CN103008854A - 焊接销和用于结构部件对准连接的连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于结构部件对准连接的焊接销(1)，其具有带凸缘(7)的杆(2)、在凸缘(7)一侧的焊接端(3)和在凸缘另一侧的紧固部分(5)。焊接销具有锥形部分(4)，该锥形部分被设置在凸缘(7)和紧固部分(5)之间并沿紧固部分(5)的方向逐渐变细。本焊接销适合用于结构部件的对准连接的连接装置。

Description

焊接销和用于结构部件对准连接的连接装置
技术领域
本发明涉及一种用于对准连接结构部件的焊接销，其具有带凸缘的杆、在凸缘一侧上的焊接端、在凸缘另一侧上的紧固部分。另外，本发明还涉及一种用于结构部件对准连接的连接装置，其中第一结构部件具有通过焊接端焊接至第一结构部件的至少一个焊接销，该焊接销具有从第一结构部件凸出的杆、设于杆上的凸缘和设于杆自由端上的固定部分，第一结构部件在离焊接销某一距离处具有沿焊接销纵向方向延伸的用于第二结构部件的接触表面，第二结构部件具有用于容纳焊接销的紧固开口、能作用于凸缘的支撑表面和距离紧固开口某一距离与接触表面协同作用的支座表面。
背景技术
机动车的结构中，往往使用焊接销来连接结构部件，焊接销被焊接至结构部件并结合在一个或多个另外的结构部件的开口中，连接的结构部件随后通过螺母或类似的连接部件被固定至焊接销。在这种连接操作中，往往存在被连接在一起的结构部件必需对准的问题，致使连接后它们能呈现在指定的端部位置。为了能够弥补产品生产中、落入部件制造公差限制范围内以及它们连接方式引起的部件尺寸差异，这种对准是需要的。例如，可以采用复杂的测量技术和测量仪器对结构部件进行对准。但两者都可能导致连接时间的延长，因此增加了生产成本。
GB 2,065,011-A公开了一种用于焊接到结构部件的销，其具有圆柱形杆和锥形底部，在锥形底部的直径较大的那端设有环状焊接表面。锥形底部的目的是增大焊接表面的直径，从而为被焊接头提供更高的强度。
发明内容
本发明的目的是为了得到本说明书开始时所提及的那类焊接销和连接装置，借助该焊接销和连接装置可以简化被连接的结构部件的对准且能缩短连接所需的时间。
根据本发明，可通过下述焊接销和连接装置来实现所述目的。焊接销具有带有凸缘的杆、在凸缘一侧上的焊接端、在凸缘另一侧上的紧固部分，在凸缘和紧固部分之间设有锥形部分，该锥形部分沿紧固部分的方向逐渐变细。连接装置包括第一结构部件，该第一结构部件具有至少一个焊接销，该焊接销通过焊接端被焊接至第一结构部件，所述销具有从第一结构部件突出的杆、设于杆上的凸缘、设于杆自由端的紧固部分，在离焊接销某一距离处第一结构部件具有沿焊接销的纵向方向延伸的用于第二结构部件的接触表面，第二结构部件具有用于容纳焊接销的紧固开口、能够作用到凸缘的支撑表面、和距离紧固开口某一距离与接触表面协同作用的支座表面，焊接销在邻近背离焊接端的凸缘那侧具有锥形部分，该锥形部分沿紧固部分的方向逐渐变细，且第二结构部件在支撑表面上的紧固开口具有至少与锥形部分的最大直径相应的内径，第二结构部件具有受力可变形的区域，该区域的变形引起支座表面和紧固开口之间距离缩短。有利的是，焊接销的紧固部分呈圆柱形并具有外螺纹，第二结构部件被夹持在螺纹连接到紧固部分上的螺母和凸缘之间。所述锥形部分的最大和最小半径之间的差值一方面与导致焊接销和接触表面之间距离的最大制造公差相应，另一方面，和/或与导致紧固开口和支座表面之间距离的最大制造公差相应。凸缘被设置在距第一结构部件某一距离处。支座表面停靠在接触表面上。在支座表面和接触表面之间设有第三结构部件的一部分。
根据本发明，用于结构部件对准连接的焊接销具有带凸缘的杆、在凸缘一侧上的焊接端、在凸缘另一侧上的紧固部分，同时在凸缘和紧固部分之间设有锥形部分，该锥形部分沿紧固部分的方向逐渐变细。
本发明的焊接销具有的优点是，借助于部件的锥形部分连接这些部件时，至少一个要被固定的结构部件在其到达另一结构部件上的最终紧固位置之前可与焊接销的纵向轴线横向对准。
根据本发明的连接装置包括第一结构部件，第一结构部件具有至少一个通过焊接端焊接至第一结构部件的焊接销，该销具有上面设有凸缘从第一结构部件上凸出的杆、处于杆的自由端的固定部分，且第一结构部件具有离焊接销某一距离处沿焊接销纵向方向延伸的用于第二结构部件的接触表面，第二结构部件具有用于容纳焊接销的紧固开口、能够作用到凸缘的支撑表面和距离紧固开口某一距离与接触表面协同作用的支座表面。焊接销在邻近背离焊接端的凸缘那侧具有锥形部分，该锥形部分沿紧固部分的方向逐渐变细，第二结构部件在支撑表面上的紧固开口具有至少与锥形部分的最大直径相应的内径，第二结构部件具有受力可变形的区域，该区域的变形引起支座表面和紧固开口之间距离缩短。
本发明的连接装置具有的优点是，由于焊接销的锥形部分，装配时要被连接的结构部件可以自动地相互对准。借助测量仪器或测量装置可以对准且可以避免用手对准。这大大避免了装配时出现对准误差的风险。
根据本发明，锥形部分的斜面、即锥形部分的最大和最小半径之间的差值，一方面适应于可能导致焊接销和接触表面之间距离的最大制造公差，另一方面，适应于导致紧固开口和支座表面之间距离的最大制造公差。因而焊接销锥形部分的设计允许在每种情形下以简单的方式使连接装置适应于制造公差。
焊接销的紧固部分优选为圆柱形并设有外螺纹。因而第二结构部件可通过将螺母拧紧到紧固部分沿锥形部分被压进对准位置，然后被夹紧于螺母和凸缘之间。因此，对准时使第二结构部件变形所需的力可通过旋转螺母间接地施加，而不需要显著的外力。
优选将焊接销焊接至第一结构部件，致使可将凸缘设置在距离第一结构部件某一距离之处。由此可确保第二结构部件与凸缘接触，这决定了第二结构部件在焊接销上的紧固位置。
第二结构部件的支座表面可直接停靠在第一结构部件的接触表面上，但也可选择地设置在支座表面和接触表面之间，在支座表面和接触表面之间设有第三结构部件的一部分，其在连接操作中被***。
附图说明
下面将参考附图所示的示例性实施例对本发明进行详细说明。附图中：
图1示出了根据本发明的焊接销；
图2示出了根据本发明的连接装置；
图3为图2所示连接装置的截面图。
具体实施方式
图1所示的焊接销1具有沿轴线延伸的杆2，焊接销形成有焊接端3、锥形部分4和紧固部分5。焊接端3呈圆柱形并具有着火前端6。在杆2上、焊接端3和锥形部分4之间形成圆盘形凸缘7。凸缘7在朝向锥形部分4的一侧形成有用于紧固结构部件的平坦接触表面。锥形部分4的最大外径部分邻接凸缘7并沿紧固部分5的方向逐渐变细至紧固部分的外部直径。紧固部分5呈圆柱形且具有外螺纹8。
图2示出了具有图1所示焊接销的连接装置10。销1通过它的焊接端3被焊接至第一结构部件12的板状平坦部分11，并从部分11大体垂直地凸出。在距离焊接销1某一距离处，第一结构部件12具有台阶13，该台阶形成沿焊接销1的旁边延伸的接触表面14。接触表面14被设计为用于接触第二结构部件15并作为第二结构部件15相对于第一结构部件12定位的基准表面。第二结构部件15具有与接触表面14协同作用的支座表面16，连接后第二结构部件15应停靠在接触表面14上。为了紧固焊接销1，第二结构部件15具有开口17，焊接销1结合于该开口中。零件18将开口17限制在支座表面16的方向，借助沿支座表面16方向的力的作用，其相对于第二结构部件15可以变形或可以移动，从而导致沿此方向增大开口的直径并因此减小零件18和支座表面16之间的距离。在开口17周围的区域内，第二结构部件15还具有支撑表面19，通过支撑表面19可将第二结构部件支撑在凸缘7上。在与支撑表面19相对的那侧上，结构部件15具有接触表面20，用于螺母21拧紧在焊接销1上。
为了将第二结构部件15紧固到第一结构部件12，先将第二结构部件15大致相对于第一部件12放置并使其通过开口17滑动到焊接销1上，于是支座表面16停靠在接触表面14上且零件18与锥形部分4接触。与允许的制造公差有关，如果接触表面14和焊接销1之间的距离具有最大值且在支座表面16和零件18之间的距离具有最小值，在没有显著的力的情况下结构部件15能够以所有方式接触于凸缘7上，同时通过与零件18接触，锥形部分4提供支座表面16也停靠在接触表面上。反之，如果接触表面14和焊接销1之间的距离小于相应公差的最大值和/或支座表面16和零件18之间的距离大于相应公差的最小值，零件18在结构部件15和它的支撑表面19达到凸缘7之前与锥形部分4接触。然后，借助于被拧紧在焊接销1上的螺母21，结构部件15可以克服零件18的阻力向下压至始终与凸缘7接触。由此，零件18相对于结构部件15沿支座表面16的方向施加有克服其阻力的力，因而支座表面16被牢固地压到接触表面14上。在所描述的两种情形中，焊接销1的锥形部分4因此使第二结构部件15相对于第一结构部件12以期望的方式定位，并固定在被定位的位置。

Claims (8)

1.用于结构部件对准连接的焊接销(1)，其具有带凸缘(7)的杆(2)、在凸缘(7)一侧上的焊接端(3)、在凸缘另一侧上的紧固部分(5)，其特征在于，在凸缘(7)和紧固部分(5)之间设有锥形部分(4)，该锥形部分沿紧固部分(5)的方向逐渐变细。
2.根据权利要求1所述的焊接销，其特征在于，所述紧固部分(5)呈圆柱形并具有外螺纹(8)。
3.用于结构部件对准连接的连接装置，其中第一结构部件(12)具有通过焊接端(3)焊接至第一结构部件(12)的至少一个焊接销(1)，该销具有从第一结构部件(12)突出的杆(2)、设于杆(2)上的凸缘(7)、处于杆自由端的紧固部分(5)，且第一结构部件在离焊接销(1)某一距离处具有沿焊接销(1)的纵向方向延伸的用于第二结构部件(15)的接触表面(14)，第二结构部件(15)具有用于容纳焊接销(1)的紧固开口(17)、能作用于凸缘(7)的支撑表面(19)、和距离紧固开口(17)某一距离与接触表面(14)协同作用的支座表面(16)，其特征在于，焊接销(1)在邻近背离焊接端的凸缘(7)那侧具有锥形部分(4)，该锥形部分沿紧固部分(5)的方向逐渐变细，且特征在于，第二结构部件(15)在支撑表面(19)上的紧固开口(17)具有的内径与锥形部分(4)的至少最大外径相应，第二结构部件(15)具有受力可变形的区域(18)，该区域的变形使支座表面(16)和紧固开口(17)之间的距离缩短。
4.根据权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述锥形部分(4)的最大和最小半径之间的差值一方面与可以导致焊接销(1)和接触表面(14)之间距离的最大制造公差相应，和/或另一方面与导致紧固开口(17)和支座表面(16)之间距离的最大制造公差相应。
5.根据权利要求3或4所述的连接装置，其特征在于，所述焊接销(1)的紧固部分(5)是圆柱形并具有外螺纹(8)，且特征在于，第二结构部件(15)被夹持在螺纹连接到紧固部分(5)上的螺母(21)和凸缘(7)之间。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述凸缘(7)被设置在距第一结构部件(12)某一距离处。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述支座表面(16)停靠在接触表面(14)上。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的连接装置，其特征在于，在支座表面(16)和接触表面(14)之间设有第三结构部件的一部分。
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