CN110894842B

CN110894842B - 具有偏心轴和偏心套筒的单剪切附接装置、包括此类装置的机械组件以及组装过程

Info

Publication number: CN110894842B
Application number: CN201910864522.9A
Authority: CN
Inventors: J-M.布兰多; A.阿奎拉; B.鲁斯卡西
Original assignee: Airbus SAS
Current assignee: Airbus SAS
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: US20200088223A1; CN110894842A; US11209031B2; EP3623646A1; FR3086017A1; EP3623646B1

Abstract

具有偏心轴和偏心套筒的单剪切附接装置、包括此类装置的机械组件以及组装过程。附接装置（1）包括偏心销（2）以及旨在安装于偏心销（2）上的偏心套筒（10），以便通过将偏心套筒（10）适当地旋转定位在偏心销（2）上来校正必须借助于附接装置（1）链接在一起的机械部件（P1、P2）的叠置的圆孔（T1、T2）之间的可能间隙，附接装置（1）还包括阻挡构件（16、27），所述阻挡构件被构造成能够将偏心销（2）和偏心套筒（10）旋转阻挡，所述附接装置（1）因此允许产生能够局部校正间隙的快速且清洁的附接。

Description

具有偏心轴和偏心套筒的单剪切附接装置、包括此类装置的机械组件以及组装过程

技术领域

本发明涉及一种旨在将两个不同的机械零件连接在一起的连接装置。

背景技术

这种附接装置可以用于需要在具有一定游隙的两个机械零件（或结构）之间进行结构组装操作的任何领域中，特别地但非排他性地为航空领域。

尽管非为排他性地，但是本发明可更具体地涉及将机械零件固定在飞行器上，特别是固定在运输飞机上，且特别地涉及将地板模块固定在飞行器机身中。

为了减少生产飞行器所需的时间，设想并行地实施操作，特别是通过开发模块化元件。为了那个目的，预先制造和预组装模块，之后将它们安装在飞行器机身的结构中，该安装在生产过程中的后期进行。该组装方法可特别地涉及一个或多个地板模块。为了那个目的，每个地板模块可配备有水管、电缆、通风软管、地板镶板等。

为了将这种配备齐全的地板模块有效地集成到机身中，必须尽可能快地使用连接装置连接模块和机身之间的接口（或连接点）。此外，该固定必须是清洁的，且必须能够补偿任何游隙。实际上，由于几何形状的不完美和/或零件或孔之间的对准误差，游隙通常出现在各种连接点处。

具有可供使用的连接装置可获得优点，利用该连接装置有可能实现一种组件，该组件使得可以补偿游隙（通常大约几毫米），而这不需要调整操作或钻孔以便在可以快速实施的最终组装阶段中具有清洁的组件。

发明内容

本发明涉及一种旨在将两个机械零件连接在一起的连接装置，利用该连接装置有可能建立快速、清洁并且能够有效地补偿游隙的连接。

根据本发明，所述连接装置至少包括：

- 一个偏心销，其至少包括旨在***到所述机械零件中的第一个的圆孔中的第一圆柱形部段以及包括第二圆柱形部段，所述第一圆柱形部段和第二圆柱形部段具有不同的回转轴线；以及

- 一个偏心套筒，其包括至少一个中空圆柱体，中空圆柱体设有外圆柱形表面和内圆柱形表面，该外圆柱形表面旨在***到所述机械零件中的第二个的圆孔中，并且该内圆柱形表面旨在接收偏心销的第二圆柱形部段，所述内圆柱形表面和外圆柱形表面具有不同的回转轴线。

优选地，尽管非为排他性地，但是所述连接装置还包括：

- 第一锁定元件，其能够将偏心销旋转锁定；以及

- 第二锁定元件，其能够将偏心套筒旋转锁定。

因此，由于因彼此协作的偏心销和偏心套筒（其旨在安装于偏心销上）所引起的双偏心特性，因此在偏心销的第一部段（其旨在***到所述零件中的第一个的圆孔中）和外圆柱形表面（其旨在***到所述机械零件中的第二个的圆孔中）之间具有可调整的公差。通过旋转偏心销上的偏心套筒，可以调整该公差。因此，偏心套筒在偏心销上的合适的旋转定位使得可以补偿将要连接在一起的机械零件的两个（叠置的）圆孔之间的任何游隙。一旦设定，该旋转定位就借助于第一锁定元件和第二锁定元件被固定。

因此，连接装置使得可以建立能够补偿可能的游隙的连接（或组件），而不必实施调整操作或钻孔，且因此可以获得清洁的连接并且快速执行组装。

在一个优选实施例中，第一锁定元件包括设有圆形开口的第一板，该圆形开口具有带凹口的内边缘，该开口旨在包围所述偏心销的、互补形状的带凹口的***边缘，所述第一板能够被固定。

此外，在一个优选实施例中，第二锁定元件包括设有圆形开口的第二板，该圆形开口具有带凹口的内边缘，该开口旨在包围所述偏心套筒的、互补形状的带凹口的***边缘，所述第二板能够被固定。

有利地，偏心销的第一圆柱形部段和第二圆柱形部段纵向地彼此直接联结。

此外，有利地，所述偏心销在其纵向端中的一个处设有头部，并且在其纵向端中的另一个处设有旨在接收螺母的螺纹部段。

此外，有利地，偏心套筒包括旨在接收偏心销的附加圆柱形部段的附加部段。

本发明还涉及一种机械组件，其包括第一机械零件、第二机械零件和诸如上文所描述的连接装置，该连接装置将所述第一机械零件和第二机械零件连接在一起。

有利地，第一锁定元件固定在第一机械零件上，并且第二锁定元件固定在第二机械零件上。

本发明还涉及一种用于使用连接装置（诸如，上文所描述的连接装置）组装两个机械零件的方法，所述机械零件各自设有至少一个圆孔。

根据本发明，所述组装方法包括相继地至少在于以下各者的步骤：

- 使机械零件彼此抵靠，同时将它们的圆孔叠置；

- 将偏心销和偏心套筒***到这些叠置的圆孔中，并将它们带到用于补偿任何游隙的相对旋转位置中；以及

- 使用锁定元件将偏心销和偏心套筒旋转锁定。

附图说明

附图将使得容易理解可如何具体实施本发明。在这些图中，相同的附图标记表示类似的元件。更具体地：

- 图1是将两个机械零件连接在一起的连接装置的特定实施例的剖视和略微透视的示意图；

- 图2是两个机械零件和旨在将这两个机械零件连接在一起的连接装置的各种元件的透视分解图；

- 图3是偏心销的透视图；

- 图4是偏心套筒的透视图；

- 图5和图6是包括两个部分叠置的机械零件和将它们连接在一起的连接装置的机械组件的透视图，如分别从连接装置的一侧和另一侧看到的；以及

- 图7示意性地图示了用于组装此类机械组件的方法的主要步骤。

具体实施方式

连接装置1（在图1中的特定实施例中示意性地表示）旨在建立两个不同的机械零件P1和P2之间的连接。

机械零件P1和P2各自设有至少一个圆孔T1、T2，如图2中所示。为了进行组装，使两个机械零件P1和P2以这样的方式彼此接触，使得将圆孔T1和T2叠置，圆孔优选地具有相同的直径，并且连接装置1经由圆孔这一中介将所述机械零件P1和P2连接在一起。

为了那个目的，如图1和图2中所示，连接装置1包括实心偏心销2。

特别地，如图3中所示，偏心销2包括：

- 圆柱形部分3，其被创造为具有（中心）回转轴线A1的直圆柱体形式；以及

- 圆柱形部分4，其被创造为具有（中心）回转轴线A2的直圆柱体形式。

圆柱形部段3和4纵向地（也就是说，沿所述回转轴线A1和A2的方向）彼此直接联结。

销2据称为偏心的，因为两个回转轴线A1和A2是不同的，也就是说在彼此平行的同时不同轴。换句话说，圆柱形部段3和4的圆形横截面的中心是不同的，也就是说相对于彼此偏移，如图3中通过间隔（或偏移）E1（在正交于所述平行的回转轴线A1和A2的平面中）所示。

偏心销2的圆柱形部段3旨在***到将要连接在一起的所述机械零件P1和P2中的一个的圆孔中，具体地***到图1和图2的示例中的机械零件P1的圆孔T1中，从而与圆孔T1的内表面S1接触。

如图3中所示，偏心销2在其两个纵向端5A、5B中的一个5A处设有头部6（例如，六边形类型的头部），并且在其两个纵向端5A、5B中的另一个5B处设有旨在接收螺母8（图2）的螺纹部段7。偏心销2还在圆柱形部段4和螺纹部段7之间包括圆柱形联结部段9，该圆柱形联结部段被创造为（具有回转轴线A2的）直圆柱体形式。

连接装置1还包括偏心套筒10。如图4中所示，偏心套筒10是中空圆柱体。该偏心套筒10包括圆柱形部段11，该圆柱形部段设有圆柱形外（或***）表面12和圆柱形内开口13。圆柱形内开口13对圆柱形内表面14进行定界。

在本发明的上下文中，对于圆柱形部段或圆柱体，形容词“内”和“外”是相对于该圆柱形部段或该圆柱体的（中心）回转轴线径向地分别朝向该回转轴线（针对“内”而言）和远离该回转轴线（针对“外”而言）限定的。

套筒10据称为偏心的，因为外圆柱形表面12和内圆柱形表面14具有也不同的回转轴线A3和A4，也就是说在彼此平行的同时不同轴。换句话说，外圆柱形表面12和内圆柱形表面14的圆形横截面的中心是不同的，也就是说相对于彼此偏移，如图4中通过间隔（或偏移）E2（在正交于所述平行的回转轴线A3和A4的平面中）所示。

偏心套筒10的圆柱形部段11旨在***到另一机械零件的圆孔中，具体地***到图1和图2的示例中的机械零件P2的圆孔T2中，其中外圆柱形表面12与圆孔T2的内表面S2接触。

此外，偏心套筒10的圆柱形内开口13旨在接收偏心销2的圆柱形部段4。

因此，凭借偏心销2和偏心套筒10（其旨在安装于偏心销2上），在连接装置1上具有双偏心，其具有间隔E1和间隔E2。这在偏心销2的圆柱形部段3（其旨在***到机械零件P1的圆孔T1中）和偏心套筒10的外圆柱形表面12的圆柱形部段11（其旨在***到机械零件P2的圆孔T2中）之间提供可调整的公差。通过沿一个方向或另一方向（如由图4中的双箭头R所图示）旋转偏心销2上的偏心套筒10，可以调整该公差。因此，偏心套筒10相对于偏心销2的合适的旋转定位使得可以补偿将要连接在一起的机械零件P1和P2的两个（叠置的）圆孔T1和T2之间的任何游隙，且因此将机械零件P1和P2相对于彼此锁定为剪切。

因此，连接装置1使得可以实现能够补偿任何游隙的连接（或组件），而不必实施调整操作或钻孔，且因此有可能获得清洁的连接并且快速执行组装，游隙特别地可由于圆孔T1和T2的几何形状的不完美和/或这些圆孔T1和T2在它们叠置时的不对准所引起。

偏心套筒10还包括部段15（图4），该部段的内表面和外表面具有例如比部段11的内表面和外表面的直径小的直径，并且该部段旨在接收偏心销2的圆柱形部段9，如图1中所示。

当获得（偏心套筒10和偏心销2之间的）适当的旋转位置时，组件被旋转锁定。为了那个目的，连接装置1包括旨在将偏心销2旋转锁定的锁定元件16。

在一个优选实施例中，并且如图2中所示，锁定元件16包括板17。该板17设有圆形开口18，该圆形开口具有带凹口的内边缘19。此外，偏心销2包括布置在圆柱形部段3和头部6之间的***套环20，如图3中所示。该***套环20包括带凹口的***（或外）边缘21，其形状与圆形开口18的带凹口的内边缘19相匹配。

为了进行锁定，将板17定位成使得圆形开口18的带凹口的内边缘19包围偏心销2的***套环20的互补形状的带凹口的***边缘21。然后，使用常规的紧固构件将板17固定到机械零件P1。在图1和图2的示例中，使用螺栓22和螺母25来固定板17，该螺栓包括设有头部24的螺纹柄23，该螺母被拧到螺纹柄23上。此外，垫圈26布置在头部24和板17之间。

为了将偏心套筒10相对于偏心销2旋转锁定，连接装置1还包括锁定元件27，该锁定元件旨在将偏心套筒10旋转锁定。

在一个优选实施例中，并且如图2中所示，锁定元件27包括板28。该板28设有圆形开口29，该圆形开口具有带凹口的内边缘30。此外，偏心套筒10包括布置在部段11和15之间的***套环31，如图4中所示。该***套环31包括带凹口的***（或外）边缘32，其形状与圆形开口29的带凹口的内边缘30相匹配。

为了进行锁定，将板28定位成使得圆形开口29的带凹口的内边缘30包围偏心套筒10的***套环31的互补形状的带凹口的***边缘32。然后，使用常规的紧固构件将板28固定到机械零件P2。在图1和图2的示例中，使用螺栓33和螺母36来固定板28，该螺栓包括设有头部35的螺纹柄34，该螺母被拧到螺纹柄34上。此外，垫圈37布置在头部35和板28之间。

图5和图6示出了图示了如所实现的连接的机械组件38。该机械组件38包括机械零件P1、机械零件P2和如上文所描述的连接装置1，该连接装置将这些机械零件P1和P2连接在一起。图5示出了从机械组件38的一侧39的视图，其特别示出了螺母8，并且图6示出了机械组件38的另一侧40，其特别示出了偏心销2的头部6。

连接装置1是单剪切装置，剪切是机械组件38的内部应力状态，其中机械零件P1和P2中的每一个在加载有相反的力时倾向于相对于另一个滑动。

如上文所描述，连接装置1使用图7中所呈现的组装方法被装配到两个机械零件P1和P2，以形成图5和图6的机械组件38。

特别地，该组装方法包括以下步骤：

- 使机械零件P1、P2彼此抵靠，同时将它们的圆孔T1和T2叠置的步骤E1；

- 将偏心销2和偏心套筒10***到这些叠置的圆孔T1和T2中（偏心套筒10包围偏心销2），并将它们带到用于补偿任何游隙的相对旋转位置中的步骤E2；以及

- 使用锁定元件16、27将偏心销2和偏心套筒10旋转锁定、以及通过将螺母8拧到所述偏心销2的螺纹柄7上而纵向地固定偏心销2（且因此也固定偏心套筒10）的步骤E3。

所述连接装置1的优选应用涉及将模块固定在飞行器上，特别是固定在运输飞机上，且特别地涉及将地板模块附接在飞行器机身中。为了那个目的，地板模块可配备有水管、电缆、通风软管、地板镶板等。在那种情况下，地板模块在多个附接点处附接在飞行器机身中，所述多个附接点中的至少一些（且优选地全部）使用诸如上文中所描述的连接装置1。为了那个目的，所配备的地板模块在由机身中的检测器引导的同时被移动，并且被带到机身内的其最终位置。然后，在所述多个附接点处将它附接到所述机身。

在该应用中，在包括机械组件38的每个附接点处，机械零件P1形成机身的一部分或者对应于附接到所述机身的零件，并且机械零件P2形成地板模块的一部分或者对应于附接到所述地板模块的零件，反之亦然。

如上文中所描述的连接装置1具有许多优点。特别地，它用于提供：

- 能够局部补偿制造和/或对准公差而不必实施调整操作的连接；

- 快速连接，因为可以快速实施连接装置1的安装（由于特别是它既不需要调整操作也不需要钻孔这一事实）；以及

- 清洁的连接，因为不必钻孔，并且连接装置1的安装不产生废料。

Claims

1.一种旨在将第一机械零件与第二机械零件连接在一起的连接装置，其包括：

-一个偏心销，其至少包括在一个纵向端处的头部、在另一个纵向端处的螺纹部段、旨在***到所述第一机械零件的圆孔中的第一圆柱形部段以及包括第二圆柱形部段，所述第一圆柱形部段和第二圆柱形部段具有不同的回转轴线；以及

-一个偏心套筒，其包括至少一个中空圆柱体，所述中空圆柱体设有外圆柱形表面和内圆柱形表面，外圆柱形表面旨在***到所述第二机械零件的圆孔中，并且内圆柱形表面旨在接收偏心销的第二圆柱形部段，所述内圆柱形表面和外圆柱形表面具有不同的回转轴线，

其中，偏心套筒包括旨在接收所述偏心销的附加圆柱形部段的附加部段，偏心销的附加部段布置在第二圆柱形部段和螺纹部段之间，偏心套筒的附加部段具有内表面和外表面，并且其中，偏心套筒的附加部段的内表面的直径和偏心套筒的附加部段的外表面的直径分别小于中空圆柱体的内圆柱形表面的直径和外圆柱形表面的直径。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其还包括：

-第一锁定元件，其能够将偏心销旋转锁定；以及

-第二锁定元件，其能够将偏心套筒旋转锁定。

3.根据权利要求2所述的连接装置，其中，第一锁定元件包括设有第一圆形开口的第一板，所述第一圆形开口具有带凹口的第一内边缘，这个第一圆形开口旨在包围所述偏心销的互补形状的带凹口的第一***边缘，所述第一板能够被固定。

4.根据权利要求2或3所述的连接装置，其中，第二锁定元件包括设有第二圆形开口的第二板，所述第二圆形开口具有带凹口的第二内边缘，这个第二圆形开口旨在包围所述偏心套筒的互补形状的带凹口的第二***边缘，所述第二板能够被固定。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的连接装置，其中，所述第一圆柱形部段和第二圆柱形部段纵向地彼此直接联结。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的连接装置，其中，所述偏心销在其纵向端中的一个处设有头部，并且在其纵向端中的另一个处设有旨在接收螺母的螺纹部段。

7.一种机械组件，其包括第一机械零件、第二机械零件和根据权利要求1至6中任一项所述的连接装置，所述连接装置将所述第一机械零件和第二机械零件连接在一起。

8.一种机械组件，其包括第一机械零件、第二机械零件和根据权利要求2至4中任一项所述的连接装置，所述连接装置将所述第一机械零件和第二机械零件连接在一起，其中，第一锁定元件固定在第一机械零件上，并且第二锁定元件固定在第二机械零件上。

9.一种用于使用根据权利要求1至6中任一项所述的连接装置来组装第一机械零件和第二机械零件的方法，所述第一机械零件和所述第二机械零件各自设有至少一个圆孔，所述方法包括相继地至少在于以下各者的步骤：

-使第一机械零件和所述第二机械零件彼此抵靠，同时将它们的圆孔叠置；

-将偏心销和偏心套筒***到这些叠置的圆孔中，并将它们带到用于补偿任何游隙的相对旋转位置中；以及

-使用第一锁定元件和第二锁定元件将偏心销和偏心套筒旋转锁定。