公差补偿元件、具有公差补偿元件的部件、第一和第二部件相关连接结构、生产和连接方法与流程

文档序号:32653834发布日期:2022-12-23 20:36阅读:50来源:国知局
公差补偿元件、具有公差补偿元件的部件、第一和第二部件相关连接结构、生产和连接方法与流程

1.本发明涉及一种公差补偿元件(其中通过该公差补偿元件,第一和第二部件之间的距离公差被补偿)、具有所述公差补偿元件的第一部件、包括第一部件和第二部件的连接结构、所述公差补偿元件的生产方法以及第一部件与第二部件通过所述公差补偿元件的连接方法。


背景技术:

2.公差补偿元件在现有技术(尤其是在汽车构造行业)中已知的种类繁多,用于将彼此之间有一距离的两个部件彼此紧固的紧固装置。
3.ep 0 612 635 a1中描述了一种可调节的紧固装置的示例。紧固件组件包括接收件、连接件和接合装置,所述接合装置用于在第一方向上相对移动时将连接件保持至接收件,且用于维持该保持,同时允许接收件和连接件之间在垂直于第一方向的第二方向上相对移动一预定距离。
4.de 10 2010 005 309 a1描述了一种包括用于固定到车身上的至少一个紧固装置的覆层零件。所述紧固装置被配置为类似于u形型材,其中支腿从插座中伸出并彼此保持距离,以形状配合(尤其是闩锁)的方式接合到车身的相应凹槽中。每个支腿都配备有在轴向上一个接一个地排列的至少两个闩锁元件,使得覆层零件至少在x方向上被配置有公差。
5.ep 3 502 490 a1中描述了一种闩锁装置,包括线性部件和底座部件。所述线性部件被配置为耦接到第一部件并包括至少一个保持突出部。所述底座部件被配置为耦接到第二元件并包括通道和至少一个保持特征。线性部件被配置成可滑动地接收在底座部件的通道内,并且底座部件的至少一个保持特征被配置成与线性部件的至少一个保持突出部接合以将线性部件保持在底座部件的通道内。
6.根据de 33 04 569 c1,已知一种用于相对于第二部件调整第一部件、特别是用于相对于车门本体调整车辆的车门外部件的装置,其中可以在三个方向上进行调整。该装置允许在车门关闭的情况下进行调整,因为所选调整是通过该装置初步固定的,直到拧入螺钉最终固定调整为止。
7.de 10 2012 219 577 a1中描述了一种具有细长塑料板条的底座托架。它以带有保护条或装饰条的机动车为基础,保护条或装饰条通过几个塑料固定夹紧固在机动车上。所述固定夹包括锚定部分和耦接部分,所述锚定部分和耦接部分可相对彼此线性移动。其目的是创建一种具有细长塑料板条的底座托架,细长塑料板条通过至少两个夹连接结构布置在底座托架上,其中至少一个夹连接结构允许公差补偿。为此,通过至少两个夹持连接结构将细长塑料板条布置在底座托架上。在夹持连接结构中的至少一个的部分中,将一个短的、底切导轨注入塑料板条中,其中滑动构件以形状配合的方式保持,以便其仅在导轨的纵向上可移动。在导轨外部,滑动元件作为一个整体与夹在底座托架上的固定夹连接。
8.de 10 2012 011 750 a1中描述了一种紧固装置,该装置具有独立的三维公差补
偿,关于第一部件和可通过装配过程固定在第一部件上的第二部件,第二部件相对于第一部件的层的公差自动三维补偿。在装配过程中,第二部件通过摇动移动(bocking movement)在装配轴方向上相对于第一部件移动到预定位置。此外,紧固装置包括紧固设备,该设备包括第一和第二紧固元件。第一紧固元件包括旋转安装的偏心销,其旋转轴偏心地布置在偏心销的中心纵轴上,并与装配轴平行。第二紧固元件包括用于偏心销的接收开口。在第二部件摇动移动过程中,偏心销可通过垂直于装配轴对齐的垂直面内的旋转运动进行定位,以便偏心销可插入到接收开口中。通过偏心销和接收开口之间的独立锁定闩锁连接结构,第二部件可相对于第一部件固定在预定位置。
9.wo 2017/205126 a1描述了一种用于将部件紧固在紧固突起上的系统。紧固装置具有紧固元件,该紧固元件具有保持容纳部,该保持容纳部具有保持装置以保持紧固突起和强制锁定元件。部件或被布置在部件上的中间元件具有相应的强制锁定元件。预紧装置在部件上的紧固元件的预安装位置将相互相对应的强制锁定元件预紧成强制接合状态,由此防止了紧固元件相对于部件沿第一移动方向的横向位移。保持容纳部具有在紧固突起的插入方向上至少部分地锥变的居中开口,使得在暂时抑制相互相对应的强制锁定元件的强制锁定并且在紧固元件沿第一方向横向位移的情况下,紧固突起相对于紧固元件的保持容纳部居中。
10.最后,从wo 2020/088878 a1可知一种连接间隔一距离的两个部件的连接单元。用于连接间隔一距离的第一部件和第二部件的连接单元包括连接螺丝,其具有呈第一球形段状的头部和自其延伸的杆部,所述杆部包括具有第一螺纹方向的外螺纹和空心圆柱形的基部元件。空心圆柱形的基部元件包括邻近第一轴向端用于固定在第一部件中的第二螺纹方向的第二外螺纹,以及具有第一内径的径向向内的第一部分。一通孔设置在第二轴向端处,具有小于第一内径的第二内径。基部元件的外侧被设计为第二球形段。第一部分和通孔在轴向上彼此间隔并且通过过渡部分连接,其至少部分地为连接螺丝的头部提供了支承表面。连接螺丝的杆部延伸穿过通孔。这样,相对于基部元件的纵轴线的连接螺丝的枢转能以可设定的空间角度实现。
11.已知装置的一个缺点是,所述装置由几个单独的部件组成,这就是为什么生产是费力和成本密集的。此外,对于已知装置的生产和组装,都需要多个步骤。
12.因此,本发明的目的是提供一种与现有技术相比优化的公差补偿元件,利用该元件,能够以简单的方式在中间具有一距离的两个部件之间提供一种可靠的连接结构。本发明的另一个目的是提供具有公差补偿元件的第一部件、具有第一和第二部件的相关联的连接结构、相应的生产方法以及相关联的连接方法。


技术实现要素:

13.上述问题通过根据权利要求1所述的公差补偿元件(通过其能够补偿第一和第二部件之间距离的公差),根据权利要求10所述的带有所述公差补偿元件的第一部件、根据权利要求12所述的第一部件和第二部件的连接结构、根据权利要求13所述的公差补偿元件的生产方法以及根据权利要求15所述的连接方法来解决。有利的实施例和进一步的发展来自以下描述、附图以及权利要求。
14.本发明提供了一种公差补偿元件,利用其可以补偿第一和第二部件之间的距离公
差,尤其是非自动补偿公差,所述公差补偿元件包括金属制成的螺栓,其具有第一驱动特征、第一螺纹方向的第一外螺纹以及第二螺纹方向的第二外螺纹,其中在所述第一外螺纹和第二外螺纹之间,设置有从所述螺栓径向向外延伸的突起,在所述第一外螺纹的部分中的第一塑料包胶件,其提供用于紧固到所述第一部件的紧固结构,以及围绕径向向外延伸的所述突起的第二塑料包胶件,其中所述第二塑料包胶件优选形成板状,提供在使用时邻接所述第二部件的邻接部,其中在克服所述第一塑料包胶件和第一外螺纹之间在所述螺栓纵向上的尤其是一次性增加的起动扭矩或起步扭矩后,所述第二塑料包胶件到所述第一塑料包胶件的距离是可改变的。
15.为了更好地理解本发明,说明了本发明的公差补偿元件在连接结构中的用途。
16.第一塑料包胶件以形状配合和力配合的方式包围第一外螺纹。因此,由第一塑料包胶件提供的紧固结构最初以运输安全的方式与螺纹螺栓连接。通过第一塑料包胶件提供的紧固结构,公差补偿元件紧固至第一部件上或第一部件中。例如,当紧固结构以支点滑块的形式提供时,在为此目的提供的第一部件处进行基部元件的紧固,其中所述基部元件包括相应的导轨。如果紧固结构具有卡销的形式,如现有技术中主要已知的,则在第一部件中相应配置的开口中进行紧固。根据另一可选方案,紧固结构具有包括用于紧固到第一部件的粘合面的粘合垫的形式。所有这三种可能性将在后面关于优选实施例描述。
17.独立于紧固结构的具体设计,有必要在第一部件中或在第一部件上进行紧固,以防止紧固结构在螺栓的纵向移动。同样,必须防止紧固结构在第一部件处或在第一部件中旋转,以便在克服启动扭矩或起步扭矩后,可以实现紧固结构和螺栓之间的相对旋转。
18.在通过第一塑料包胶件将公差补偿元件固定到第一部件上或固定在第一部件中之后,第二部件被布置在距第一部件的一距离内。现在为了补偿第一和第二部件之间的距离公差,通过第一驱动特征旋转螺栓。这可以手动或通过机器进行,例如相应的工具或自动机器。这表明公差补偿并不是通过公差补偿元件自动或独立进行的。
19.为了旋转螺栓并改变第二塑料包胶件到第一塑料包胶件的距离,必须放松第一外螺纹和第一塑料包胶件之间的连接,这在克服相应的起动或起步扭矩后是可能的。所需起步扭矩的大小尤其受第一外螺纹的螺纹形式的影响。优选地,起动或起步扭矩的最大值为3.5nm。尤其优选的是,起动或起步扭矩值在1.5和3.0nm之间。
20.在克服起动或起步扭矩后,螺栓相对于紧固结构旋转,以便邻接部相对于紧固结构发生位移。对于这种位移,在初始和一次性克服起动扭矩后,必须克服小于起动扭矩的抑制扭矩。优选地,抑制扭矩为初始起动扭矩的10%至20%。关于起动扭矩的上述值,抑制扭矩优选最大为0.35至0.7nm,尤其优选在0.15至0.6nm之间。
21.关于第二塑料包胶件到第一塑料包胶件之间的距离,在第二塑料包胶件面向第一塑料包胶件的一侧和第一塑料包胶件面向第二塑料包胶件的一侧之间测量。通常,在生产过程中,工具导致的第一和第二塑料包胶件之间有一距离。因此,距离的变化既可以是距离的增加,也可以是距离的减少。在极端位置,距离为零,即第一和第二塑料包胶件彼此邻接。如果在公差补偿元件的生产过程中没有工具所导致的距离产生,则初始距离也可以为零。在这种情况下,第一和第二塑料包胶件彼此邻接,距离不可能进一步减小。
22.根据第一示例,在示例性右旋螺纹作为第一外螺纹的情况下,逆时针旋转螺栓。克服起动扭矩后,在旋转的情况下,由第二塑料包胶件形成的邻接部和紧固结构之间的距离
改变。为此,必须克服与起动扭矩相比较小的抑制扭矩。直到邻接部邻接第二部件为止。随后,通过例如将与第二外螺纹匹配的螺母拧到第二外螺纹上,将第二部件和公差补偿元件固定在此位置。
23.根据第二个示例,螺栓顺时针旋转。这也改变了第二塑料包胶件到第一塑料包胶件的距离,其中与上述示例形成对比,邻接部和紧固结构之间已经存在的距离减小。这最多可以发生至第二塑料包胶件邻接第一塑料包胶件的点上。在这种情况下,与第一外螺纹相邻的轴向端可以从第一塑料包胶件中伸出。
24.上述说明类似地适用于作为第一外螺纹的示例性左旋螺纹。
25.在这种情况下,优选第一外螺纹的第一螺纹方向和第二外螺纹的第二螺纹方向相同。或者,优选第一外螺纹的第一螺纹方向和第二外螺纹的第二螺纹方向相反。
26.本发明公差补偿元件的优点在于,在初始状态下,它作为一部分的公差补偿元件存在。只有在克服紧固结构和第一外螺纹之间的起动扭矩或起步扭矩后,才存在两部分的公差补偿元件。因此,与现有技术相比,生产公差补偿元件以及使用本发明公差补偿元件在两个部件之间建立连接的步骤都减少了,也对生产成本产生了积极影响。因此,与已知的公差补偿元件相比,公差补偿元件得到了优化,同时保证了在以后的部件连接中具有相同的特性。
27.根据公差补偿元件的优选实施例,第一塑料包胶件具有支点滑块或卡销或粘合垫的形式。关于作为支点滑块的紧固结构或第一塑料包胶件的设计,将其紧固在紧固到第一部件的基部元件中。基部元件包括底部和有平行于底部向内侧突出的用于将支点滑块固定在内侧的突出物的三个侧壁。支点滑块分别从平行于底部或平行于第一部件表面的开口侧滑入基部元件。支点滑块滑入基部元件的平面也称为滑动面。因此,螺栓相对于紧固结构的后续位移与滑动面(即分别与基部元件的底部平行或与第一部件的表面平行对齐的平面)垂直。
28.通过相应的闩锁结构、尤其是通过基部元件处的凹槽结构与支点滑块处提供的轴向突起相互作用,将支点滑块紧固在基部元件中。基部元件和支点滑块根据其尺寸相互适应,以防止支点滑块相对于基部元件旋转。由于基部元件向内侧平行于底部的突出物接合到支点滑块的相应引导槽中,因此可以防止从基部元件轴向拉出支点滑块。
29.上述说明类似地适用于配置为作为紧固结构的卡销的第一塑料包胶件。例如,在这种情况下,第一部件包括由卡销结构接合的锁孔。将卡销结构锁定在锁孔中后,将公差补偿元件固定,以防在螺栓纵向上从第一部件拉出。此外,产生防止在至少第一旋转方向上(例如在第一螺纹方向上)旋转的保护。或者,提供防止在第二旋转方向上旋转的保护。根据防旋转保护装置的配置,即防旋转保护装置防止旋转的方向,在各自的旋转方向上施加起动扭矩或起步扭矩。克服起动扭矩或起步扭矩后,可以通过如上所述的第一驱动特征来移动螺栓。
30.上述说明以相同的方式适用于配置为作为紧固结构的粘合垫的第一塑料包胶件。特别地,背向第二塑料包胶件的一侧,该粘合垫包括与第一部件的表面相匹配的形式。该侧也称为粘合面。例如,粘合表面可以配置为平面。或者,可以提供用于接收粘合装置的凹槽和/或突起,以便在粘合表面和第一部件之间提供规定的距离。根据应用领域选择相应的粘合方式,并且例如在粘合剂垫由透光材料构成的情况下可以是光固化粘合剂。或者,粘合剂
可以是双组分粘合剂等。
31.这种配置的一个优点是,在螺栓的纵向上,将公差补偿元件安全紧固在第一部件中。此外,紧固结构被固定以防止旋转,以便用于放松连接的起动扭矩或起步扭矩可以以过程安全的方式应用于第一外螺纹和第一塑料包胶件之间。除了上述示例性实施例之外,在紧固到第一部件或在第一部件中的情况下满足这些标准的每个结构都可以用作紧固结构。
32.根据公差补偿元件的另一优选实施例,第一外螺纹以螺纹开槽方式配置,并具有螺纹的不对称侧面结构。优选地,第一外螺纹的螺纹侧面面向第二塑料包胶件的一侧与垂直于公差补偿元件的纵轴并穿过螺纹侧面的尖端延伸的参考线围成范围为7
°
至12
°
的角α。根据第一优选方案,螺纹侧面背向第二塑料包胶件的一侧与参考线围成范围为15
°
至25
°
的角β。在另一个优选的替代方案中,螺纹侧面背向第二塑料包胶件的所述侧包括在螺纹公称直径的0.2倍至0.25倍范围内的半径r。由于这种螺纹形式,一方面,在生产过程中,在第一外螺纹和第一塑料包胶件之间提供了可靠的连接。另一方面,可以保证在不破坏紧固结构功能的情况下,可以实现第一塑料包胶件和第一外螺纹之间连接的放松。
33.有利地,公差补偿元件的第一驱动特征布置在与第二外螺纹相邻的轴向端上。由此,特别是在公差补偿元件仅单侧可接近的情况下,可以可靠地提供公差补偿元件的位移。根据可选方案,第一驱动特征是外驱动特征。根据第二种可选方案,第一驱动特征被配置为内驱动特征。
34.在公差补偿元件的优选实施例中,还提供了第二驱动特征,其邻近第一外螺纹布置。这样,在螺纹螺栓的两个轴向端上都提供了驱动特征。因此,公差补偿元件的灵活性进一步增加。优选地,第二驱动特征是内驱动特征。
35.在公差补偿元件仅包括与第二外螺纹相邻的第一驱动特征的情况下,螺栓的轴向端与第一外螺纹相邻,至少部分被第一塑料包胶件包围。因此,在初始状态下,第一和第二塑料包胶件已经处于最小距离,导致公差补偿元件的长度在初始状态下保持尽可能短。对于运输公差补偿元件所需的空间而言,这尤其有利。
36.在公差补偿元件的另一有利实施例中,由第二塑料包胶件形成的邻接部在面向第二部件的一侧包括密封元件,优选一个或多个卷边裂口。因此,与现有技术相比,公差补偿元件的密封功能不是由单独的元件提供的。相反,相应的功能已经集成在公差补偿元件中。这进一步减少了公差补偿元件的独立零件数量,这也方便了生产和使用。
37.优选地,公差补偿元件的第一和第二塑料包胶件由相同的塑料材料或不同的塑料材料形成。由相同塑料材料成形的优点是,可以更经济高效地生产公差补偿元件。反过来,使用两种不同的塑料材料可以更好地适应各自的应用情况。用于第一和/或第二塑料包胶件的塑料材料示例为pa6 gf 30。
38.本发明的公差补偿元件紧固至本发明的第一部件上。关于由此产生的技术效果和优点,参考上述关于本发明的公差补偿元件的说明,以避免重复。
39.在第一部件的优选实施例中,通过在第一部件上相应配置的基部元件或在第一部件中相应设计的开口,进行公差补偿元件利用第一塑料包胶件的紧固。
40.可以通过粘合、拧入等方式将基部元件固定到第一部件上。关于本实施例,特别参考关于作为支点滑块或卡销的紧固结构的配置的上述说明。
41.本发明的连接结构包括本发明的第一部件和第二部件,因此本发明公差补偿元件
通过第一塑料包胶件紧固至第一个组件上或第一个组件中,且通过所述邻接部与所述第二部件邻接,其中,所述第二部件通过与所述第二外螺纹接合的螺母进行紧固。关于本发明的连接结构,为了避免重复,还参考了上述关于本发明公差补偿元件的说明。
42.一种用于本发明公差补偿元件的本发明的生产方法,包括以下步骤:提供金属制成的螺栓,所述螺栓包括第一驱动特征、第一螺纹方向的第一外螺纹以及第二螺纹方向的第二外螺纹,其中,在第一和第二外螺纹之间设置有从螺栓径向向外延伸的突起,利用第一塑料材料二次成型第一外螺纹的部分,其中第一塑料包胶件提供用于紧固到第一部件的紧固结构,以及利用第二塑料材料对径向向外延伸的突起进行二次成型,其中第二塑料包胶件提供在使用中邻接第二部件的邻接部,并且优选地配置为板状。可以使用根据本发明的生产方法生产本发明的公差补偿元件。因此,还参考了关于本发明的公差补偿元件所产生的技术效果和优点。
43.在生产方法的优选实施例中,第一和第二塑料材料相同或不同。如上所述,使用相同的塑料材料的优点是,公差补偿元件可以更经济高效地生产。反过来,使用两种不同的塑料材料可以更好地适应各自的应用情况。用于第一和/或第二塑料包胶件的塑料材料示例为pa6 gf 30。
44.一种通过公差补偿元件将第一部件与第二部件连接的方法,包括以下步骤:通过第一塑料包胶件将公差补偿元件紧固到第一部件,将第二部件布置在距第一部件的一距离处,克服第一塑料包胶件和第一外螺纹之间的起动扭矩,并旋转螺栓,直到由第二塑料包胶件形成的邻接部与第二部件邻接,然后,将螺母拧到第二外螺纹上,以便将第二部件紧固至距第一部件一距离处。通过使用本发明的公差补偿元件,本发明的连接结构通过本发明的连接方法提供。因此,还参考上述关于所产生的技术效果和优点的说明。
附图说明
45.下面,将参考附图来详细描述本发明。在附图中,相同的参考符号表示相同的部件和/或元件。示出为:
46.图1为本发明公差补偿元件的一实施例的立体图,
47.图2为图1的公差补偿元件的实施例的仰视图,
48.图3为图1的公差补偿元件的实施例的第一侧视图,
49.图4为图1的公差补偿元件的实施例的第二侧视图,
50.图5为图4中包围部分y的放大侧视图,
51.图6为图1的公差补偿元件的实施例的俯视图,
52.图7为图1的公差补偿元件的实施例沿图6中a-a线的截面图,
53.图8为图7中包围部分x的放大图,
54.图9为螺栓的立体图,
55.图10为图9的螺栓的俯视图,
56.图11为图9的螺栓的侧视图,
57.图12为图9的螺栓的径向突出部分的放大图,
58.图13为螺栓在第一外螺纹的部分中的放大截面图,用于阐明螺纹侧面结构的第一实施例,
59.图14为螺栓在第一外螺纹的部分中的放大截面图,用于阐明螺纹侧面结构的第二实施例,
60.图15为用于将公差补偿元件固定到第一部件的基部元件的实施例的俯视图,
61.图16为图15的基部元件的侧视图,
62.图17为沿图16的d-d线的放大截面图,用于说明基部元件的闩锁结构,
63.图18为根据图1的公差补偿元件插入图15的基部元件中的立体图,
64.图19为改变第二塑料包胶件到第一塑料包胶件的距离所需的扭矩的示意图,
65.图20示出了本发明的第一部件的一实施例,
66.图21为第一装配状态下公差补偿元件的截面图,其中第二塑料包胶件与第二部件保持距离,
67.图22为第二装配状态下公差补偿元件的截面图,其中第二塑料包胶件邻接第二部件,
68.图23为本发明的紧固结构的一实施例的截面图,
69.图24为公差补偿元件的本发明的生产方法的一实施例的过程示意图,以及
70.图25为本发明的连接方法的一实施例的过程示意图。
具体实施方式
71.在下文中,说明了本发明的公差补偿元件1的实施例,其能够补偿第一部件a和第二部件b之间的距离的公差。例如,当拟将附加部件紧固在结构部件上时,可在汽车行业的领域中找到相应的应用。
72.参考图1至图8说明本发明的公差补偿元件1的实施例。公差补偿元件1包括金属制成的螺纹螺栓3、第一塑料包胶件(overmold)5以及第二塑料包胶件7。第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7可以由相同的塑料或不同的塑料材料制成。由相同塑料材料制成的配置的优点是,可以更容易地生产公差补偿元件1,因此更具成本效益。反过来,使用两种不同的塑料材料可以更好地适应各自的应用情况。第一塑料包胶件5和/或第二塑料包胶件7的塑料材料示例为pa6 gf 30。
73.图9至图12中详细示出的金属制成的螺栓3包括第一驱动特征10、第一螺纹方向的第一外螺纹12以及第二螺纹方向的第二外螺纹14,其中第二外螺纹14仅示意性示出。从螺栓3向外径向延伸的突起16被设置在第一外螺纹12和第二外螺纹14之间。
74.在这种情况下,优选地,第一外螺纹12的第一螺纹方向和第二外螺纹14的第二螺纹方向相同。或者,优选地,第一外螺纹12的第一螺纹方向和第二外螺纹14的第二螺纹方向彼此相反。
75.第一外螺纹12以螺纹开槽方式配置,并且相对于齿形不对称。从图13可以看出,螺纹侧面面向第二塑料包胶件7的一侧18与垂直于公差补偿元件1的纵轴并穿过螺纹侧面的尖端延伸的参考线e围成范围为7
°
至12
°
的角α。螺纹侧面背向第二塑料包胶件7的一侧19与参考线e围成范围为15
°
至25
°
的角β。在另一优选方案中,如图14所示,螺纹侧面背向第二塑料包胶件7的所述侧19包括在螺纹公称直径的0.2倍至0.25倍范围内的半径r。例如,第一外螺纹12是remform或remform ii螺纹。第一塑料包胶件5设置在第一外螺纹12的部分中,其提供了用于将公差补偿元件1紧固到第一部件a的紧固结构20。
76.由于第一外螺纹12的螺纹形式,一方面,在生产过程中,在第一外螺纹12和第一塑料包胶件5之间提供了可靠的连接结构。另一方面,保证在克服起动扭矩l(见图19)后,能够在不破坏紧固结构20功能的情况下实现第一塑料包胶件5和第一外螺纹12之间的连接结构的松开。
77.第二外螺纹14随后用于例如通过与之接合的螺母60紧固第二部件b。
78.公差补偿元件1的第一驱动特征10布置在与第二外螺纹14相邻的轴向端。由此,能够可靠地提供公差补偿元件1的位移,特别是在仅从一侧可接近公差补偿元件1的情况下。根据可选方案,第一驱动特征10是外驱动特征,例如图示的内六角外接合特征或外星形。当然也可以使用外六角等。根据第二个可选方案,第一驱动特征被配置为内驱动特征。类似地,也可以在邻近第一外螺纹12的轴向端处提供第一驱动特征10。
79.在另一个替代方案中,另外提供了第二驱动特征(未显示)。例如,它被布置在螺栓3与第一驱动特征10相对的轴向端,并且涉及公差补偿元件1的与第一外螺纹12相邻的图示实施例。这样,在螺栓3的两个轴向端提供驱动特征。因此,公差补偿元件1的应用领域进一步扩大。由于被设置在第一外螺纹12的部分中的第一塑料包胶件5,因此第二驱动特征优选为内驱动特征。
80.如上所述,第一塑料包胶件5设置在第一外螺纹12的部分中。第一塑料包胶件5提供了一紧固结构20,用于将公差补偿元件1紧固到第一部件a上。第一塑料包胶件5和第一外螺纹12可以在克服起动扭矩l后相互松开。在克服该初始起动扭矩或起步扭矩l(这尤其受到第一外螺纹12的螺纹几何结构的影响,也可以称为预定破坏扭矩)后,必须克服抑制扭矩h,以便相对于第一塑料包胶件5旋转螺栓3。该抑制扭矩h对应于第一塑料包胶件5和螺栓3的第一外螺纹12之间的剩余摩擦扭矩。
81.第二塑料包胶件7围绕螺栓3的径向向外延伸的突起16,并且优选具有板或盘的形式。第二塑料包胶件7提供在使用时邻接第二部件b的邻接部40。由第二塑料包胶件7形成的邻接部40在面向第二部件b的一侧包括密封元件,这里是两个卷边裂口(crimping rip)42。与现有技术相比,公差补偿元件1的密封功能因此不通过单独的元件提供。相反,相应的功能已经集成在公差补偿元件1中。这进一步减少了公差补偿元件1的独立零件的数量,从而使生产和使用更加容易。
82.第一3和第二塑料包胶件5之间沿螺栓3的纵向存在一距离。一方面,这是由于邻接部40和紧固结构20之间的距离必须是可变的,以便公差补偿元件1能够实现其功能。另一方面,它是由工具引起的,因此不能低于一定的最低水平。
83.在公差补偿元件1仅包括与第二外螺纹14相邻的第一驱动特征的情况下,螺栓3的与第一外螺纹12相邻的轴向端至少部分地被第一塑料包胶件5包围。因此,第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7在初始状态下已经处于最小距离,导致初始状态下公差补偿元件1的长度保持尽可能低。这对于公差补偿元件运输期间所需的空间尤其有利。当螺栓3的与第一外螺纹12相邻的轴向端未被第一塑料包胶件5包围时,这同样适用。在这种情况下,存在一个开口,使得螺栓在相对于紧固结构20相应旋转后也可以从该开口伸出。
84.在初始状态下,第一塑料包胶件5以形状配合和力配合的方式包围第一外螺纹12。由于第一塑料包胶件5对第一外螺纹12进行包胶,因此所提供的紧固结构20以运输安全的方式与螺栓3连接。通过第一塑料包胶件5提供的紧固结构20,公差补偿元件1固定在第一部
件a上或第一部件a中。在本例中,紧固结构20具有支点滑块的形式。
85.作为紧固结构20的支点滑块具有长方体的基本形状,优选具有纵向侧和相对较短的横向侧。四个向外突出的突出部22设置在与各纵向侧的角相邻的纵向侧上,这些突出部相对于螺栓3的纵向垂直延伸。因此,在突出部22之间形成引导槽28,在垂直于螺栓纵轴的平面内延伸。
86.邻近紧固结构20面向邻接部40的一侧所设置的两个突出部22通过腹板24连接。在腹板24处设置轴向突起26,该轴向突起沿轴向远离邻接部40延伸并在使用时接合基部元件50的凹槽结构58。在面向横向侧的端部上,突出部22包括倾斜的入口面,以便于将紧固结构20插入基部元件50中。此外,由于这种几何形状,当带有作为紧固结构20的支点滑块的公差补偿元件1插入到基部元件50中时,不必注意紧固结构20的方向。
87.图15至图17所示为通过例如粘合、旋拧等方式紧固到第一部件a上且用于接收支点滑块的相关的基部元件50。
88.基部元件50包括底部52和具有平行于底部52向内侧突出的用于将支点滑块固定在内侧的突出物56的三个侧壁54。支点滑块分别从平行于底部52或平行于第一部件a表面的开口侧滑入基部元件50。支点滑块滑入基部元件50的平面也称为滑动面。因此,螺栓3相对于由第一塑料包胶件3形成的紧固结构20的后续调整将垂直于滑动面(即平行于基部元件50底部52或平行于第一部件a表面的平面)进行。
89.通过相应的闩锁结构,分别将由第一塑料包胶件5形成的支点滑块或紧固结构20紧固在基部元件50中。为此,基部元件50处的凹槽结构58与支点滑块处的轴向突起26相互作用。基部元件50和作为紧固结构20的支点滑块在尺寸上相互适应,以防止支点滑块相对于基部元件50旋转。当平行于底部突出的基部元件50的突出物56接合到支点滑块的相应引导槽28中时,可防止从基部元件50轴向拉出支点滑块。在这种情况下,参考图18的描绘,其示出了布置在基部元件50中的公差补偿元件1。
90.例如支点滑块的紧固结构20的设计的替代方案,也可以实现未示出的卡销形式的设计,这在现有技术中是众所周知的。此类卡销的紧固发生在第一部件a中相应配置的开口中。例如,第一部件a在这种情况下包括一个锁孔,卡销结构接合到该锁孔中。在锁孔中锁定卡销结构后,公差补偿元件1在螺栓3的纵向上固定,以防从第一部件a中拉出。此外,产生防止至少在第一旋转方向上(例如在第一螺纹方向上)旋转的保护。或者,提供防止在第二旋转方向上旋转的保护。根据防旋转保护的配置,即防旋转保护防止旋转的方向,在相应的旋转方向上施加起动扭矩l。克服起动扭矩l后,可以通过如上所述的第一驱动特征10调整螺栓3。
91.根据另一种可能性,紧固结构20以也未示出的粘合垫的形式实施,形成为作为紧固结构20的粘合垫,上述说明相应地适用于的第一塑料包胶件5。特别是在背向第二塑料包胶件7的一侧,粘合垫具有与第一部件a的表面匹配的形状。该侧也称为粘合面。粘合面可以例如被配置为平面。或者,可以提供用于接收粘合剂的凹槽和/或突起,以便在粘合面和第一部件a之间提供规定的距离。根据应用领域选择相应的粘合剂,并且例如当粘合垫由透光材料制成时可以是光固化粘合剂。或者,粘合剂可以是双组分粘合剂等。
92.无论紧固结构20的精确配置如何,都必须将其固定在第一部件a中或固定在第一部件a上,以防止紧固结构20沿螺栓3的纵向移动。同样,必须防止紧固结构20在第一部件a
上或在第一部件a中旋转,以便在克服起动扭矩l后,可以实现紧固结构20和螺栓3之间的相对旋转。
93.为了更好地理解,现在参考图20至图23结合公差补偿元件1在连接结构中的使用来说明公差补偿元件1。
94.一旦公差补偿元件1通过第一塑料包胶件5形成的紧固结构20紧固在第一部件a上或第一部件a中,如图20所示,第二部件b将与第一部件a保持一定距离。这如图21所示。现在,为了补偿第一部件a和第二部件b之间的距离公差,通过第一驱动特征10旋转螺栓3。这可以手动或通过机器进行,例如相应的工具或自动机器。由此可以明显看出,公差补偿并不是分别通过公差补偿元件1自动或以自作用方式进行的。
95.为了旋转螺栓3,从而能够改变第二塑料包胶件7到第一塑料包胶件5的距离d,必须放松第一外螺纹12和第一塑料包胶件5之间的连接,这在克服各自的起动扭矩l后是可能的(见图19)。起动扭矩l特别受第一外螺纹12的螺纹形式的影响,其中起动扭矩l最多为3.5nm。起动扭矩或起步扭矩的优选值在1.5至3.0nm的范围内。
96.在克服起动扭矩或起步扭矩后,螺栓3相对于紧固结构20旋转,导致邻接部40相对于紧固结构20发生位移。对于这种位移,必须克服一抑制扭矩h,该抑制扭矩h小于起动扭矩l(相对于抑制扭矩h,起动扭矩l已被初步且一次性增加),且特别是在起动扭矩的10%至20%范围内。关于上述起动扭矩值,因此抑制扭矩优选最大为0.35至0.7nm,特别优选在0.15至0.6nm之间。
97.第二塑料包胶件7到第一塑料包胶件5的距离d是在第二塑料包胶件7面向第一塑料包胶件5的一侧和第一塑料包胶件5面向第二塑料包胶件7的一侧之间测量的,如图3所示。在所示实施例中,在生产过程中,第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7之间存在由工具引起的距离d。因此,改变距离d可以意味着距离d的增加和距离d的减少,特别是当第一塑料包胶件5在面向侧处不包围螺栓3邻近第一外螺纹12的轴向端时。因此,可以减小距离d,直到第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7彼此邻接,由此距离为零。如果在公差补偿元件的生产过程中无工具所导致的距离d产生,则初始距离d也可以为零。只要带有第一外螺纹12的螺栓3在紧固结构20中未保持过程安全,距离d就可能增加。
98.根据第一示例,在示例性右旋螺纹作为第一外螺纹12的情况下,螺栓3被逆时针旋转。在克服起动扭矩l之后,在旋转的情况下,由第二塑料包胶件7形成的邻接部40与紧固结构20之间的距离增加。为此,必须克服抑制扭矩h。如图22所示,直到邻接部40邻接第二部件b为止。随后,将第二部件b和公差补偿元件1固定在该位置,例如,通过将适配至第二外螺纹14上的螺母60拧入第二外螺纹14。这如图23所示。
99.根据第二示例,螺栓3顺时针旋转,使得紧固结构20和邻接部40之间的距离进一步减小。特别是当第一塑料包胶件5被配置为邻近螺栓3的相关轴向端处开口时,螺栓3的轴向端在末端从第一塑料包胶件5伸出。
100.上述说明类似地适用于作为第一外螺纹12的示例性左旋螺纹。
101.因此,公差补偿元件1的优点在于,在初始状态下,它作为一件式公差补偿元件1存在。只有在克服紧固结构20和第一外螺纹12之间的起动扭矩l后,才存在两部分的公差补偿元件1。因此,与现有技术相比,生产公差补偿元件1以及用公差补偿元件1在两个部件之间建立连接的步骤都减少了,这对生产成本也有积极影响。因此,与已知公差补偿元件相比,
公差补偿元件1得到了优化,同时保证了在以后的部件连接中具有相同的特性。
102.本发明连接结构的实施例如图18所示。它包括有公差补偿元件1紧固至其上的第一部件a和第二部件b。公差补偿元件1通过第一塑料包胶件5固定在第一部件a上。在当前情况下,通过粘合等方式紧固到第一部件a的基部元件50进行所述紧固。
103.在连接结构中,公差补偿元件1通过由第二塑料包胶件7形成的邻接部邻接第二部件b。第二部件b的紧固通过与第二外螺纹14接合的螺母60进行。为此,请参考图23中的图示。
104.在图24中,示出了用于本发明公差补偿元件1的本发明生产方法的实施例的程序过程示意图。
105.作为第一步a,该方法包括提供金属制成的螺栓3,其具有第一驱动特征10、第一螺纹方向的第一外螺纹12以及第二螺纹方向的第二外螺纹14,其中在第一10和第二外螺纹14之间提供从螺栓3径向向外延伸的突起16。螺栓3优选设置在塑料注射成型机的模具中。
106.在步骤b中,现在使用第一塑料材料对第一外螺纹12的部分进行二次成型。由此产生的第一塑料包胶件5提供用于紧固至第一部件a的紧固结构。
107.在步骤b之前、之后或同时,在步骤c中使用第二塑料材料对螺栓3的径向向外延伸的突起16进行二次成型。产生的第二塑料包胶件7提供了邻接部,当使用公差补偿元件1时,该邻接部邻接第二部件b,以及优选形成板状。
108.第一和第二塑料材料可以相同或不同。对于第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7使用相同的塑料材料时,可以同时执行步骤b和c。这有利于生产。当使用两种不同的塑料材料时,首先执行步骤b或步骤c,然后执行剩余步骤。特别地,两种不同的塑料材料的使用,使其能够更好地适应各自的应用情况。第一塑料包胶件5和/或第二塑料包胶件7的塑料材料示例为pa6 gf 30。
109.关于图25,现在说明通过本发明公差补偿元件1的第一部件a与第二部件b的本发明连接方法的实施例的程序过程示意图。该方法首先包括通过第一塑料包胶件5将公差补偿元件1紧固到第一部件a的步骤i。在第二步骤ii中,然后将第二部件b布置在距第一部件a的一距离处。随后,克服第一塑料包胶件5和第一外螺纹12之间的起动扭矩l(步骤iii),旋转螺栓1,直到由第二塑料包胶件7形成的邻接部与第二部件b邻接(步骤iv)。最后,在步骤v中将螺母60拧到第二外螺纹14上,以便将第二部件b紧固在距第一部件a的一距离处。
110.附图标记列表
[0111]1ꢀꢀ
公差补偿元件
[0112]3ꢀꢀ
螺栓
[0113]5ꢀꢀ
第一塑料包胶件
[0114]7ꢀꢀ
第二塑料包胶件
[0115]
10 第一驱动特征
[0116]
12 第一外螺纹
[0117]
14 第二外螺纹
[0118]
16 突起
[0119]
18 螺纹侧面面向第二塑料包胶件7的侧
[0120]
19 螺纹侧面背向第二塑料包胶件7的侧
[0121]
20 紧固结构
[0122]
22 垂直于螺栓3的纵向的突出部
[0123]
24 腹板
[0124]
26 轴向突起
[0125]
28 引导槽
[0126]
40 邻接部
[0127]
42 卷边裂口
[0128]
50 基部元件
[0129]
52 底部
[0130]
54 侧壁
[0131]
56 突出物
[0132]
58 凹槽结构
[0133]
60 螺母
[0134]aꢀꢀ
第一部件
[0135]bꢀꢀ
第二部件
[0136]dꢀꢀ
第一塑料包胶件5和第二塑料包胶件7之间的距离
[0137]eꢀꢀ
参考线
[0138]
l
ꢀꢀ
起动扭矩
[0139]hꢀꢀ
抑制扭矩
[0140]rꢀꢀ
半径
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