间隔件组件的制作方法

间隔件组件
[0001]
本发明涉及紧固件和机械连接件的一般领域，并且特别地，但不排他地，涉及一种用于可具有间隔地联接第一部件和第二部件的改进的间隔件组件。


背景技术：

[0002]
在工业组装过程(例如车辆或车辆的至少一部分(例如电气部件或内部部件)的组装)期间，通常涉及利用许多不同类型的紧固件、连接元件、安装件、支架等对许多不同的部件进行连接、联系、联接和安装。有时需要间隔件元件来连接或联接间隔开的两个部件，或者需要间隔件元件以在两个部件之间保持一定的距离。例如，前灯可以与汽车主体结构相距特定的距离地固定至汽车主体结构，但是，该距离可能由于制造公差而变化。因此，使用可变间隔件装置或可调螺杆单元来补偿任何公差。
[0003]
此类间隔件装置在本领域中是众所周知的，并且通常包括至少两个部分，一个部分形成支撑部分并且连接至第一部件。第二部分(其形成间隔件部分)通过左旋螺纹拧入到支撑部分中，从而形成与第二部件间隔开的端面。在连接螺杆被装配到间隔件部分中时，一些摩擦元件与螺杆接合。当螺杆旋转时，间隔件部分由通过螺杆提供的摩擦配合所带动，并以借助螺纹移出支撑部分，直到它桥接两个间隔开的部件之间的间隙为止。
[0004]
典型地，此类间隔件装置或可调节螺杆单元的各个部件具有相对紧凑的设计，其中间隔件部分的轴向移位最小。而且，由于其紧凑的设计，在已知间隔件装置的预组装期间的处理和易用性变得难以实现。进一步，已知的间隔件装置由金属制成，使得其制造相对复杂且相当昂贵，因为必须向该装置添加不同的元件(例如摩擦元件)来提供其功能性。
[0005]
已知间隔件装置的另一问题是在运输和处理期间其各个部件的丢失。特别地，间隔件装置通常在预组装状态(即间隔件部分被拧入到支撑部分中)下运输或处理。然而，在运输或处理期间，振动可能会将间隔件部分从支撑部分脱离，最终使间隔件装置的各个部件解体。
[0006]
图1示出了用于将第一部件2(例如金属支架)连接至第二部件4(例如塑料主体或壳体)的间隔件装置1的简化示意图。一旦间隔件装置1被定位在第一部件2与第二部件4之间，带螺纹的连接螺栓20就被插入穿过相应的孔口6、8、10，并与螺母12螺纹接合。连接螺栓20的旋转使间隔件装置1开始作用，直到第一部件2和第二部件4以相互间隔的关系被紧固，如前所述。
[0007]
因此，期望的是提供一种被适配成消除或减轻上述问题中的至少一些问题的改进的间隔件组件。


技术实现要素：

[0008]
根据本发明的第一方面，提出了一种间隔件组件，用于用带螺纹的连接螺栓来可具有间隔地联接第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件中的每一个部件均设有一个或多个装配孔口，所述间隔件组件包括：
[0009]
支撑构件，所述支撑构件包括：平面支撑板，所述平面支撑板具有通孔，所述通孔
具有被配置成与所述带螺纹的连接螺栓螺纹接合的内部支撑件螺纹；以及第一夹持部分，所述第一夹持部分从第一支撑板端部在基本上垂直于所述平面支撑板的方向上突出，所述支撑构件可释放地安装到所述第一部件，以便在使用期间将所述通孔与所述第一部件的一个或多个装配孔口中的第一装配孔口轴向对齐；
[0010]
基座构件，所述基座构件包括：平面基座板，所述平面基座板具有上表面和与所述上表面相反的下表面；具有内部安装件螺纹的圆柱形通孔安装件，所述圆柱形通孔安装件从所述上表面在基本垂直于所述平面支撑板的方向上突出预先确定安装长度；以及在第一基座板端部处的孔口，所述孔口被配置成在使用期间接纳并可移动地保持所述第一夹持部分；
[0011]
间隔件构件，所述间隔件构件包括：圆柱形主体，所述圆柱形主体具有中心轴线和外部间隔件螺纹，所述圆柱形主体被配置成与所述通孔安装件可操作地接合，以便当使所述间隔件构件相对于所述基座构件旋转时，使所述间隔件构件相对于所述基座构件轴向移动；以及轴向通孔，所述轴向通孔具有多个向内突出的有弹性的摩擦元件，所述多个向内突出的有弹性的摩擦元件被配置成在使用期间以预先确定摩擦力提供与所述带螺纹的连接螺栓的过盈配合接合；
[0012]
其中所述内部安装件螺纹与所述外部间隔件螺纹之间的螺纹接合同所述内部支撑件螺纹与所述带螺纹的连接螺栓之间的螺纹接合相反。
[0013]
有利地，所述多个有弹性的摩擦元件可以设置在所述圆柱形主体的第一端部处的中央凹部内。优选地，所述多个有弹性的摩擦元件可以相对于所述中心轴线径向布置，以便形成所述轴向通孔的延伸部。更优选地，所述多个有弹性的摩擦元件是所述圆柱形主体的一体部分。有利地，所述多个有弹性的摩擦元件包括径向间隔开的弹性套环构件和布置在所述径向间隔开的套环构件之间的肋构件中的任一者。
[0014]
本发明的间隔件组件提供的优点在于，在以螺纹的方式可旋转的间隔件构件与带螺纹的连接螺栓之间具有改进的内部摩擦元件。特别地，有弹性的摩擦元件是间隔件构件的一体部分(即通孔的延伸部)，并且被适配成在与带螺纹的连接螺栓接合时提供经校准的摩擦力，从而将间隔件构件轴向移出基座构件，以桥接两个部件之间的空间。一体式摩擦元件提供的优点是：最低的复杂性(从而降低制造成本)以及提高的性能。
[0015]
有利地，所述间隔件构件可以进一步凸缘构件，所述凸缘构件设置在所述圆柱形主体的第二端部，所述第二端部与所述第一端部相反，所述凸缘构件被适配成在使用期间与所述通孔安装件止动地接合。优选地，所述凸缘构件可以包括有弹性的指状构件，该指状构件从所述凸缘构件的边缘部分在与所述中心轴线平行的方向上朝向所述圆柱形主体的所述第一端部突出。甚至更优选地，所述有弹性的指状构件可以至少在相对于所述中心轴线为径向的方向上弹性变形。
[0016]
有利地，所述基座构件可以进一步包括至少第一锁定元件和第二锁定元件，所述第一锁定元件被配置成与所述有弹性的指状构件的端部部分过盈接合，所述第二锁定元件围绕所述中心轴线与所述第一锁定元件沿圆周方向间隔开，并且被配置成在使用期间与所述有弹性的指状构件的所述端部部分止动地接合。优选地，所述第一锁定元件和所述第二锁定元件中的每一个锁定元件均可以设置在所述平面基座板的所述上表面上、背离所述上表面法向地突出、并且从所述圆柱形通孔安装件的外表面径向向外突出，所述第一锁定元
件具有第一径向长度，并且所述第二锁定元件具有大于所述第一径向长度的第二径向长度。合适地，所述第一锁定元件可以包括凸轮表面，所述凸轮表面从所述中心轴线径向地面向外，所述凸轮表面被适配成与所述有弹性的指状构件的所述端部部分滑动接合，以便在所述间隔件元件相对于所述通孔安装件旋转期间，使所述有弹性的指状构件的所述端部部分径向向外移动并越过所述第一锁定元件。
[0017]
有利地，所述第一锁定元件和所述第二锁定元件可以背离所述上表面突出预先确定的距离。优选地，所述预先确定的距离可以基本上等于所述安装件螺纹的螺距。
[0018]
有利地，所述有弹性的指状构件突出的长度可以基本上等于所述安装件长度。
[0019]
这提供了这样的优点，即间隔件组件可以被锁定处于其预组装状态，从而允许运输和处理间隔件组件，而没有由于振动或其他移动引起的解体导致的丢失部件中的任何一个部件的风险。此外，基座构件的锁定构件和间隔件构件的配合的有弹性的指状构件提供止挡件，该止挡件仅在间隔件构件完全被拧入到基座构件时接合，从而防止接合螺纹的过度旋转和潜在损坏。进一步，锁定元件的特定高度(即大约螺距的长度) 确保当间隔件元件被完全拧入到基座元件时间隔件元件的有弹性的指状物将仅与锁定元件中的任何一个锁定。相反，通过间隔件构件的第一次完全旋转，有弹性的指状物将脱离锁定元件并移动脱开接合。
[0020]
有利地，所述基座构件可以进一步包括在第二基座板端部处的第二夹持部分，所述第二基座板端部与所述第一基座板端部相反，所述第二夹持部分从所述下表面在基本垂直于所述下表面的方向上突出、被配置成由第一部件的一个或多个装配孔口中的第二装配孔口可移动地固定。优选地，所述第一夹持部分和第二夹持部分中的每一个夹持部分均可以被配置成允许沿着与所述中心轴线平行的轴线至少线性运动。
[0021]
有利地，在使用期间，所述安装件螺纹与所述间隔件螺纹之间的所述过盈配合接合的所述预先确定摩擦力可以大于使所述间隔件构件相对于所述通孔安装件旋转所需的力矩。
[0022]
有利地，所述间隔件构件的所述圆柱形主体的长度可以大于所述安装件长度。这提供了这样的优点，即所述间隔件构件可以比常规间隔件装置移位得更远，同时保持更长的螺纹部分处于接合状态，从而最小化由于较小螺纹区段上的增大的载荷而造成的损坏的风险。
[0023]
有利地，所述内部安装件螺纹和相应的所述外部间隔件螺纹中的每一个螺纹均可以是左旋螺纹，并且所述内部支撑件螺纹可以是右旋螺纹。
[0024]
有利地，所述基座构件和所述间隔件构件可以由塑料材料形成。优选地，所述塑料材料可以包括聚合物或聚合物复合材料。这提供了显著降低制造成本以及间隔件组件重量的优点，而不会损害其功能性和性能。此外，对于至少间隔件构件使用塑料材料提供了与带螺纹的连接螺栓的摩擦配合接合，而不会损坏螺栓螺纹或其涂层。
[0025]
有利地，所述支撑构件可以由金属制成。
附图说明
[0026]
现在将参考附图，仅通过示例来描述本发明的实施例，在附图中：
[0027]
图1示出了用于将第一部件固定至第二部件的已知间隔件的简化示意图，其中在
图1(a)中两个部件处于解体状态，在图1(b)中间隔件被放置在两个部件之间并被对准以便插入螺栓，以及在图1(c)中螺栓被拧入到螺母以便将两个部件紧固在一起；
[0028]
图2示出了本发明的实施例在被预组装以便进行运输或处理时的立体图；
[0029]
图3示出了间隔件构件的示例性实施例的图示：图3(a)是立体俯视图，图3(b) 是立体仰视图，图3(c)是俯视图，图3(d)是仰视图，图3(e)是侧视图，以及图3(f)是横截面侧视图；
[0030]
图4示出了基座构件的示例性实施例的图示：图4(a)是立体俯视图，图4(b) 是俯视图，图4(c)是前视图，图4(d)是侧视图，以及图4(e)是横截面侧视图；
[0031]
图5示出了支撑构件的示例性实施例的图示：图5(a)是立体俯视图，图5(b) 是俯视图，图5(c)是前视图，图5(d)是侧视图，以及图5(e)是横截面侧视图；
[0032]
图6示出了组装基座构件和间隔件构件的示意性图示：图6(a)是立体俯视图，图6(b)表示将间隔件构件接合到基座构件的通孔安装件中，图6(c)表示将间隔件构件拧到通孔安装件的底部，图6(d)表示将间隔件构件完全插入到通孔安装件中，并且将指状构件与锁定元件锁定，(e)将带螺纹的连接螺栓插入到间隔件构件的通孔中，从而在间隔件构件的底端处接合有弹性的摩擦元件；
[0033]
图7示出了(a)用于支撑构件的特殊壳体(即用于连接的部件)和(b)预组装的间隔件组件被安装到特殊壳体(即支撑构件被插入到壳体中)的示意性立体图；
[0034]
图8示出了通过本发明的间隔件组件连接两个部件的示意性横截面图示：图8(a) 表示将支撑构件插入壳体中并与第一孔口对齐，图8(b)表示将基座构件夹持到壳体的第二孔口中，以及图8(c)表示用连接螺栓将第二部件紧固到第一部件上，该连接螺栓致动间隔件组件，以便在将螺栓与支撑构件的带螺纹的通孔固定之前接合两个部件，以及
[0035]
图9示出了通过间隔件组件连接的两个部件的示意性立体图：图9(a)是顶部后视图，以及图9(b)是顶部前视图。
具体实施方式
[0036]
所描述的示例性实施例涉及适用于连接两个部件的可调间隔件组件。本发明的 (多个)实施例通常应用于车辆中。尽管本发明是针对车辆进行描述的，但是本发明并不完全局限于车辆，而是也可以用于需要将附件或外设部件附接到结构上的其他结构中。
[0037]
以下说明书中使用的某些术语仅是为了方便，而不是限制性的。词语“右”、“左”、“低”、“高”、“前”、“后”、“向上”、“下”和“向下”表示附图中所参考的方向，并且是相对于部件在组装和安装时的状态。词语“内”、“向内”和“外”、“向外”分别指朝向和背离所描述的元件的指定中心线或几何中心(例如中心轴线)的方向，其特定含义从描述的上下文中是显而易见的。
[0038]
进一步，如本文所用，术语“连接的”、“附接的”、“联接的”、“安装的”旨在包括两个构件之间的直接连接而没有介于其间的任何其他构件，以及若干构件之间的间接连接，其中一个或多个其他构件介于前述若干构件之间。术语包括上面特别提及的词语、其派生词和类似含义的词语。
[0039]
进一步，除非另有说明，序数形容词的使用，诸如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指示引用了相似对象的不同实例，并不旨在意味着如此描述的对象必须在时间上、空间上、在
等级上或以任何其他方式处于给定的顺序。
[0040]
现在参考图2，示出了处于其预组装状态的间隔件组件10的示例性实施例，即，金属支撑构件100被夹持到塑料基座构件200的相对应的孔口202中，并且塑料间隔件构件300被完全拧入到基座构件200的通孔安装件204中、并且通过接合锁定元件 212a、212b和指状构件302锁定到位。在这种预组装锁定状态下，间隔件组件10是可运输的，而没有因振动等而解体(和丢失零件)的风险。
[0041]
现在参照图3详细描述间隔件构件300。间隔件构件300包括圆柱形主体304，该圆柱形主体具有中心通孔310和沿其长度的外部左旋螺纹306。凸缘308设置在圆柱形主体304的顶端处，并且有弹性的指状构件302设置在凸缘308的边缘处、从底表面312朝向圆柱形主体304的底端314突出。指状构件302包括面向朝向圆柱形主体304并具有倒圆的表面轮廓322的端部部分320。
[0042]
中央凹部316设置在底部314处、容纳从通孔310的端部延伸到凹部316中的三个有弹性的摩擦元件318。三个摩擦元件318沿圆周布置，并且彼此等距间隔开。由有弹性的摩擦元件318提供的内直径小于通孔310的内直径，以便对尺寸合适的带螺纹的连接螺栓20形成过盈配合，即所插入的螺栓20将三个摩擦元件318彼此推开，由此在带螺纹的连接螺栓20上施加预先确定的摩擦力。本领域技术人员应当理解，可以使用任何合适数量的沿圆周布置且间隔开的摩擦元件318。而且，摩擦元件318 可以彼此以不同的距离间隔开。
[0043]
参考图4，基座构件200包括平面支撑板206，该平面支撑板具有从上表面208 突出的带螺纹的通孔安装件204。通孔尺寸和左旋内螺纹210被配置成匹配间隔件300 的外直径和外螺纹306，使得间隔件构件300可以与基座构件200的通孔安装件204 螺纹接合。孔口202设置在平面基座板206的一个端部处，并且被配置成固定地接纳支撑构件100的夹持部分102。第一锁定元件212a(保持器)被设置在上表面208上、从通孔安装件204的外表面径向向外延伸。第二锁定元件212b(止动件)设置在上表面208上、从通孔安装件204的外表面(大致)径向向外延伸、并且与第一锁定元件212a沿圆周间隔开。第一锁定元件212a和第二锁定元件212b两者具有距上表面 208的预先确定高度，即大约为内螺纹210的螺距216。第二锁定元件212b比第一锁定元件212a更长(在径向方向上从通孔安装件204算起)。第一锁定元件212a具有径向面向外的表面214，该表面具有被适配成在使用过程中与指状元件302的倒圆的端部部分320滑动接合的倒圆的轮廓。特别地，第一锁定元件212a的向外的表面214 的倒圆的轮廓和指状构件302的倒圆的端部部分两者被适配成在间隔件构件300相对于基座构件200旋转期间滑动接合，使得有弹性的指状构件302径向向外弹性弯曲并越过第一锁定构件212a，以根据旋转的方向移动到第一锁定构件212a的任一侧。第二锁定构件212b的径向长度使得它为旋转的间隔件构件300的指状构件302提供止挡，即不可能使有弹性的指状构件302弯曲越过较长的第二锁定元件212b。
[0044]
夹持件218设置在平面基座板206的与孔口202相反的端部部分处。夹持件218 从下表面220在与通孔安装件204相反的方向上突出。夹持件218被配置成可移除地联接至设置在被连接的两个部件中之一的壳体中的孔口之一。在这个特定示例中，夹持件218包括两个有弹性的间隔开的夹持构件，这两个夹持构件各自具有被适配成与壳体的孔口锁定接合的阶梯式端部部分。然而，本领域技术人员应当理解，可以使用任何其他合适的夹持件设计。
[0045]
左旋内螺纹210(的螺纹厚度和螺距)被设计成在与间隔件构件300的左旋外螺纹306可操作地接合时提供高力矩力。
[0046]
参照图5，支撑构件100通常由金属制成(例如，由金属片切割或冲压而成)、包括平面支撑板104，该平面支撑板具有带内螺纹108(例如，适于与标准公制带螺纹的螺栓20螺纹联接的标准公制螺纹)的中心通孔106。在这个实施例中，内螺纹 108是右旋螺纹，即内螺纹108必须在同间隔件构件300与基座构件200之间的螺纹接合相反的方向上行进。平面支撑板104被成形为当被滑动地插入到部件的壳体中时在中心通孔106与壳体的孔口之间提供适贴配合和轴向对准。夹持部分102从平面支撑板104的端部部分在与平面支撑板104基本上垂直的方向上延伸，即在组装过程中朝向并穿过基座构件200的孔口202。夹持部分102的端部部分110被设计成允许端部部分110自由地移动到孔口202中，但是防止端部部分110移动出孔口202，而无需来自用户的进一步的干预。当联接到基座构件200时，支撑构件100能够在由夹持件102与孔口202之间的联接提供的约束范围内相对于基座构件200移动(例如，当与孔口202接合时支撑构件100相对于基座构件200的有限的直线运动、上下运动，以及支撑构件100围绕端部部分110的有限的旋转运动)。
[0047]
图6示出了部分组装的间隔件组件10，其中间隔件构件300与基座构件200完全锁定，即，圆柱形主体304被拧入到通孔安装件204中，直到凸缘308与通孔安装件204的顶端抵接，并且有弹性的指状构件302被锁定在第一锁定构件212a与第二锁定构件212b之间。特别地，且如一系列截面图6(b)至(d)所示，通过使间隔件构件300(左旋螺纹)逆时针旋转直到指状件302的倒圆的端部部分320与第一锁定构件212a的倒圆的面向外的表面214接合，间隔件构件300被拧入到带螺纹的通孔安装件204中。此时，倒圆的端部部分320被第一锁定构件212a的倒圆的面向外的表面214弹性地推出并推过第一锁定构件212a。间隔件构件300的旋转最终被第二锁定元件212b阻止。在这个位置，凸缘308抵接通孔安装件204的顶端部分，并且指状构件320被固定在第一锁定元件212a与第二锁定元件212b之间。第二锁定元件 212b将防止过度旋转间隔件构件300并潜在地损害螺纹210和306。
[0048]
当解锁间隔件构件300时，间隔件构件300简单地顺时针旋转，直到指状构件 302的倒圆的端部部分320与第一锁定构件212a的倒圆的面向外的表面214接合。此时，倒圆的端部部分320被第一锁定构件212a的倒圆的面向外的表面214弹性地推出并推过第一锁定构件212a。在间隔件构件300的进一步旋转期间，有弹性的指状件 302围绕通孔安装件204，并且跟随螺纹接合件306、210的螺距向上移动，使得指状件302在转过一圈之后移动到锁定元件212a、212b的上方并且脱离这些锁定元件。
[0049]
图6(e)示出了带螺纹的连接螺栓20，该带螺纹的连接螺栓被插入到间隔件构件300的通孔310中，并朝向与摩擦元件318接合的状态推动。应当理解的是，连接螺栓20与摩擦元件318之间的摩擦配合比相对于通孔安装件204螺纹旋转间隔件构件300并将间隔件构件300轴向移出通孔安装件204所需的扭矩更强。
[0050]
在使用期间，间隔件组件10可以用于将前灯紧固到汽车主体结构(例如，金属支架2)，同时当将连接螺栓20拧入到前灯壳体4的带螺纹的通孔106中时，自动补偿两个零件之间的间隙。
[0051]
特别地，现在参考图7、图8和图9，间隔件组件10在预组装的情况下被运输和递送，即间隔件构件300、基座构件200和支撑构件100被组装在其锁定状态下，在该锁定状态下，
指状构件302与锁定元件2012a和212b锁定接合，从而防止间隔件构件300的意外解体(例如，由于运输期间的振动)和任何部件的潜在丢失。
[0052]
一旦被递送，预组装的间隔件组件10的支撑构件100就被插入到壳体4中，使得带螺纹的通孔106在壳体4的中心孔8下方轴向对齐。同时，夹持件218被推入到壳体4的孔口14中，从而将基座构件200可移动地固定在位，即，经联接的间隔件构件300和基座构件200能够相对于壳体直线移动(有限的上下移动)。
[0053]
在装配流水线中，然后通过将连接螺栓20(例如m6金属螺杆)穿过孔口6、310、 8插入并与摩擦元件318和带螺纹的通孔106接合来将前灯(壳体4)紧固到汽车主体结构(支架2)。然后连接螺栓20，从而通过与摩擦元件318的摩擦配合带动间隔件构件300，因此使间隔件构件300轴向移出通孔安装件204，并且使连接螺栓20移动而与带螺纹的通孔106接合，直到间隔件构件300已经经过该距离并且抵靠支架2。此时，使间隔件构件300相对于通孔安装件204旋转所需的力矩超过由摩擦元件318 提供的摩擦力，并且连接螺栓20轴向移动到带螺纹的通孔106中，从而紧密地紧固壳体4和支架2。
[0054]
应当理解的是，改进的间隔件组件10包括由塑料材料制成的间隔件构件300和基座构件200，以及由金属制成的支撑构件100，因此，提供了比由金属制成的常规间隔件装置轻得多(例如，改进的间隔件组件小于同等常规间隔件装置的重量的一半) 且制造成本更低的间隔件组件10。此外，当将间隔件组件10安装到壳体4时，本发明的间隔件组件10提供了可听见的咔嗒声。进一步，间隔件构件300的摩擦元件318 被配置成与连接螺栓20接合，而不会损坏螺栓涂层。此外，间隔件构件300的带螺纹的圆柱形主体304的增大的长度允许覆盖连接部件之间更大的间隙距离，而不会在负载下损害螺纹接合。此外，金属支撑构件100的通孔螺纹106被设计成以便在相同的力矩力下提供提高的夹紧力。
[0055]
在所描述的特定示例性实施例的间隔件组件10的安装期间所需的典型力如下：
[0056]
·
插入力：<45n[牛顿]；
[0057]
·
保持力：>30n；
[0058]
·
螺纹间隔件构件300的开启力矩：大约0.02nm至0.1nm；
[0059]
·
补偿范围(即间隙)：0至5.5mm；
[0060]
·
拉紧力矩：>9nm。
[0061]
然而，本领域技术人员应当理解的是，由不同材料制成和/或具有不同尺寸(例如，夹持件218、指状物302或螺纹210、306的厚度)的间隔件组件10的部件可能需要不同于针对示例性实施例描述的特定值的力值。
[0062]
本领域技术人员将理解的是，以上(多个)实施例已经仅通过示例的方式进行了描述，并且没有任何限制意义，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，各种改变和修改是可能的。对如上所述的详细设计的各种修改是可能的。