CN102138011A - 具有公差补偿的紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将部件B紧固到部件A上的紧固装置，包括在部件B和部件A之间的间距(S)中公差的自动补偿，所述紧固装置具有下列特征：a.接纳元件(10)和调节元件(20、30)，所述调节元件能通过第一螺旋方向的第一螺纹对(12，32)与接纳元件(10)拧紧；b.能穿过接纳元件(10)和调节元件(20，30)的开口***紧固螺钉(40)，该紧固螺钉能通过与第一螺旋方向相反的第二螺旋方向的第二螺纹对(42，52)拧入到接纳元件(10)中，并该紧固螺钉能通过可松开的联动连接(24)与调节元件(20，30)连接，以便在旋转紧固螺钉(40)时同时旋转调节元件(20，30)，并因此将它移动成与部件B接触；c.紧固螺钉的调节元件(20，30)包括在螺纹元件(30)内部相对不能旋转地且浮动地设置的联动元件(20)，以便能补偿在***到调节元件(20，30)中时紧固螺钉(40)的未对准。

Description

具有公差补偿的紧固装置
技术领域
本发明涉及一种用于将部件B紧固到部件A上的紧固装置，其具有在部件B和部件A之间的间距的公差的自动补偿。
背景技术
具有公差补偿的这类紧固装置以各种方式已知。它们通常包括具有所谓的联动部分的调节套管，该联动部分能与紧固螺钉形成摩擦锁合连接。因此，当旋转紧固螺钉时，调节套管也被带动旋转，直至它贴靠在两个部件的其中之一上，随后在紧固螺钉进一步旋转期间和转矩相应增加的情况下，摩擦锁合连接被克服，因此两个部件能通过调节套管用紧固螺钉夹紧在一起。
这种公差补偿装置从欧洲专利申请EP 1780424中已知。该装置包括整体形成的接纳元件和整体形成的调节元件。接纳元件具有紧固部分，该紧固部分具有用于形成螺纹连接能拧入一个部件中的自动攻丝和/或自动形成的螺纹，其中螺纹连接是塑料-塑料的螺旋连接。
发明内容
本发明的目的是进一步研制上述类型的具有自动公差补偿的紧固装置，使得紧固装置的装配简化。
本发明的紧固装置在权利要求1中限定。此外，本发明涉及一种按权利要求13所述的用于***和紧固所述紧固装置的接纳元件的方法，和按权利要求14所述的用于从部件中取出接纳元件的方法。
紧固装置用于以自动补偿在部件B和部件A之间的间距的公差的方式将部件B紧固到部件A上。本发明的紧固装置包括下列特征：接纳元件和调节元件，所述调节元件能通过具有第一螺旋方向的第一螺纹对与接纳元件拧紧，和能穿过接纳元件和调节元件的开口***紧固螺钉，该紧固螺钉能通过与第一螺旋方向相反的第二螺旋方向的第二螺纹对拧入到接纳元件中，并且该紧固螺钉能通过可松开的联动连接与调节元件连接，以便在旋转紧固螺钉的期间带动旋转调节元件，并因此将它移动到与部件B接触，和紧固螺钉的调节元件包括在螺纹元件内部相对不能旋转地且浮动地设置的联动元件，以便能补偿在***到调节元件中时紧固螺钉的未对准。
在本发明的紧固装置中，调节元件构造成两件式的。包括螺纹元件和联动元件的两件式的构造保证在紧固螺钉***紧固装置中时补偿装配误差。由于联动元件浮动地设置在螺纹元件内，所以它能在螺纹元件内相对于其纵向轴线实施径向或侧向的补偿运动。在相应地设计螺纹元件和联动元件时，优选地还有在螺纹元件内通过联动元件实施角度补偿运动的可能性。这意味着联动元件的纵向轴线相对于螺纹元件的纵向轴线能占有非平行的倾斜的位置。基于这种构造基础，紧固螺钉能够以一定的定向误差***到紧固装置中，而紧固螺钉不会在紧固装置中被卡死。此外，由于紧固装置，公差补偿不受不正确定向的紧固螺钉的影响，因为联动元件在螺纹元件内能遵循紧固螺钉的不正确定向。因此，即使在紧固螺钉的旋转时，联动元件也前进到部件B。
按照紧固装置的优选设计，螺纹元件的内部通道这样包围联动元件，以使联动元件能够在螺纹元件内相对于螺纹元件沿侧向，尤其是沿径向方向移动。此外，补充的是或者可供选择优选的是，螺纹元件的内部通道至少部分地沿着其轴向方向收缩，以便联动元件在螺纹元件内相对于螺纹元件的纵向轴线轴向倾斜地设置。
紧固装置的螺纹元件设有按要求形成的内部通道。该内部通道包括例如具有一个内径的圆筒形状，所述内径构造成大于联动元件的待接纳的区域。这保证由于联动元件在螺纹元件内的浮动安装，联动元件能够在内部通道内相对于螺纹元件沿径向方向移动。以这种方式，能补偿紧固螺钉的上述的不正确取向。按照另外的设计，通过联动元件的角度定向也能补偿紧固螺钉的角度的不正确的定向。在可供选择的方案中，内部通道至少在部分区域中收缩，以便它具有锥形的轮廓。顺着锥形轮廓，联动元件能够补偿紧固螺钉的不正确定向，因此以这种方式也有助于简化紧固装置的安装。
为了保证联动元件和螺纹元件之间相对不能旋转的连接，联动元件具有优选至少一个在径向方向上凸起的止动凸起，该止动凸起能卡锁到螺纹元件的凹槽中。
此外，在另一个实施例中，联动元件包括卵形运输锁，该卵锁运输锁的至少一个径向向外伸出的凸起能锁紧在接纳元件的内侧处。该卵形运输锁按照一个实施例这样形成，以便在紧固螺钉通过卵形运输锁时所述至少一个径向向外伸出的凸起能通过运输锁的径向向内的变形运动从接纳元件的内侧解锁。因此运输锁的卵形形状能如此匹配于紧固螺钉的直径，以使卵形的直径较小的区域小于紧固螺钉的直径，而卵形的直径较大的区域大于紧固螺钉的直径。通过卵形运输锁和紧固螺钉这样确定尺寸，紧固螺钉在***到卵形运输锁中时将较窄的区域相反地挤压并以这样的方式将卵形形状的较宽区域拉在一起，以使运输锁变形成几乎圆形的形状。这种变形运动使锁紧的凸起从接纳元件的内侧移离，从而由联动元件和螺纹元件组成的调节元件能在接纳元件内旋转。
按照本紧固装置的另一种设计，联动元件包括两个联动连接板，所述两个联动连接板彼此相对地设置并在联动元件的轴向方向上延伸，上述联动连接板弹性地径向向内伸出地使紧固螺钉的贯穿开口缩小。联动连接板优选地构造成弧形的。此外，它们把卵形运输锁与联动元件的支承部分连接。
如上所述，紧固螺钉能拧到接纳元件的螺纹中。按照一个实施例，接纳元件的螺纹由能插到接纳元件的保持腔室中的螺母提供。螺母通过例如夹紧紧固在该保持腔室中。在与紧固螺钉配合时，可以设想螺母和紧固螺钉各都包括相互匹配的公制螺纹。
本发明的另一些有利设计由下面说明书、附图和从属权利要求产生。
附图说明
本发明的示例性实施例用下面附图详细说明，它们示出：
图1是不带有紧固螺钉的优选的紧固装置的剖视图，
图2是带有紧固螺钉的优选的紧固装置的剖视图，并且所述紧固装置安装在部件A和B之间，
图3a和3b是联动元件的透视图，
图4a和4b是螺纹元件的透视图，
图5a和5b是包括螺纹元件和联动元件的调节元件的透视图，
图6是紧固装置的侧视图，
图7是沿着图6中线A-A的剖视图，
图8是沿着图6中线B-B的剖视图，
图9是包括联动元件和螺纹元件的调节元件的底视图，
图10是包括联动元件和螺纹元件的调节元件的俯视图，
图11是沿着图10中线A-A的剖视图，
图12是沿着图10中线B-B的剖视图，
图13a-13c示出带有螺母的紧固装置的装配顺序，和
图14a-14c示出紧固装置在部件A的键孔中的安装顺序。
具体实施方式
如图1中所示，紧固装置包括接纳元件10和调节装置20，30。接纳元件10和调节元件20，30通过第一螺纹对12，32连接在一起。第一螺纹对的其中一个螺纹设置在接纳元件10的内侧上。另一个螺纹32设置在螺纹元件30的外侧上，该螺纹元件30与联动元件20一起形成调节元件20，30。
图2示出安装在部件A和B之间的紧固装置的剖视图。通过将紧固螺钉40拧到紧固装置中，使紧固装置伸长这么远，直至补偿所述部件A和B之间的间距S。在将紧固螺钉40拧到接纳元件10的螺纹52中时，调节元件20，30被从接纳元件10中拧出。紧固装置的这种自动调节运动基于下述措施，即：紧固螺钉40的螺纹42和接纳元件10的螺纹52的螺纹对具有与螺纹对12，32相反的螺旋方向。
接纳元件10的螺纹52优选地借助于螺母50提供。螺母50设在接纳元件10的保持腔室10中。优选地通过在各壁之间或者在保持接板和保持腔室16的壁之间的压配合，或者通过与紧固螺钉40的连接将螺母50保持在保持腔室16中。按照本发明的一个实施例，螺纹42和52是相互匹配的公制螺纹。与现有技术相比，具有公制螺纹的紧固螺钉的优点是：在公制螺钉连接的情况下，螺纹42能贯穿联动元件20。由此，在拧螺钉操作期间由操作者施加在紧固螺钉40上的压力不影响紧固装置的功能。紧固螺钉40能伸入紧固装置中一直到螺母50。从这个时刻起，所有压力都直接通过螺纹52传递到螺母50上。
按照另一个未示出的实施例，也优选的是，***具有自动切削螺纹42的紧固螺钉40。该紧固螺钉自身固定在代替保持腔室16构成的接纳元件10的端部区域的开口内。
调节元件20，30包括螺纹元件30，在该螺纹元件的内腔36中设置联动元件20。在图3a，3b中示出联动元件20。联动元件20包括用于与部件B接触的支承部分29。支承部分29在朝向部件B的方向上具有多个***部，所述***部刻入到部件B中。以这种方式，在支承部分29和部件B之间形成形锁合，并且因此形成在紧固装置和部件B之间改进的固定。此外，支承部分29具有中心开口，紧固螺钉40穿过所述中心开口***。
在支承部分29的下方，至少两个联动连接板24在联动元件20的轴向方向上延伸。各联动连接板24彼此相对地设置。此外，它们具有弧形的走向，以便它们弹性地径向向内伸出地通过联动元件使紧固螺钉40的贯穿区域缩小。
各联动连接板24在它们远离支承部分29的端部处通过环形结构相互连接。在环形结构上设置至少一个在径向方向上向外伸出的止动凸起22。止动凸起22伸入到在螺纹元件30的相对的内侧上的与其匹配的凹槽34中。因为止动凸起22卡锁在凹槽34中，所以在联动元件20和螺纹元件30之间产生相对不能旋转的连接。优选地，两个止动凸起22与联动连接板24偏置90°地设置。
为了保证容易地且位置准确地把联动元件20插到螺纹元件30中，在螺纹元件30的内侧上形成用于止动凸起22的导槽38。如果联动元件20安装在螺纹元件30上，止动凸起22沿着导槽38滑动，和然后卡锁到凹槽34中。这在图8，9，11和12中示出。
螺纹元件30的内部通道36具有比联动元件20的待接纳在内部通道36中的部分大的直径。以同样的方式，凹槽34在侧向方向上构造成比待接纳的止动凸起22更大，以便这些止动凸起22能在其中移动。内部通道36和凹槽34与联动元件20相比尺寸过大导致联动元件20浮动地支承在螺纹元件30上。在这个基础上，在***紧固螺钉40时，联动元件20能在螺纹元件30内在径向方向上、也就是在侧向上浮动地移动，以便补偿紧固螺钉40的未对准。在图8中(图8是沿着图6中线B-B的剖视图)能看出，尽管联动元件20不是居中地设置，也能保证紧固螺钉40的安装。
按照另一个未示出的实施例，内部通道36具有至少局部是锥形的形状，而不是图4a，4b中的圆筒形状。锥形形状这样地延伸，以使内部通道36的具有最大直径的区域邻接于联动元件20的支承部分29。内部通道36的锥形形状保证联动元件20在螺纹元件30内倾斜。以这种方式，联动元件20能相对于螺纹元件30的纵向轴线轴向倾斜地设置在螺纹元件30内。为此，内部通道36例如从支承部分29开始直到它的靠近凹槽34的端部锥形地收缩。也可以考虑的是，内部通道36构造成双锥体，它内部通道36的两端处开始朝内部通道中心附近的一点的方向收缩。
利用上述构造，实施将联动元件20浮动地设置在螺纹元件30中，联动元件20穿过上述螺纹元件能相对于螺纹元件30在侧向上位移和/或在轴向上倾斜地设置。
按照另一个优选实施例，紧固装置包括运输锁26。它用于防止紧固装置在预装配状态下松开。运输锁26邻接于联动元件20的环形结构设置。它由卵形环26形成，该卵形环26优选地通过连接板紧固在联动元件20的环形结构上。
卵形的运输锁26包括较大直径的区域和较小直径的区域。卵形的运输锁26如此确定尺寸，以使所述较小的直径比紧固螺钉40的直径更小，而所述较大的直径比紧固螺钉40的直径更大。基于这样的尺寸确定，在把紧固螺钉拧入联动元件20中时实现卵形运输锁26的压开。较小直径的区域的压开以较大直径的区域为代价来实现，因此在紧固螺钉40拧入之后，卵形运输锁26具有几乎是圆形的形状。
在运输锁26的较大直径区域中设置至少一个径向上向外伸出的凸起28。为了形成运输锁，凸起28嵌入到在接纳元件10内侧上的通道、窗口或凹槽14中。如果把紧固螺钉40拧入卵形运输锁26中，则较小直径的区域扩张，而同时较大直径的区域其直径减小。这产生较大直径的区域的径向向内的变形运动，因此所述至少一个凸起28从通道14中的锁紧松开。在这个发生之后，调节元件20，30的调节能通过旋转紧固螺钉40进行。
还可以设想，通过通道14从外部松开卵形运输锁26。经由通道14穿过接纳元件10，凸起28能从外部进入并能在径向上向内压。这能例如通过与其匹配的工具进行。在这种操作过程的情况下，则不需要经由紧固螺钉40实现该功能。
图13a-13c示出用预先安装好的状态生产紧固元件。为此，将螺母50***保持腔室16中。在此之后，将调节元件20，30拧到接纳元件10中，直至卵形运输锁26将调节元件20，30固定在接纳元件10中。在该步骤结束之后，存在预先安装好的紧固装置，它如图13c中所示。
部件A和B优选地由塑料制成。部件A例如由玻璃纤维增强PP(聚丙烯)组成，而部件由较软的塑料、例如含滑石粉的PP组成。也优选的是，用金属或另外材料制造部件A。如在图14a中所看到的，部件A包括键孔90，接纳元件10能接纳并紧固在该键孔90中。键孔90构造成在第一径向平面内几乎与接纳元件10的轮廓互补。例如两个止动凸出部19位于第一径向平面中。如果设置不同数量的止动凸出部19，则键孔90的形状相应地匹配，以保证将接纳元件10***键孔90中。此外，键孔90的内径小于接纳元件10的上部法兰或边缘的外径，以便接纳元件10能形锁合地固定在部件A中。
在用合适的定向将接纳元件10***键孔90中之后，弹簧元件17和接纳元件10的凸缘设置在部件A的上方，而止动凸出部19设置在部件A的下方。如果将接纳元件10朝部件A的方向挤压并且随后绕其纵向轴线旋转，则止动凸出部19为了***从开口93移离。由于这样的旋转，在部件A和接纳元件10之间形成形锁合的连接。
如在图14a中所看到的，弹簧元件17和止动凸出部19在圆周上相互错位90°地设置。也可考虑其他角度的设置，它能与部件A协调实现。在将接纳元件10***键孔90中之后，其中止动凸出部19处于与开口93对准，它如图14b中所示，接纳元件10绕其纵向轴线旋转。优选地，接纳元件10绕其纵向轴线旋转90°角，因此通过部件A的表面预张紧的弹簧元件17卡扣到开口93中(见图14c)。也可行的是，在部件A的表面上/中设置与止动凸出部19的***开口93不同的凹槽或锁紧开口。在这种情况下，凹槽或锁紧开口(未示出)仅用于弹簧元件17的锁紧/卡扣，而不用于***止动凸出部19。
弹簧元件17在图14c中示出处于锁紧状态。在这种状态下，部件A被夹紧在接纳元件10和止动凸出部19之间，以便在部件A和接纳元件10之间存在形锁合和力锁合的连接。
因此总的来说，以上说明书描述了用下列步骤将接纳元件***和紧固在部分A中：a)使键孔90和接纳元件10相互对准，b)将接纳元件10***键孔90中，c)使接纳元件10绕其纵向轴线旋转，以便将部件A保持在凸起和止动凸出部19之间。以同样的方式，能够概括用下列步骤取出接纳元件10：a)使接纳元件绕其纵向轴线旋转，由此取出锁紧弹簧元件17，b)使接纳元件10与键孔90对准，和c)从键孔90中取出接纳元件90。

Claims (14)

1.用于将部件B紧固到部件A上的紧固装置，具有在部件B和部件A之间的间距(S)的公差的自动补偿，所述紧固装置包括下列特征：
a.接纳元件(10)和调节元件(20，32)，所述调节元件能通过第一螺旋方向的第一螺纹对(12，32)与接纳元件(10)拧紧，和
b.穿过接纳元件(10)和调节元件(20，30)的开口能***一个紧固螺钉(40)，该紧固螺钉能通过与第一螺旋方向相反的第二螺旋方向的第二螺纹对(42，52)拧入到接纳元件(10)中，并且该紧固螺钉能通过可松开的联动连接(24)与调节元件(20，30)连接，从而在旋转紧固螺钉(40)时带动调节元件(20，30)旋转，并因此将所述调节元件移动到与部件B接触，和
c.所述紧固装置的调节元件(20，30)包括在螺纹元件(30)内部相对不能旋转地且浮动地设置的联动元件(20)，以便能补偿紧固螺钉(40)在***到调节元件(20，30)中时的未对准。
2.按照权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，在所述紧固装置中，所述联动元件(20)通过它的浮动式结构而能相对于所述螺纹元件(30)在侧向上移动和/或在轴向上倾斜。
3.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，在所述紧固装置中，螺纹元件(30)的内部通道(36)这样地包围联动元件(20)，以便联动元件(20)能在螺纹元件(30)的内部相对于螺纹元件(30)在侧向上、尤其在径向方向上移动，和/或在所述紧固装置中，螺纹元件(30)的内部通道至少部分地沿着其轴向方向缩小，以便使联动元件(20)相对于螺纹元件(30)的纵向轴线在轴向上倾斜地设置在螺纹元件(30)内。
4.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的联动元件(20)具有至少一个在径向方向上伸出的止动凸起(22)，该止动凸起能卡锁在螺纹元件(30)的凹槽(34)中。
5.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的联动元件(20)包括卵形的运输锁(26)，该运输锁至少一个在径向上向外伸出的凸起(28)能在接纳元件(10)的内侧上锁紧。
6.按照权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的卵形的运输锁(26)这样地构造，使得在紧固螺钉(40)穿过卵形运输锁(26)时，所述至少一个在径向上向外伸出的凸起(28)能通过运输锁(26)的在径向上向内的变形运动来解锁。
7.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的联动元件(20)包括两个联动连接板(24)，所述两个联动连接板彼此相对地设置并且在联动元件(20)的轴向方向上延伸，所述两个联动连接板弹性地径向向内伸出地使用于紧固螺钉(40)的通道区域缩小。
8.按照权利要求7所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的联动连接板(24)构造成弧形的并且将卵形的运输锁(26)与联动元件(20)的支承部分(29)连接。
9.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置的接纳元件(10)具有保持腔室(16)，所述保持腔室中能装入螺母(50)，所述螺母具有用于紧固螺钉(40)的配合的螺纹(52)。
10.按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置具有紧固螺钉(40)和螺母(50)。
11.按照权利要求10所述的紧固装置，其特征在于，在所述紧固装置中，螺母(50)和紧固螺钉(40)分别具有相互配合的公制螺纹。
12.与按照上述权利要求其中之一所述的紧固装置组合的部件A，所述部件A包括键孔(90)，所述紧固装置的接纳元件(10)能固定到所述键孔中。
13.用于将接纳元件***并紧固在部件(A)中的方法，具有下列步骤：
a)将键孔(90)和接纳元件(10)相互对准，
b)将接纳元件(10)***到键孔(90)中，
c)使接纳元件(10)绕其纵向轴线旋转，以便将部件(A)保持在接纳元件(10)的法兰和止动凸出部(19)之间。
14.用于从部件(A)取出接纳元件(10)的方法，具有下列步骤：
a)使接纳元件(10)在键孔(90)中绕其纵向轴线旋转，由此取出锁紧的弹簧元件(17)，
b)使接纳元件(10)与键孔(90)对准，并且
c)从键孔(90)中取出接纳元件(10)。
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