球窝联接组合件的制作方法

球窝联接组合件
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求于2019年5月9日提交的申请号为62/845,476的美国临时专利申请的优先权，出于所有目的通过引用将其公开内容全文并入本文。
技术领域
3.本实用新型总体上涉及连接系统。更具体地，本实用新型涉及一种球窝联接组合件。


背景技术：

4.在汽车中通常使用由球窝和配合的突出的球形球(球头螺栓)组成的球窝接头组合件，以固定并帮助光源在前照灯或雾灯组合件中的定位。随着更新的技术和汽车样式创新的开发，也不得不开发前照灯连接系统以满足这种发展的需求。某些改变包括在最初安装系统后对动态行驶的需求。其他对包括前照灯系统中的改变，如led样式系统，其要求在升高的温度下保持一致性、增加的离轴角度的使用以及增加的系统固持力以抵消led样式系统的增加的质量。此外，随着机动车辆系统设计的不断开发，对诸如球窝之类的汽车互连部件的改进要求也在持续发展。
5.期望的一个特定改变是减小球头螺栓的球头的球形直径。球直径上的减小可用于满足特定要求，如材料、重量和尺寸减小。遗憾的是，发现这些尺寸的减小与其他更新的要求(诸如离轴行程、温度升高和拉出力增大)相反，由于更小的球头直径减小可用的固持表面积，因此更难保持对球头螺栓的足够握持力。为了解决固持表面积较小的问题，已尝试将底切或锁边应用到球头上，以提供附加阻力防止拔出。在某些情况下只要在轴向上施加拉力，底切就可以令人满意地发挥作用，但是当要求系统离轴旋转时，这些底切或锁边会缩短并丧失其功效，从而要么限制系统离轴旋转要么完全脱离相关联的球窝锁定的几何形状。除了改进的固持性之外，还期望在安装到球窝中时能够获得球头螺栓端上的驱动接近通道。尽管现有的当前球窝可以允许球头螺栓端部的驱动接近通道，但是这些现有产品无法将这种接近与满足在离轴角度使用中所需固持力相结合。
6.存在许多用于球窝的现有设计，包括在号为6,692,176、6,247,868、6,758,622和9,987,972的美国专利中公开的装置，但是这些设计都不能解决上述缺点。这样，除了其他改进之外，对于用于解决上述问题的一种改进的球窝联接组合件存在需求。


技术实现要素：

7.在至少一些实施例中，提供一种联接组合件，该联接组合件包括具有中心球窝轴线的球窝，该球窝还包括：延伸至上部凸缘部分的下部主体部分，其中主体部分和凸缘部分至少部分地被多个纵向球窝槽分割以形成多个纵向延伸的臂；从主体部分径向突出的多个纵向延伸的轴颈肋，其中肋包括上肋部分和下肋部分，并且其中上肋部分具有比下肋部分大的径向宽度；从主体部分延伸的多个楔形部；从主体部分延伸的多个接合垂片，每个接合
垂片具有垂片端部部分；以及球头螺栓接合空腔，其在所述臂之间居中地形成，用于将球形螺栓的球头接收并可枢转地固定在其中。
8.在至少一些其他实施例中，提供一种联接球头螺栓、球窝和基体的方法，该方法包括：提供球窝，该球窝包括：延伸至上部凸缘部分的下部主体部分，其中主体部分和凸缘部分至少部分地被多个纵向球窝槽分割以形成多个纵向延伸的臂；从主体部分径向突出的多个纵向延伸的轴颈肋，其中肋包括上肋部分和下肋部分，并且其中上肋部分具有比下肋部分大的径向宽度；沿主体部分延伸的多个楔形部；沿主体部分延伸的多个接合垂片，每个接合垂片具有垂片端部部分；以及球头螺栓接合空腔，其在所述臂之间居中地形成，用于将球形螺栓的球头接收并可枢转地固定在其中；将多个轴颈肋与基体中的多个轴颈槽对准，该基体具有延伸穿过其的基体孔；将球窝穿过基体孔插入，直到上肋部分抵接基体顶表面；将球头螺栓的球头插入球窝的球头螺栓接合空腔中；以及还将球窝穿过基体孔插入，直到球窝的凸缘部分抵接基体顶表面并且接合垂片的垂片端部部分定位于基体的底表面上。
9.在充分阅读详细的说明和随附的权利要求书后将理解和领会到组合件的其他实施例、方面和特征。
附图说明
10.参考附图公开了本实用新型的实施例，并且仅用于说明目的。本实用新型在应用上不限于附图所示的部件的构造或布置细节。本实用新型能够具有其他实施例，或者能够以其他各种方式被实践或执行。
11.图1是示例性球窝的前顶部透视图。
12.图2是球窝的后顶部透视图。
13.图3是球窝的后底部透视图。
14.图4是球窝的顶视图。
15.图5是球窝的底视图。
16.图6是沿图2的线6
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6所取的球窝的截面侧视图。
17.图7是图1的球窝的分解透视图，其与示例性的球头螺栓和示例性的基体结合以形成未组装的示例性联接组合件。
18.图8是球头螺栓的侧视图。
19.图9是基体的透视图。
20.图10是基体的顶视图。
21.图11是基体的另一示例性实施例的透视图。
22.图12是球窝在基体中的示例性第一阶段组装位置的透视图。
23.图13是沿图12的线13
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13所取的基体中的球窝的截面透视图；
24.图14是沿线a所取的图13的一部分的放大视图。
25.图15是沿线b所取的图13的一部分的放大视图。
26.图16是在球头螺栓已被插入到已经部分安装在基体中的球窝中之后的处于示例性第二阶段组装位置的联接组合件的透视图。
27.图17是沿图16的线17
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17所取的联接组合件的截面侧视图。
28.图18是在球窝已被完全安装在基体中之后处于示例性第三阶段组合件位置的联
接组合件的透视图。
29.图19是沿着图18的线19
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19所取的联接组合件的截面侧视图。
30.图20是图18的组合件的底部透视图，进一步示出处于第三阶段组装位置的球窝与基体的示例性接口。
31.图21是图19的联接组合件的底视图。
32.图22是图19的联接组合件的截面侧视图，但球头螺栓旋转离开球窝的中心轴线。
33.图23是可以在组装的第一阶段中使用的安装工具的透视图。
34.图24是安置在安装工具内部并与基体对准的用于第一阶段组装的球窝的侧视图。
35.图25是示出安装工具在其将球窝安置在基体中的第一阶段组装位置中之后的最终位置的侧视图。
具体实施方式
36.在至少一些实施例中，本实用新型涉及一种球窝联接组合件，该组合件利用多阶段组装过程将球头螺栓固定到基体上，同时允许离线角位移并允许通过球窝的一端接近以便在组装到球窝中之后接合球头螺栓上的球头驱动部分，而在其他实施例中，本实用新型包括配置成与基体接合并将球头螺栓至少部分地固定在其中的球窝。
37.图1
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图6图示了球窝10的不同示例性视图。球窝10配置成与球头螺栓12和接收基体14接合以形成联接组合件16，如图7中的分解视图中所示，其中联接组合件16提供了将灯组合件可调节地固定到车辆上的固定。
38.球窝10包括上部凸缘部分20和纵向延伸的下部主体部分22。凸缘部分20向外延伸超过主体部分22，并且包括凸缘部分底表面24和凸缘部分顶表面26。在至少一些实施例中，凸缘部分的底表面24是平坦的。在至少一些实施例中，主体部分22是大致圆柱形的，但是在其他实施例中，可以利用其的其他形状和变型。
39.球窝10包括多个纵向延伸的轴颈肋30。在至少一些实施例中，肋30延伸主体部分22的长度，终止于凸缘部分20，而在其他一些实施例中，它们可以延伸更多或更少。在至少一些实施例中，肋30包括下肋部分32和上肋部分34，其中至少一些上肋部分34具有比下肋部分32大的径向宽度，如下面更详细地论述的那样。在至少一些实施例中，球窝10还包括多个固持楔形部36、接合垂片38、球窝槽40和球头螺栓接合空腔42。球窝槽40纵向延伸穿过凸缘部分20并进入主体部分22的一部分中，并且在数量上可变并用于将球窝10至少部分地分割成多个柔性臂44，以允许凸缘部分20(以及部分地，主体部分22)在力的作用下径向向外弯曲。为了清楚起见，当被球窝槽40分割成多个臂44时，每个臂44包括一些凸缘部分20。在至少一些实施例中，球窝10可包括三个等距间隔开的臂44，而在其他实施例中，可以提供更多或更少的臂，它们要么等距间隔开要么不等距间隔开。此外，在至少一些实施例中，每个臂44包括挠性接合垂片38和一对肋30。在至少一些实施例中，楔形部36设置在主体部分22上在每个球窝槽40的下方。
40.参考图8，提供了球头螺栓12的侧视图，其图示示例性实施例。球头螺栓12可以包括在汽车工业中众所周知的各种配置，诸如用于与各种类型的灯调节器组合件一起使用的那些，球头螺栓12通常包括具有螺纹部分48的轴46和球头50。在至少一些实施例中，球头50可以是大致球形的，并且在一些其他实施例中，它还可以包括底切部分52以及用于与调节
工具(例如，梅花螺丝刀)接合的球头驱动部分54(图17)。如所示的，球头50还包括侧壁56，侧壁56可在底切部分52和球头前表面58之间围绕球头50周向延伸。在球窝10中形成有周向空腔壁59(图6)以便至少部分地形成球头螺栓接合空腔42。空腔壁59跨过臂44，使得每个臂包括空腔壁59的一部分。球头螺栓接合空腔42的尺寸和形状设计成至少基本上配合地接收和可枢转地固定球头50的侧壁56。所图示的各种特征表示可以用来帮助取向和组装过程的多种几何形状之一。
41.参考图9和图10，图示出了基体14的示例性实施例。应当理解的是，基体14表示期望通过其来联接到球头螺栓12的结构的一部分。例如，基体14可以表示汽车前照灯壳体的一部分。基体14可以采取多种形式，但是仅出于说明目的，其被示出限于正方形部分。在至少一些实施例中，基体14包括基体孔60，该基体孔60配置成用于将球窝10安全地接收在其中。基体孔60包括多个轴颈槽62，用于将上述肋30接收在其中。轴颈槽62设置在多个向内延伸的径向突起64之间。在至少一些实施例中，径向突起64仅仅是通过去除材料以形成轴颈槽62而形成的基体的向内延伸部分，而在其他实施例中，径向突起64可以根据需要特定地形成、成形和定制尺寸。在至少一些实施例中，突起64在邻近基体顶表面70处倾斜以减小插入力。
42.如图10中所示，用于参考，标识出从基体孔中心66延伸到轴颈槽62的径向距离d1，并且标识出从基体孔中心66延伸到每个突起64的径向距离d2。基体14可以进一步包括护罩部分68，护罩部分68从基体顶表面70向外延伸，其中护罩部分68在安装时可以进一步稳定球窝10。在至少一些实施例中，护罩部分68可以采取环形脊的形式，而在其他实施例中，可以利用其他形状。所示的护罩部分68表示标准几何形状，其在组装期间不需要球窝10的取向。如果期望球窝10的受控取向，则可以以多种几何形状在基体14上添加取向特征以满足该要求。在至少一些实施例中，护罩部分68可被省略，诸如图11中的基体14a所示，其包括基体孔60、多个轴颈槽62和突起64。
43.联接组合件16配置成以三个阶段安装。在组装的第一阶段中，意图将球窝10插入基体孔60中，以使球窝10与基体14接合，然后在组装的第二阶段中，将球头螺栓12插入球窝10的球头螺栓接合空腔42中，最后在组装的第三阶段中，将球窝10进一步推入到基体孔60中。
44.图12和图13包括图示出球窝10在基体14中的示例性第一阶段组装位置的透视图和截面透视图。在这一阶段中，通过将肋30插入到轴颈槽62中并继续插入直到上肋部分34抵接基体顶表面70为止，而将球窝10轴颈接合到基体14中，如图3中可见。另外，在插入期间，楔形部36被迫使穿过基体孔60而经过突起64。一旦穿过基体孔60，每个楔形部36的平坦的楔形顶表面37就位于适当位置，以抵接基体14的基体底表面33。在该位置，球窝10被锁定到第一阶段组装位置，其中上肋部分34及楔形部36与基体14抵接或紧邻抵接，从而将球窝10固定到基体14。
45.图14和图15示出在第一阶段组装位置中球窝10和基体14上的特征相互作用的截面图。如图14中所示，上肋部分34延伸径向距离d3(相对于球窝10的球窝中心轴线25)，该径向距离d3大于下肋部分32的径向距离d4。径向距离d4等于或基本等于径向距离d1，以允许下肋部分32容易地穿过轴颈槽62，而具有其较大直径d3的上肋部分34导致与基体顶表面70的抵接。如图15中所示，楔形部36定位在径向距离d5(相对于球窝中心轴线25)处，该径向距
离d5大于d4，使得楔形部36一旦经由其倾斜的侧面被迫推过孔60，则楔形部顶表面就与基体底表面33接合，以防止或基本上防止球窝10从基体14上移除。
46.图16是示出在已将球头螺栓12插入到球窝10的球头螺栓接合空腔42中之后的联接组合件16的第二阶段组装位置的透视图，以及图17是沿图16的线17
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17所取的截面侧视图。上肋部分34与基体14的抵接提供了受控程度的阻力，以允许将球头螺栓12压入到球窝10中，同时保持球窝10在基体14中的第一阶段组装位置。在第一阶段的组装位置处，允许球窝10以小于由上肋部分34和基体14之间的相互作用产生的阻力的力而挠曲打开以接收球头螺栓12的球头50。在至少一些实施例中，可以通过调节球窝10上的球窝槽40的长度来控制将球头50安装到球窝10中所需的力，其中更长的槽允许更多的挠曲，并因此减小插入的阻力，而较短的槽减少挠曲并因此在将球头50插入到球头螺栓接合空腔42期间增加阻力。
47.如上所指出的，球窝10包括相对于球窝中心轴线25向外突出的挠性接合垂片38，这些垂片38位于楔形部36上方一定距离，并且主要在第三阶段组装期间使用。垂片38向外延伸至垂片端部部分35，并且伸出径向距离d6(见图6)，该径向距离d6足以在球窝10完全插入到基体14中之后接合基体底表面33。
48.图18
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图21示出了用于联接组合件16的示例性第三阶段组装位置。在将球头50插入到球头螺栓接合空腔42(如图16中所示)之后，通过将足以克服由上肋部分34对基体14的干扰所导致的受控阻力以及迫使垂片38向内(当它们沿着基体14的突起64经过时)并且穿过基体孔60所需的阻力的组装力施加到球头螺栓12上来执行第三阶段的组装，从而允许球窝10被强有力地安置在基体14中。在第三阶段组装位置，球头螺栓12通过球头50和球头螺栓接合空腔42的相互作用而可枢转地保持在球窝10中，并且球窝10通过与基体底表面33接合的垂片端部部分35以及与基体顶表面70抵接的凸缘部分底表面24而固定到基体14。此外，球窝10的臂44被约束抵靠基体孔60，这在将拉出力施加到球头螺栓12上时防止或基本上防止臂44挠曲打开，从而提供高程度的固持力，特别是对于带有底切部分52或没有任何允许的轴向角度的球头螺栓而言。
49.如图19和图22中所示，球窝10包括环形的下部内壁53，当其远离球头螺栓接合空腔42延伸时，该下部内壁53向外倾斜，以形成扩大的圆锥形开口72。当球头螺栓12在中心时和偏离中心时，下部内壁53提供到球头驱动部分54的倾斜的接近通道。更具体地，当球头螺栓12基本在中心(基本沿球窝中心轴线25延伸)(图19)时，容易获得用于将调节工具插入开口72并与球头驱动部分54接合的接近通道。此外，如图22中可见，即使当球头螺栓12偏离中心(基本上不沿着球窝中心轴线25延伸)时，也可以保持调节工具到球头驱动部分54的接近通道。
50.可以使用几种方法将球窝10安装在基体14中。如图23
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图25中所示，在至少一些实施例中，可以提供球窝安装工具，以在第一阶段组装期间协助将球窝10安置在基体14内。工具80配置成在安装期间保持臂44的静态间隔，以便当楔形部36被迫使经过突起64时防止臂44向内挠曲。图23是示例性安装工具80的透视图，其中在至少一些实施例中，安装工具80可包括手柄82、从工具上表面86延伸的中心柱84，以及尺寸被设计成围绕球窝10的凸缘部分20的周向工具护罩88。图24是在与基体14接合之前与安装工具80接合的球窝10的侧视图。更具体地，工具80的中心柱84位于球窝10内并且在臂44之间，以防止臂向内移动，并且凸缘部分20的凸缘部分顶表面26定位成抵靠工具80的工具上表面86，以允许将由安装工具80施
加的均匀的向下的力。因此，中心柱84的尺寸和形状设计成将臂44保持在它们未安装的静态位置下。图25是已根据第一阶段组装将球窝10插入到基体孔60中之后，与安装工具80接合的球窝10的侧视图。工具护罩88在图24和图25中被示出，其以透明的前部部分更好地图示出球窝10与安装工具80之间的接合。在图25中，工具护罩88的底表面89被示出为与基体14的护罩部分68的顶表面91接触，其中该接触用于控制球窝10在基体14中的安装位置(即，高度)。
51.图示和描述的各种特征表示可以用于辅助取向和组装过程的多种几何形状中的一个或多个，例如，可以将楔形部、垂片、肋等的形状和尺寸修改为适合所需的应用。另外，也可以修改这些特征的具体位置。在至少一些实施例中，本实用新型的部件可以包括各种材料(诸如塑料、钢等)中的任何一个或其组合。
52.尽管在此在被认为是最实用和优选的实施例中描述了本实用新型，但是应当理解的是，本实用新型并不旨在限于以上给出的特定实施例。而是，应当认识到，本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神或意图的情况下进行修改，因此本实用新型应被认为包括与本实用新型在此所附权利要求的主题和描述等同的所有合理的等同方案。