提供部件的精确对准和紧固的弹性管对准及紧固系统的制作方法
【专利摘要】一种弹性均化的对准系统包括具有第一对准构件、附接元件和支撑元件的第一部件以及具有第二对准构件、对准孔口和与支撑元件接合的接合表面的第二部件。附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分。可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对准孔口。附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有小于第一壁厚的第二壁厚的中空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口时弹性变形至弹性均化的最终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对准。
【专利说明】提供部件的精确对准和紧固的弹性管对准及紧固系统
【技术领域】
[0001] 本主题发明涉及对准系统领域，更具体地涉及弹性均化（averaged)的对准系统， 并且甚至更具体地涉及提供配合部件的对准和紧固的弹性均化的对准系统，对准系统结合 到该配合部件上。
【背景技术】
[0002] 目前，将在制造过程中配合在一起的部件，特别是诸如在机动车辆中可见的那些 的车辆部件，通过对准特征相对于彼此互相定位，所述对准特征为尺寸过大的和/或尺寸 不足的以提供用于使部件相对于彼此自由移动的间距，以便对准部件而不在部件之间产生 将阻碍制造过程的干涉配合。一个示例包括通常为直立凸台的双向和/或四向凸对准特 征，其被接纳在通常呈孔或狭槽形式的孔口的对应凹对准特征中。在凸对准特征和其相应 的凹对准特征之间存在间隙，该间隙被预定以匹配由制造（或加工）偏差产生的凸和凹对 准特征的预期的尺寸和位置变化公差。因此，在具有上述对准特征的配合的第一和第二部 件之间可出现显著的位置变化，这可能是在它们的对准过程中存在不期望的大的变化的部 分原因，特别是就两者间的间隙和间距而言。在这些未对准的部件也是另一个组件的一部 分的情况中，这样的未对准也可能影响整个组件的功能和/或美学外观。不管这样的未对 准是否限于两个部件或整个组件，它都会负面地影响功能并导致感知质量差。
[0003] 为了对准和固连部件，上述凸和凹对准特征可与用来将部件固连到彼此的单独的 螺钉凸台特征结合采用。在这样的组件中，配合部件由对准特征相对于彼此定位，并且由单 独的螺钉凸台特征相对于彼此固定。两组单独的特征（一组用于对准，另一组用于固连） 的使用可能限制每一组对给定组件的有效性，因为一组特征不能在采用另一组特征的地方 被米用。
[0004] 因此，对准和固连系统的技术可通过为对准系统提供一体化地布置的紧固系统来 提高，该紧固系统可通过设置成与对应的单个对准特征配合接合的单个可弹性变形的对准 和紧固元件来确保两个部件的对准和紧固两者。
【发明内容】
[0005] 在本发明的一个示例性实施例中，弹性均化的对准系统包括第一部件和第二部 件。第一部件包括第一对准构件、附接元件和支撑元件。附接元件和支撑元件相对于第一 对准构件固定地设置，并且支撑元件靠近附接元件设置。附接元件包括附接部分和可弹性 变形的对准元件部分。第二部件包括第二对准构件、对准孔口和构造成与支撑元件接合的 接合表面。可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对 准孔口。附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有 小于第一壁厚的第二壁厚的中空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口 时弹性变形至弹性均化的最终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两 个在平面上正交的方向上对准。
[0006] 在本发明的另一个示例性实施例中，车辆包括车身和与该车身一体地布置的弹性 均化的对准系统。弹性均化的对准系统包括第一部件和第二部件。第一部件包括第一对准 构件、附接元件和支撑元件。附接元件和支撑元件相对于第一对准构件固定地设置，并且支 撑元件靠近附接元件设置。附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分。第二部 件包括第二对准构件、对准孔口和构造成与支撑元件接合的接合表面。可弹性变形的对准 元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合对准孔口。附接部分包括具有第 一壁厚的中空管，并且可弹性变形的对准元件部分包括具有小于第一壁厚的第二壁厚的中 空管。可弹性变形的对准元件部分的部分在被插入对准孔口时弹性变形至弹性均化的最 终构型，该最终构型使第一对准构件与第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上对 准。具有螺纹部分和头部部分的紧固件经由螺纹部分与附接部分螺纹接合，并且头部部分 设置成相对于附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束第二部件。
[0007] 本发明还包括如下方案： 1. 一种弹性均化对准系统，包括： 第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件 中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所 述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分； 第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表 面； 其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地且匹配地接 合所述对准孔口； 其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部 分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且 其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性 均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至 少两个在平面上正交的方向上对准。
[0008] 2.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，还包括： 紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所 述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件。
[0009] 3.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最 终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在四个在平面 上正交的方向上对准。
[0010] 4.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件中心 轴线的圆形轴向横截面。
[0011] 5.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中 心轴线包含至少三个向外取向的凸角的轴向横截面。
[0012] 6.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线的圆形轴向 横截面。
[0013] 7.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在 轴向方向上取向的至少一个狭槽。
[0014] 8.根据方案7所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的 至少一个狭槽。
[0015] 9.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在 轴向方向上取向的多于一个狭槽。
[0016] 10.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接元件为能够弹性变形的。
[0017] 11.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述支撑元件与所述附接元件一体化。
[0018] 12.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述支撑元件包括环形支撑表面，所述环形支撑表面围绕所述附接元件的周边设置并 且构造成与所述第二部件的所述接合表面接合。
[0019] 13.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述支撑元件包括关于所述附接元件的中心轴线径向向外延伸的至少一个肋，所述至 少一个肋具有构造成与所述第二部件的所述接合表面接合的径向延伸的支撑表面。
[0020] 14.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接元件及所述支撑元件与所述第一对准构件一体地形成以形成单个部件。
[0021] 15.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述第一部件和所述第二部件各自具有相对于彼此的相应的接合侧；并且 所述第二对准构件包括在其相应的接合侧上的倒角，所述倒角界定所述对准孔口的至 少一部分。
[0022] 16.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接元件包括靠近所述第一对准构件的近端和远离所述第一对准构件的远端，所 述远端包括锥形部。
[0023] 17.根据方案1所述的弹性均化的对准系统，其中，所述附接元件是多个所述附 接元件中的第一个，所述支撑元件是多个所述支撑元件中的第一个，所述对准孔口是多个 所述对准孔口中的第一个，并且还包括： 所述多个所述附接元件中的第二个，其关于所述第一对准构件固定地设置，并且与所 述多个所述附接元件中的所述第一个间隔开第一限定距离； 所述多个所述支撑元件中的第二个，其关于所述第一对准构件固定地设置，并且靠近 所述多个所述附接元件中的所述第二个设置； 所述多个所述对准孔口中的第二个，其与所述多个所述对准孔口中的所述第一个间隔 开第二限定距离； 其中，所述多个所述附接元件中的所述第二个的所述可弹性变形的对准元件部分被构 造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接合所述多个所述对准孔口中的所述第二个； 其中，所述多个所述附接元件中的所述第一和第二个中的每一个的所述可弹性变形的 对准元件部分中相应一个的部分在插入到所述多个所述对准孔口中的所述第一和第二个 中相应一个中时弹性变形至弹性均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对 准构件与所述第二对准构件在至少两个在平面上正交的方向上另外地对准；并且 其中，所述第二部件的第一部分由所述多个所述支撑元件中的所述第一个支撑，并且 所述第二部件的第二部分由所述多个所述支撑元件中的所述第二个支撑。
[0024] 18.根据方案17所述的弹性均化的对准系统，其中，所述第一限定距离不等于所 述第二限定距离，并且另外地，其中： 所述第一和第二附接元件的每个可弹性变形的对准元件部分构造成当所述第一和第 二部件彼此匹配的时候在每个相应的附接部分弯曲时而弹性变形、在每个相应的附接部分 弯曲时没有变形。
[0025] 19.根据方案17所述的弹性均化的对准系统，其中，所述第一限定距离不等于所 述第二限定距离，并且另外地，其中： 所述第一和第二附接元件的每个可弹性变形的对准元件部分和每个相应的附接部分 构造成当所述第一和第二部件彼此匹配时弯曲地弹性变形。
[0026] 20?-种车辆，包括： 车身；以及 弹性均化的对准系统，其与所述车身一体地布置，所述弹性均化的对准系统包括： 第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件 中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所 述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分； 第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表 面； 紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所 述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件； 其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接 合所述对准孔口； 其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部 分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且 其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性 均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至 少两个在平面上正交的方向上对准。
[0027] 当结合附图时，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点从本发明的以下详细 描述将变得更加显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的 详细描述中，在附图中： 图1描绘了根据本发明的一个实施例的具有第一部件和第二部件的弹性均化的对准 系统的拆卸的组件的等轴透视图； 图2描绘了根据本发明的一个实施例的图1的拆卸的组件的第一部件的前平面图； 图3描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的一部分的剖视图； 图4描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的另一部分的剖视图； 图5描绘了根据本发明的一个实施例的图1和图2的第一部件的另一部分的剖视图； 图6描绘了根据本发明的一个实施例的在弹性变形即将发生之前的第一组装阶段的 图1的第一和第二部件的一部分的剖视图； 图7描绘了根据本发明的一个实施例的在弹性变形发生之后及第一和第二部件即将 完全座置之前的第二组装阶段的图6的第一和第二部件的一部分的剖视图； 图8描绘了根据本发明的一个实施例的图7的组件的后侧平面图，示出了具有弹性变 形的实施例； 图9描绘了根据本发明的一个实施例的类似于图7的剖视图，但是在第一和第二部件 完全座置之后并且具有接合的紧固件； 图10描绘了根据本发明的一个实施例的备选的第一部件的等轴透视图； 图11描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图； 图12描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图； 图13描绘了根据本发明的一个实施例的另一个备选的第一部件的等轴透视图； 图14描绘了根据本发明的一个实施例的备选的第一部件的等轴透视图，其类似于图1 中的第一部件，但具有与周围的支撑元件分离的附接元件； 图15描绘了根据本发明的一个实施例的图14的第一部件的前平面图； 图16描绘了根据本发明的一个实施例的第一部件穿过图15中描绘的切割线的剖视 图； 图17描绘了根据本发明的一个实施例的相对于以点划线方式描绘的配合的第二部件 处于部分组装状态的图16的剖视图（为清楚起见而将截面线省略），其中虚线表示第一部 件的组件的未变形状态，并且实线表示第一部件的组件的弹性变形状态（为图示目的而夸 大）；以及 图18描绘了根据本发明的一个实施例的具有弹性均化的对准系统的车辆。
【具体实施方式】
[0029] 以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或用途。例如， 示出的某些实施例包括车身面板，但对准和紧固系统可与任何合适的部件一起使用，以便 为各种各样的配合部件和部件应用的精确定位、对准和紧固提供弹性均化，所述配合部件 和部件应用包括许多工业消费品（例如，消费电子、各种电器等）、运输、能源和航空应用， 并且特别地包括许多其它类型的车辆部件和应用，例如各种内部、外部和发动机罩下的车 辆部件和应用。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
[0030] 如本文所用，术语"可弹性变形的"是指部件或部件的部分（包括部件特征）包括 具有大体上弹性变形特性的材料，其中该材料构造成响应于力的施加而在其形状、尺寸或 两者方面经受有回弹力地可逆变化。引起材料的有回弹力地可逆或弹性变形的力可包括张 力、压缩力、剪切力、弯曲力或扭力、或这些力的各种组合。可弹性变形的材料可呈现出例如 根据虎克定律所述的线性弹性变形、或非线性弹性变形。
[0031] 弹性均化提供配合的部件之间的（多个）接口的弹性变形，其中均化变形提供精 确对准，制造位置偏差被最小化至由
【权利要求】
1. 一种弹性均化对准系统，包括： 第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件 中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所 述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分； 第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表 面； 其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地且匹配地接 合所述对准孔口； 其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部 分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且 其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性 均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至 少两个在平面上正交的方向上对准。
2. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，还包括： 紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所 述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件。
3. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性均化的最 终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在四个在平面 上正交的方向上对准。
4. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件中心 轴线的圆形轴向横截面。
5. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中 心轴线包含至少三个向外取向的凸角的轴向横截面。
6. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接部分包括中空管，所述中空管具有关于所述附接元件的中心轴线的圆形轴向 横截面。
7. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在 轴向方向上取向的至少一个狭槽。
8. 根据权利要求7所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述附接部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在轴向方向上取向的 至少一个狭槽。
9. 根据权利要求1所述的弹性均化的对准系统，其中： 所述可弹性变形的对准元件部分的所述中空管包括关于所述附接元件的中心轴线在 轴向方向上取向的多于一个狭槽。
10. -种车辆，包括： 车身；以及 弹性均化的对准系统，其与所述车身一体地布置，所述弹性均化的对准系统包括： 第一部件，其包括第一对准构件、附接元件和支撑元件，所述附接元件和所述支撑元件 中的每一个关于所述第一对准构件固定地设置，所述支撑元件靠近所述附接元件设置，所 述附接元件包括附接部分和可弹性变形的对准元件部分； 第二部件，其包括第二对准构件、对准孔口和构造成与所述支撑元件接合的接合表 面； 紧固件，其包括螺纹部分和头部部分，所述螺纹部分与所述附接部分螺纹接合，并且所 述头部部分设置成关于所述附接元件的中心轴线至少在轴向方向上约束所述第二部件； 其中，所述可弹性变形的对准元件部分被构造和设置成干涉地、可变形地和匹配地接 合所述对准孔口； 其中，所述附接部分包括具有第一壁厚的中空管，并且所述可弹性变形的对准元件部 分包括具有小于所述第一壁厚的第二壁厚的中空管；并且 其中，所述可弹性变形的对准元件部分的部分在插入所述对准孔口时弹性变形至弹性 均化的最终构型，所述弹性均化的最终构型使所述第一对准构件与所述第二对准构件在至 少两个在平面上正交的方向上对准。
【文档编号】F16B13/04GK104421272SQ201410450615
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】S.E.莫里斯, J.P.拉瓦尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司