleranzausgleichsvorrichtungen überwinden kann.An object of the present disclosure is to provide an improved tolerance compensation device that can overcome the disadvantages and limitations of the conventional tolerance compensation devices.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereitzustellen, die eine exzentrische Belastung der Schraube/des Bolzens verhindert und lineare Schwankungen berücksichtigen kann.Another object of the present disclosure is to provide an improved tolerance compensation device that prevents eccentric loading of the screw/bolt and can accommodate linear fluctuations.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereitzustellen, die einen wesentlichen Kontakt zwischen den Sitzflächen näher an einer Achse des Befestigungsbolzens erleichtert und dadurch eine exzentrische Belastung verhindert.Another object of the present disclosure is to provide an improved tolerance compensating device that has a facilitates substantial contact between the seating surfaces closer to an axis of the fastening bolt and thereby prevents eccentric loading.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine einfache und verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereitzustellen, die ohne jegliche Modifikationen an den Strukturbauteilen leicht implementiert werden kann.Another object of the present disclosure is to provide a simple and improved tolerance compensation device that can be easily implemented without any modifications to the structural components.

Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf den Maschinenbau. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Toleranzausgleichsvorrichtung, die im Wesentlichen die exzentrische Belastung eines Befestigungsbolzens (auch als Schraube bezeichnet), der für die Montage eines ersten Strukturelements und eines zweiten Strukturelements verwendet wird, aufgrund von Winkeländerungen in ihren Sitzflächen verhindert, sowie lineare Variationen zwischen den beiden Strukturelementen berücksichtigt, wie z.B. die eines Fahrzeugs.Aspects of the present disclosure relate generally to mechanical engineering. More particularly, the present disclosure relates to a tolerance compensation device that substantially prevents eccentric loading of a fastening bolt (also referred to as a screw) used for assembling a first structural member and a second structural member due to angular changes in their seating surfaces, as well as linear variations between the two structural elements, such as that of a vehicle.

Gemäß einem Aspekt weist die offenbarte Vorrichtung einen linearen Abschnitt auf, der so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Strukturelement durch Außengewinde gekoppelt wird, die an einem ersten Ende des linearen Abschnitts vorgesehen sind. Die Außengewinde sind so konfiguriert, dass sie mit den Innengewinden des ersten Strukturbauteils in Eingriff stehen. Die Vorrichtung weist ferner einen Satz von Verriegelungen auf, die am ersten Ende des linearen Abschnitts vorgesehen sind. Die Verriegelungen sind so konfiguriert, dass sie mit einem Befestigungsbolzen eingreifen, der zur Befestigung des zweiten Strukturelements am ersten Strukturelement verwendet wird. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Flanschabschnitt auf, der an einem zweiten Ende des linearen Abschnitts ausgebildet ist. Der Flanschabschnitt ist so konfiguriert, dass er an einer Sitzfläche des zweiten Strukturelements anliegt.In one aspect, the disclosed device includes a linear portion configured to be coupled to the first structural member through external threads provided at a first end of the linear portion. The external threads are configured to engage the internal threads of the first structural member. The device further includes a set of latches provided at the first end of the linear section. The latches are configured to engage a mounting bolt used to secure the second structural member to the first structural member. Furthermore, the device has a flange section which is formed at a second end of the linear section. The flange portion is configured to abut a seating surface of the second structural member.

In einem Aspekt ist eine Außenfläche des Flanschabschnitts kugelförmig, derart, dass während einer Belastung die kugelförmige Außenfläche des Flanschabschnitts einen wesentlichen Kontakt zwischen der Sitzfläche des zweiten Strukturelements und der Außenfläche des Flanschabschnitts näher an einer Achse des Befestigungsbolzens ermöglicht, wodurch eine exzentrische Belastung des Befestigungsbolzens verhindert wird.In one aspect, an outer surface of the flange portion is spherical such that during loading, the spherical outer surface of the flange portion allows substantial contact between the seating surface of the second structural member and the outer surface of the flange portion closer to an axis of the fastening bolt, thereby preventing eccentric loading of the fastening bolt becomes.

In einer Ausführungsform kann die kugelförmige Außenfläche des Flanschabschnitts derart ausgestaltet sein, dass ein Mittelabschnitt des kugelförmigen Endes des Flanschabschnitts Kontakt mit der Sitzfläche des zweiten Strukturelements aufnimmt, wodurch eine exzentrische Belastung verhindert wird.In one embodiment, the spherical outer surface of the flange portion may be configured such that a central portion of the spherical end of the flange portion makes contact with the seat surface of the second structural element, thereby preventing eccentric loading.

In einer anderen Ausführungsform können der lineare Abschnitt und der Flanschabschnitt koaxial zueinander sein.In another embodiment, the linear section and the flange section may be coaxial with each other.

In einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung ein Loch aufweisen, durch das der Befestigungsbolzen hindurchgeführt werden kann.In another embodiment, the device may have a hole through which the fastening bolt can be passed.

In einer anderen Ausführungsform können die Verriegelungen umlaufend um das Loch herum ausgebildet sein, um ein Einrasten der Verriegelungen mit dem Befestigungsbolzen zu ermöglichen, der durch das Loch verläuft.In another embodiment, the latches may be formed circumferentially around the hole to enable the latches to engage with the fastening bolt passing through the hole.

In einer anderen Ausführungsform kann ein Radius der kugelförmigen Außenfläche des Flanschabschnitts bemessen werden, um die Winkelvariation der Sitzfläche des zweiten Strukturelements mit einer Sitzfläche des ersten Strukturelements zu berücksichtigen.In another embodiment, a radius of the spherical outer surface of the flange section can be dimensioned to take into account the angular variation of the seating surface of the second structural element with a seating surface of the first structural element.

In einer anderen Ausführungsform können die Verriegelungen derart ausgestaltet sein, dass der Eingriff der Verriegelungen mit dem Befestigungsbolzen bewirkt, dass sich die Vorrichtung anfänglich zusammen mit dem Befestigungsbolzen dreht.In another embodiment, the latches may be configured such that engagement of the latches with the mounting bolt causes the device to initially rotate together with the mounting bolt.

In einer anderen Ausführungsform können die Außengewinde des linearen Abschnitts der Vorrichtung und die Innengewinde des ersten Strukturelements den Gewinden des Befestigungsbolzens entgegengesetzt sein, was infolge einer anfänglichen Drehung der Vorrichtung aufgrund des Eingriffs des Riegelsatzes mit dem Befestigungsbolzen bewirkt, dass sich die Vorrichtung linear bewegt, wenn der Befestigungsbolzen gedreht wird, in Richtung des zweiten Strukturbauteils. Die lineare Bewegung der Vorrichtung kann eine lineare Toleranz zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement ausgleichen.In another embodiment, the external threads of the linear portion of the device and the internal threads of the first structural member may be opposed to the threads of the mounting bolt, causing the device to move linearly as a result of initial rotation of the device due to the engagement of the locking set with the mounting bolt the fastening bolt is rotated in the direction of the second structural component. The linear movement of the device can compensate for a linear tolerance between the first structural element and the second structural element.

In einem anderen Aspekt kann das erste Strukturelement ein Turbolader und das zweite Strukturelement eine gegossene Halterung eines Fahrzeugs sein.In another aspect, the first structural element may be a turbocharger and the second structural element may be a cast mount of a vehicle.

Verschiedene Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des erfindungsgemäßen Gegenstands werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.Various objects, features, aspects and advantages of the subject matter of the invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments together with the accompanying drawing figures in which like numerals represent like components.

Die beigefügten Zeichnungen dienen dazu, ein besseres Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln, und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.

1 veranschaulicht eine konventionelle Toleranzkompensatoranordnung zum Ausgleich von Variationen eines Zwischenraums zwischen einem Turbolader und einer gegossenen Halterung eines Fahrzeugs.
2 veranschaulicht eine unbeaufsichtigte Winkeländerung, die durch die konventionelle Toleranzkompensatoranordnung der 1.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm, das die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm, das die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung in Verbindung mit einer Baugruppe darstellt, die das erste Strukturelement und das zweite Strukturelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst.
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm, in dem ein vorgeschlagener Toleranzausgleich mit der herkömmlichen Toleranzausgleichsvorrichtung verglichen wird, die sich in der Baugruppe zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement befindet.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Schnittansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung, die zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement gekoppelt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7A und 7B zeigen beispielhafte Schnittansichten der vorgeschlagenen Toleranzausgleichsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8A veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm, das den Kontaktzustand des herkömmlichen Toleranzausgleichers mit dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement darstellt.
8B veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm, das den Kontaktstatus der vorgeschlagenen Toleranzausgleichsvorrichtung mit dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

The accompanying drawings are provided to provide a better understanding of the present disclosure and are incorporated herein Description. The drawings illustrate exemplary embodiments of the present disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the present disclosure.

1 illustrates a conventional tolerance compensator assembly for compensating for variations in clearance between a turbocharger and a cast bracket of a vehicle.
2 illustrates an unattended angle change caused by the conventional tolerance compensator arrangement 1 .
3 illustrates an exemplary diagram depicting the proposed tolerance compensation device according to an embodiment of the present disclosure.
4 illustrates an exemplary diagram depicting the proposed tolerance compensation device in conjunction with an assembly including the first structural element and the second structural element in accordance with an embodiment of the present disclosure.
5 illustrates an exemplary diagram comparing a proposed tolerance compensation to the conventional tolerance compensation device located in the assembly between the first structural element and the second structural element.
6 illustrates an exemplary sectional view of the tolerance compensation device coupled between the first structural element and the second structural element, according to an embodiment of the present disclosure.
7A and 7B show exemplary sectional views of the proposed tolerance compensation device according to an embodiment of the present disclosure.
8A illustrates an exemplary diagram depicting the contact state of the conventional tolerance compensator with the first structural element and the second structural element.
8B illustrates an exemplary diagram depicting the contact status of the proposed tolerance compensation device with the first structural element and the second structural element according to an embodiment of the present disclosure.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Die Ausführungsformen sind im Detail dazu da, die Offenbarung klar zu kommunizieren. Die angebotene Detailgenauigkeit ist jedoch nicht dazu gedacht, die erwarteten Variationen von Ausführungsformen einzuschränken; Vielmehr sollen alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen erfasst werden, die unter den Sinn und Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.The following is a detailed description of the embodiments of the disclosure illustrated in the accompanying drawings. The embodiments are provided in detail to clearly communicate the disclosure. However, the level of detail provided is not intended to limit expected variations in embodiments; Rather, it is intended to cover all modifications, equivalents and alternatives that fall within the spirit and scope of the present disclosure as defined in the appended claims.

Die hier erläuterten Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf den Maschinenbau. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Toleranzausgleichsvorrichtung, die sowohl Winkel- als auch lineare Abweichungen zwischen einem ersten Strukturbauteil und einem zweiten Strukturbauteil, wie z.B. die eines Fahrzeugs, aufgrund von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen ausgleicht.The embodiments explained here generally relate to mechanical engineering. In particular, the present disclosure relates to a tolerance compensation device that compensates for both angular and linear deviations between a first structural component and a second structural component, such as that of a vehicle, due to manufacturing and/or assembly tolerances.

Bezugnehmend auf 3 weist die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung 300 (hierin auch als Vorrichtung 300 bezeichnet) zwei Abschnitte auf, wobei der erste Abschnitt ein linearer Abschnitt 310 und der zweite Abschnitt ein Flanschabschnitt 320 ist, wobei der lineare Abschnitt 310 und der Flanschabschnitt 320 in Bezug zueinander koaxial sein können.Referring to 3 the proposed tolerance compensation device 300 (also referred to herein as device 300) has two sections, the first section being a linear section 310 and the second section being a flange section 320, wherein the linear section 310 and the flange section 320 may be coaxial with respect to each other.

In einer Ausführungsform kann der lineare Abschnitt 310 so ausgestaltet sein, dass er mit Innengewinden des ersten Strukturelements 104 gekoppelt ist, wie in 4 durch Außengewinde 302 an einem ersten Ende des Linearabschnitts 310 vorgesehen ist. In einer anderen Ausführungsform kann ein Satz von Verriegelungen 304 am ersten Ende des linearen Abschnitts 310 vorgesehen sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste Strukturelement 104 ein Turbolader und das zweite Strukturelement 106 eine gegossene Halterung eines Fahrzeugs sein.In one embodiment, the linear section 310 may be configured to be coupled to internal threads of the first structural member 104, as shown in 4 is provided by external threads 302 at a first end of the linear section 310. In another embodiment, a set of latches 304 may be provided at the first end of the linear section 310. In an exemplary embodiment, the first structural element 104 may be a turbocharger and the second structural element 106 may be a cast mount of a vehicle.

In einer Ausführung kann die Vorrichtung 300 ein Loch 324 aufweisen, durch das der Befestigungsbolzen 330 hindurchgeführt werden kann. Ferner können die Verriegelungen 304 umlaufend um das Loch 324 herum angeordnet sein, um ein Eingreifen der Verriegelungen 304 mit dem Befestigungsbolzen 330 zu ermöglichen, der durch das Loch 324 verläuft, wo die Verriegelungen 304 so konfiguriert werden können, dass sie mit einem Befestigungsbolzen 330 in Eingriff stehen, der zur Befestigung des zweiten Strukturelements 106 an dem ersten Strukturelement 104 verwendet wird. welcher Eingriff zu einer Drehung der Vorrichtung 300 zusammen mit dem Befestigungsbolzen 330 führen kann, wenn das Anziehen des Befestigungsbolzens 330 anfänglich begonnen wird.In one embodiment, the device 300 may have a hole 324 through which the fastening bolt 330 can be passed. Further, the latches 304 may be positioned circumferentially around the hole 324 to enable engagement of the latches 304 with the mounting bolt 330 passing through the hole 324, where the latches 304 may be configured to engage with a mounting bolt 330 in Engagement that is used to attach the second structural element 106 to the first structural element 104. which engagement may result in rotation of the device 300 along with the fastening bolt 330 when tightening of the fastening bolt 330 is initially initiated.

In einer anderen Ausführungsform kann der Flanschabschnitt 320 an einem zweiten Ende des linearen Abschnitts 310 ausgebildet sein, wobei der Flanschabschnitt 320 so konfiguriert sein kann, dass er an einer Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 anliegt. In einem Aspekt ist eine Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 kugelförmig, so dass während einer Belastung die kugelförmige Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 einen wesentlichen Kontakt zwischen der Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 und der Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 näher an einer Achse des Befestigungsbolzens 330 ermöglichen kann, wodurch eine exzentrische Belastung des Befestigungsbolzens 330 verhindert wird.In another embodiment, the flange portion 320 may be formed at a second end of the linear portion 310, wherein the flange portion 320 may be configured to abut a seating surface of the second structural member 106. In one aspect, an outer surface 322 of the flange portion 320 is spherical such that during loading, the spherical outer surface 322 of the flange portion 320 may enable substantial contact between the seating surface of the second structural member 106 and the outer surface 322 of the flange portion 320 closer to an axis of the mounting bolt 330 , thereby preventing eccentric loading of the fastening bolt 330.

In einer Ausführungsform kann die kugelförmige Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 derart ausgestaltet sein, dass ein Mittelabschnitt der kugelförmigen Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 322 Kontakt mit der Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 aufnehmen kann, wodurch eine lokale Biegung zusammen mit der exzentrischen Belastung verhindert wird.In one embodiment, the spherical outer surface 322 of the flange portion 320 may be configured such that a central portion of the spherical outer surface 322 of the flange portion 322 can contact the seating surface of the second structural member 106, thereby preventing local bending along with the eccentric loading.

In einer Ausführungsform können die Außengewinde 302 des linearen Abschnitts der Vorrichtung 300 und die Innengewinde des ersten Strukturelements 104 den Gewinden des Befestigungsbolzens 330 gegenüberliegen, die infolge des Eingriffs des Riegelsatzes 304 mit dem Befestigungsbolzen 330 und der daraus resultierenden anfänglichen Drehung der Vorrichtung 300 bewirkt, dass sich die Vorrichtung 300 linear bewegt, wenn der Befestigungsbolzen 330 gedreht wird, in Richtung des zweiten Strukturelements 106. In einer Ausführungsform kann die lineare Bewegung der Vorrichtung 300 eine lineare Toleranz zwischen dem ersten Strukturelement 104 und dem zweiten Strukturelement 106 kompensieren. Die Verriegelungen 304 können sich mit dem Befestigungsbolzen 330 lösen, wenn die Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 die Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 berührt.In one embodiment, the external threads 302 of the linear portion of the device 300 and the internal threads of the first structural element 104 may be opposed to the threads of the mounting bolt 330 caused by the engagement of the locking set 304 with the mounting bolt 330 and the resulting initial rotation of the device 300 When the mounting bolt 330 is rotated, the device 300 moves linearly toward the second structural element 106. In one embodiment, the linear movement of the device 300 may compensate for a linear tolerance between the first structural element 104 and the second structural element 106. The latches 304 can disengage with the fastening bolt 330 when the outer surface 322 of the flange portion 320 contacts the seating surface of the second structural element 106.

In einer Ausführungsform ist der zweite Abschnitt der vorgeschlagenen Toleranzausgleichsvorrichtung 300 ein Flanschabschnitt 320 mit einer kugelförmigen Außenfläche 322, die koaxial zu dem Befestigungsbolzen 330 ist. Ferner kann die kugelförmige Außenfläche 322 als Sitzfläche gegen das zweite Strukturelement 106 fungieren, wenn das zweite Strukturelement 106 an dem ersten Strukturelement 104 befestigt ist.In one embodiment, the second portion of the proposed tolerance compensation device 300 is a flange portion 320 with a spherical outer surface 322 that is coaxial with the mounting bolt 330. Furthermore, the spherical outer surface 322 can function as a seating surface against the second structural element 106 when the second structural element 106 is attached to the first structural element 104.

In einer Ausführungsform weist die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung 300 ein kugelförmiges Ende an der Gegenschnittstelle auf, um das Problem der Winkelvariationen zwischen dem ersten Strukturelement 104 und dem zweiten Strukturelement 106 zu lösen.In one embodiment, the proposed tolerance compensation device 300 has a spherical end at the mating interface to solve the problem of angular variations between the first structural element 104 and the second structural element 106.

Bezugnehmend auf 5 gezeigt ist, wenn ein herkömmlicher Toleranzausgleich 100 zwischen dem Turbolader 104 und der Gusshalterung 106 eines Fahrzeugs angeordnet ist, kann der herkömmliche Toleranzausgleich 100 nicht in ordnungsgemäßem Kontakt mit benachbarten Bauteilen stehen, wie in 8A, was zu einer exzentrischen Belastung führen kann. Die exzentrische Belastung kann außerdem zu einer Verformung der angrenzenden Bauteile führen. Es kann auch zu hohen lokalen Biegemomenten der Befestigungsschraube führen, die zum Versagen der Befestigungsschraube führen.Referring to 5 As shown in FIG 8A , which can lead to eccentric loading. The eccentric load can also lead to deformation of the adjacent components. It can also lead to high local bending moments of the fastening screw, leading to fastening screw failure.

Die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung 300 kann jedoch die oben erwähnten Probleme vermeiden, da die Toleranzausgleichsvorrichtung 300, wenn sie zwischen dem Turbolader 104 und der Gusshalterung 106 des Fahrzeugs angeordnet ist, einen ordnungsgemäßen Kontakt mit dem Turbolader 104 erleichtern kann, wie in 8B. In einem Fall kommt der mittlere Abschnitt der Vorrichtung 300 bei Belastung mit benachbarten Komponenten in Kontakt. Daher gewährleistet die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung 300 eine im Wesentlichen axiale Belastung anstelle einer exzentrischen Belastung. Dadurch wird auch eine Verformung der angrenzenden Bauteile verhindert. Ferner kann eine Verringerung der lokalen Biegemomente an der vorgeschlagenen Toleranzausgleichsvorrichtung 300 und auch an der V-Klemme beobachtet werden.However, the proposed tolerance compensation device 300 can avoid the above-mentioned problems because the tolerance compensation device 300, when disposed between the turbocharger 104 and the casting bracket 106 of the vehicle, can facilitate proper contact with the turbocharger 104, as shown in 8B . In one case, the central portion of the device 300 comes into contact with adjacent components when loaded. Therefore, the proposed tolerance compensation device 300 ensures a substantially axial load instead of an eccentric load. This also prevents deformation of the adjacent components. Furthermore, a reduction in local bending moments can be observed at the proposed tolerance compensation device 300 and also at the V-clamp.

Bezugnehmend auf 6 ist eine beispielhafte Schnittansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung 300 zu sehen, die zwischen dem ersten Strukturelement und dem zweiten Strukturelement eingekoppelt ist. Die Vorrichtung 300 kann als eine Kombination aus zwei Abschnitten angesehen werden, nämlich dem linearen Abschnitt 310 und dem Flanschabschnitt 320 mit einer kugelförmigen Außenfläche 322, wobei, wenn die beiden Abschnitte 310 und 320 kombiniert werden, sie als die vorgeschlagene Toleranzausgleichsvorrichtung 300 fungieren kann, die zum Ausgleich von Winkelschwankungen verwendet werden kann. Ferner kann die Vorrichtung 300 das Loch 324 aufweisen, durch das ein Befestigungsbolzen 330 hindurchgehen kann. Der Befestigungsbolzen 330 kann in das Loch 324 eingepasst werden und kann ferner die Befestigung des zweiten Strukturelements 106 an dem ersten Strukturelement 104 erleichtern.Referring to 6 an exemplary sectional view of the tolerance compensation device 300 can be seen, which is coupled between the first structural element and the second structural element. The device 300 can be viewed as a combination of two sections, namely the linear section 310 and the flange section 320 with a spherical outer surface 322, where, when the two sections 310 and 320 are combined, it can function as the proposed tolerance compensation device 300, which can be used to compensate for angular fluctuations. Furthermore, the device 300 may have the hole 324 through which a fastening bolt 330 can pass. The mounting bolt 330 may be fitted into the hole 324 and may further facilitate attachment of the second structural member 106 to the first structural member 104.

In einer Ausführungsform kann die Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 kugelförmig ausgebildet sein, so dass während einer Belastung die kugelförmige Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 einen wesentlichen Kontakt zwischen der Sitzfläche des zweiten Strukturelements 106 und der Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 näher an einer Achse des Befestigungsbolzens 330 ermöglichen kann. wie in 8B im Vergleich zu den herkömmlichen Systemen, die in 8A, wodurch eine exzentrische Belastung verhindert wird.In one embodiment, the outer surface 322 of the flange portion 320 may be spherical such that during loading, the spherical outer surface 322 of the flange portion 320 provides substantial contact between the seating surface of the second structural member 106 and the outer surface 322 of the flange portion 320 closer to an axis of the fastening bolt 330 can enable. as in 8B compared to the conventional systems that are in 8A , which prevents eccentric loading.

In einer anderen Ausführungsform kann die Toleranzausgleichsvorrichtung 300 derart ausgebildet sein, dass der lineare Abschnitt 310 und der Flanschabschnitt 320 der Vorrichtung 300 koaxial zueinander sind. In einer Implementierung kann die kugelförmige Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 derart ausgestaltet sein, dass ein Mittelabschnitt der kugelförmigen Außenfläche 322 des Flanschabschnitts 320 einen wesentlichen Kontakt mit der Sitzfläche des zweiten Strukturelements aufnimmt, wodurch eine lokale Biegung und die exzentrische Belastung verhindert wird.In another embodiment, the tolerance compensation device 300 may be designed such that the linear section 310 and the flange section 320 of the device 300 are coaxial with each other. In one implementation, the spherical outer surface 322 of the flange portion 320 may be configured such that a central portion of the spherical outer surface 322 of the flange portion 320 makes substantial contact with the seating surface of the second structural member, thereby preventing local bending and eccentric loading.

Unter Bezugnahme auf die 7A und 7B sind verschiedene beispielhafte Schnittansichten der vorgeschlagenen Toleranzausgleichsvorrichtung 300 zu sehen.With reference to the 7A and 7B Various exemplary sectional views of the proposed tolerance compensation device 300 can be seen.

Somit stellt die vorliegende Offenbarung eine einfache und kostengünstige Toleranzausgleichsvorrichtung 300 bereit, die sowohl lineare als auch winklige Toleranzabweichungen zwischen zwei Gegenkomponenten berücksichtigt.Thus, the present disclosure provides a simple and inexpensive tolerance compensation device 300 that takes into account both linear and angular tolerance deviations between two opposing components.

Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung ausgestaltet werden, ohne von ihrem grundlegenden Schutzumfang abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Versionen oder Beispiele beschränkt, die enthalten sind, um es einer Person mit durchschnittlichem Fachwissen auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit Informationen und Kenntnissen kombiniert werden, die der Person mit durchschnittlichem Fachwissen auf dem Gebiet zur Verfügung stehen.While the foregoing describes various embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from its basic scope. The scope of the invention is determined by the following claims. The invention is not limited to the described embodiments, versions or examples, which are included to enable a person of ordinary skill in the art to make and use the invention when combined with information and knowledge available to the person with average specialist knowledge in the field.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine einfache und kostengünstige Toleranzausgleichsvorrichtung zum Ausgleich von Winkeländerungen zwischen einem ersten Strukturelement und einem zweiten Strukturbauteil bereit.The present disclosure provides a simple and inexpensive tolerance compensation device for compensating for angular changes between a first structural element and a second structural component.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereit, die die Nachteile und Einschränkungen der herkömmlichen Toleranzausgleichsvorrichtungen überwinden kann.The present disclosure provides an improved tolerance compensation device that can overcome the disadvantages and limitations of the conventional tolerance compensation devices.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereit, die eine exzentrische Belastung der Schraube/des Bolzens verhindert und lineare Schwankungen berücksichtigen kann.The present disclosure provides an improved tolerance compensation device that prevents eccentric loading of the screw/bolt and can accommodate linear fluctuations.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereit, die einen wesentlichen Kontakt zwischen den Sitzflächen näher an einer Achse des Befestigungsbolzens erleichtert und dadurch eine exzentrische Belastung verhindert.The present disclosure provides an improved tolerance compensation device that facilitates substantial contact between seating surfaces closer to an axis of the mounting bolt, thereby preventing eccentric loading.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine einfache und verbesserte Toleranzausgleichsvorrichtung bereit, die ohne Änderungen an den Strukturbauteilen leicht implementiert werden kann.The present disclosure provides a simple and improved tolerance compensation device that can be easily implemented without changes to the structural components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 9957989 B2 [0005]

Claims

Tolerance compensation device (300) for preventing an eccentric load between a first structural element (104) and a second structural element (106), the device comprising: a linear section (310) configured to be coupled to the first structural member (104) by external threads (302) provided at a first end of the linear section (310), the external threads (302) being so are configured to engage internal threads provided on the first structural member (104); a series of latches (304) provided at the first end of the linear section (310), the latches (304) being configured to engage a fastening bolt (330) used to fasten the second structural element (304) 106) is used on the first structural element (104); and a flange portion (320) formed at a second end of the linear portion (310), the flange portion (320) being configured to abut a seating surface of the second structural member (106); wherein an outer surface (322) of the flange section (320) is spherical, so that during a load, the spherical outer surface (322) of the flange section (320) provides substantial contact between the seating surface of the second structural element (106) and the outer surface (322) of the Flange section (320) closer to an axis of the fastening bolt (330), thereby preventing eccentric loading.

Device (300) after Claim 1 , characterized in that the spherical outer surface (322) of the flange section (320) is designed such that a central section of the spherical outer surface (322) of the flange section (320) makes contact with the seat surface of the second structural element (106) and thereby a local bend and prevents eccentric loading.

Device (300) after Claim 1 , characterized in that the linear section (310) and the flange section (320) are coaxial with each other.

Device (300) after Claim 1 , characterized in that the device (300) has a hole (324) through which the fastening bolt (330) can be passed.

Device (300) after Claim 4 , characterized in that the latches (304) are formed all around the hole (324) in order to enable the latches (304) to engage with the fastening bolt (330) passing through the hole (324).

Device (300) after Claim 1 , characterized in that a radius of the spherical outer surface (322) of the flange portion (320) is dimensioned to take into account the angular variation of the seating surface of the second structural element (106) with a seating surface of the first structural element (104).

Device (300) after Claim 1 , characterized in that the latches (304) are designed such that the engagement of the latches (304) with the fixing bolt (330) causes the device (300) to initially rotate together with the fixing bolt (330).

Device (300) after Claim 7 , characterized in that external threads (302) of the linear section (310) of the device (300) and the internal threads of the first structural element (104) are opposite the threads of the fastening bolt (330) as a result of the engagement of the locking set (304) with the fastening bolt (330) causes the device (300) to move linearly as the mounting bolt (330) is rotated toward the second structural member (106); and wherein the linear movement of the device (300) compensates for a linear tolerance between the first structural element (104) and the second structural element (106).

Device according to Claim 1 , characterized in that the first structural element (104) is a turbocharger and the second structural element (106) is a cast holder of a vehicle.