连接单元的中空柱状基本元件转让专利
申请号 : CN201911285735.2
文献号 : CN110905893B
文献日 : 2021-06-22
发明人 : 桑德拉·施特芬福泽韦 , 沃尔夫冈·海塞
申请人 : 伯尔霍夫连接技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于将之间具有一距离的第一部件(A)和第二部件(B)连接的连接单元的中空柱状基本元件(10),包括:
a.一外侧和一无螺纹内侧(18),b.邻近第一轴向端(12)的一第一驱动特征和一第一内径,c.邻近与所述第一轴向端(12)相对布置的第二轴向端(14)的一具有无螺纹通道开口(42)的枢转元件(40),所述通道开口(42)具有比所述第一内径小的第二内径,以及d.在所述第一轴向端(12)和所述第二轴向端(14)之间的一第一外螺纹(16),所述第一外螺纹(16)在用于所述第一部件(A)中时与其接合,其中e.所述枢转元件(40)以形状配合方式至少部分地与所述中空柱状基本元件(10)的所述无螺纹内侧(18)接合,使得所述枢转元件(40)e1.在沿所述基本元件(10)的纵向轴线的轴向方向上不能移动,并且e2.可相对于所述基本元件(10)的所述纵向轴线枢转。
2.根据权利要求1所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述枢转元件(40)包括一球段部(44),且所述基本元件(10)包括一适于所述球段部(44)的连接区段(20),使得所述枢转元件(40)以形状配合的方式至少部分地与所述中空柱状基本元件(10)的所述无螺纹内侧(18)接合。
3.根据前述权利要求中的任意一项所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述第一外螺纹(16)以自切割或自攻丝的方式来形成。
4.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其包括位于所述第一轴向端(12)的凸缘。
5.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其包括邻近所述第二轴向端(14)的一用于紧固固定盘(50)的周向凹槽(22)。
6.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述基本元件(10)由第一塑料制成,且所述枢转元件(40)由第二塑料或金属制成。
7.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述枢转元件(40)可相对于所述基本元件(10)的所述纵向轴线枢转至少2°的立体角。
8.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述枢转元件(40)还包括一柱形部(46),所述柱形部(46)布置在球段部(44)背向所述第一轴向端(12)处。
9.根据权利要求1或2所述的中空柱状基本元件(10),其中,所述枢转元件(40)能够相对于所述基本元件(10)旋转360°。
10.一种第一部件(A),根据权利要求1至9中任意一项所述的中空柱状基本元件(10)被拧入其中。
11.一种用于将之间具有一距离的第一部件(A)和第二部件(B)连接的连接单元,包括:a.根据权利要求1所述的中空柱状基本元件(10),以及b.一连接螺钉(60),其具有头部(62)、轴部(64)和设置在所述轴部处的第二外螺纹(66),所述第二外螺纹在使用中与所述第二部件(B)处或邻近所述第二部件(B)的第二内螺纹(70)接合,其中
c.所述第一内径大于所述连接螺钉(60)的所述头部(62)的外径,且第二内径大于所述连接螺钉(60)的所述轴部(64)的外径,使得所述连接螺钉(60)的所述头部(62)可布置在所述基本元件(10)中,且所述连接螺钉(60)的所述轴部(64)延伸通过所述通道开口(42)。
12.一种第一部件(A)和第二部件(B)的连接,其中根据权利要求11所述的连接单元的基本元件(10)被拧入至所述第一部件(A)中,且所述连接螺钉(60)的所述第二外螺纹(66)与所述第二部件(B)处或邻近所述第二部件(B)的第二内螺纹(70)接合。
13.一种根据权利要求1所述的中空柱状基本元件(10)的制造方法,其包括以下步骤:a.提供枢转元件(40)和用于所述基本元件(10)的具有与所述基本元件(10)互补形状的铸模,以及
b1.将所述枢转元件(40)布置在所述铸模中,c1.将用于所述基本元件(10)的材料铸造到所述铸模中,以及d1.固化和脱模所述基本元件(10),其中所述枢转元件(40)至少部分地模制在所述基本元件(10)中,或者
b2.将用于所述基本元件(10)的材料铸造到所述铸模中,其中所述基本元件(100)具有邻近所述第二轴向端的径向间隙(102),c2.固化和脱模所述基本元件(100),以及d2.将所述枢转元件(40)夹至被脱模的所述基本元件(100)中。
14.根据权利要求13所述的制造方法,其中,所述基本元件(10)的材料是第一塑料,并且所述枢转元件(40)由第二塑料或金属制成。
15.一种借助于权利要求11所述的连接单元将之间具有一距离的第一部件(A)和第二部件(B)连接的连接方法,包括以下步骤:a.将所述基本元件(10)拧入至所述第一部件(A)中的第一开口中,b.将所述连接螺钉(60)插入所述基本元件(10)中,使得所述连接螺钉(60)的所述头部(62)布置在所述基本元件(10)中,且所述连接螺钉(60)的所述轴部(64)延伸通过所述通道开口(42);以及
c.将所述连接螺钉(60)拧入至所述第二部件(B)处或邻近所述第二部件(B)的内螺纹(70)中。
16.根据权利要求15所述的连接方法,其中,所述基本元件(10)包括邻近所述第二轴向端(14)的周向凹槽(22),以及所述连接方法还包括以下步骤:d.在将所述基本元件(10)拧入的所述步骤之后,将固定盘(50)布置在所述凹槽(22)中,使得所述基本元件(10)固定以防止从所述第一部件(A)中意外松脱。
17.根据权利要求15或16所述的连接方法,其还包括以下步骤:e.在将所述连接螺钉(60)拧入的所述步骤之后,通过旋转所述基本元件(10)调整所述第一部件(A)和所述第二部件(B)之间的距离。
说明书 :
连接单元的中空柱状基本元件
技术领域
第一部件和第二部件的连接、用于中空柱状基本元件的制造方法,以及用于它们之间具有
一距离的第一部件和第二部件的连接方法。
背景技术
通过具有自动公差补偿的连接单元来完成。这方面的示例可以在DE 10 2012 009 173 A1
和DE 10 2011 054 861 A1中找到。
示。基本元件1包括具有第一外螺纹和一邻近第一轴向端3的第一驱动特征的外侧,以及具
有邻近第二轴向端的第一内螺纹的内侧。螺母或空心螺钉5以与所述第一内螺纹接合的方
式被提供。空心螺钉5包括第二驱动特征。空心螺钉5的第二驱动特征用于组装在基本元件1
中。
7在第二部件B处或邻近第二部件B拧入至第二内螺纹中。然后,借助于基本元件1的第一驱
动特征来执行两个部件A和B之间的距离的调节。图2示出了处于安装状态的基本元件1。该
连接单元不能补偿角度,所以如果在连接点处彼此不平行定向的两个部件要彼此连接,则
该连接单元是不合适的。
30°和50°之间的小齿形角以及在侧尖端处的相对大的倒圆,其中螺纹的绕组之间的自由空
间具有比螺纹更大的体积。为了产生螺纹牙型的特定切削几何形状,螺纹元件包括多个角
区段,所述角区段以这样的方式彼此径向移位,使得相邻的角区段各自在拧入方向上形成
有效切削刃。
元来实现,并且如果是,则到目前为止由于非常小的角度范围而仅以不令人满意的方式来
实现。
连接的两个部件,即为了将板布置成与蒙皮对准,球窝接头的球节中的衬套可经由螺纹连
接进行调节。尼龙插入件将衬套锁定在调整后的位置,在该位置,其通过工具接合面拧入球
节中。球节还用作用于连接螺钉的螺母,球节利用其紧固到板上。球节具有轴环,该轴环可
径向变形以锁定在连接螺钉上或连接螺钉处。由于突起和与其共同作用的凹槽,球节不能
在其保持架中轴向旋转,并且该保持架具有螺母,其利用该螺母固定到开口的框架壁。球节
可以在其保持架中倾斜,使得即使板是弯曲的或者被连接的元件受到不同的载荷,连接螺
栓和球节的螺纹孔或镗孔也可以对准。该组装需要执行组装步骤的特定顺序,因此总体上
是复杂的。
供角度补偿功能,特别是立体角或空间角补偿功能。优选地,改进的连接单元还可以仅在待
连接的部件的一侧可进入的情况下使用。此外,即使在螺纹连接已经建立之后,第一部件和
第二部件之间的距离也应当保持容易地可调节。本发明的进一步目的是提供相应的第一部
件、两个部件之间的连接、中空柱状基本元件的制造方法以及连接方法。
发明内容
第一部件、根据独立权利要求11的用于将之间具有一距离的第一部件和第二部件连接的连
接单元、根据独立权利要求12的之间具有一距离的第一部件和第二部件的连接、根据独立
权利要求13中空柱状基本元件的制造方来解决。有利的实施例和进一步的发展源自以下描
述、附图和所附权利要求。
内径;邻近与所述第一轴向端相对布置的第二轴向端的一具有无螺纹通道开口的枢转元
件,所述无螺纹通道开口具有比所述第一内径小的第二内径;以及在所述第一轴向端和所
述第二轴向端之间的一第一外螺纹,所述第一外螺纹在用于所述第一部件中时与其接合,
其中所述枢转元件以形状配合方式至少部分地与所述中空柱状基本元件的所述无螺纹内
侧接合,使得所述枢转元件在沿所述基本元件的纵向轴线的轴向方向上不能移动,并且可
相对于所述基本元件的所述纵向轴线枢转。
纹的第一螺旋方向确定。所述拧入通过存在于基本元件的驱动特征来执行,该驱动特征邻
近第一轴向端布置。第一驱动特征可以是外部驱动特征或内部驱动特征。例如,第一驱动特
征是例如布置在邻近第一轴向端的凸缘的径向外侧处的外六边形。可选地,也可以是没有
凸缘的外六边形。类似地,可使用内部驱动特征,例如内部六边形,使得例如工具(例如内六
角扳手)可接合在其中。
轴向端邻近第一部件布置,而具有枢转元件的第二轴向端邻近第二部件布置。特别地,枢转
元件为第二部件提供邻接面。
向端插入基本元件中就足够了,使得连接螺钉的纵向轴线沿着基本元件的纵向轴线延伸,
即两个纵向轴线是一致的。这里,连接螺钉的头部的外径小于基本元件的第一内径,并且连
接螺钉的具有第二外螺纹的轴部的外径小于枢转元件中的通道开口的第二内径。因此,连
接螺钉的头部布置在基本元件中,而连接螺钉的轴部延伸穿过枢转元件中的通道开口并进
入第二部件中的开口中。特别地,连接螺钉的头部邻接枢转元件。
仅被用于单侧可接近性,即第二部件的背向第一部件的一侧是不可接近的,则与第二外螺
纹匹配的内螺纹必须设置在第二部件处或邻近第二部件,例如通过焊接螺母或类似物。有
利地,连接螺钉的第二外螺纹的第二螺旋方向和基本元件的第一外螺纹的第一螺旋方向是
相同的。
无螺纹内侧接合,使得其在沿着基本元件的纵向轴线的轴向方向上不可移动。为此,根据第
一替代方案,枢转元件周向完全被基本元件围绕。在第二替代方案中,基本元件包括邻近第
二轴向端的径向切口或间隙。其尺寸设计成使得枢转元件可相对于基本元件的纵向轴线被
横向夹紧以确保上述功能。因此,仅通过将基本元件旋入或旋出第一部件来手动调节第一
部件和第二部件之间的距离。这简化了调节的可能性并因此简化了操作。
第一部件,而连接螺钉不会从与第二部件中或邻近第二部件的内螺纹的接合中松开。这是
另一个有点。
第二部件中的开口的径向位移。换句话说,在连接螺钉的轴部与通道开口的第二内径之间
存在径向距离或径向公差。这通过通道开口是无螺纹的特征来强调。因此,连接螺钉的轴部
延伸穿过通道开口而不与其接合,特别地,连接螺钉的第二外螺纹不与通道开口螺纹接合。
或倾斜的可能性,即在任何空间方向上,在这种情况下,连接螺钉的纵向轴线以及因此枢转
元件的通道开口与第二部件中的第二开口对准。然后,通过连接螺钉以通常的方式固定第
二部件。
是本发明的另一个优点。
如,因此使用图1和2所示的基本元件。在其余两点中,使用本发明的基本元件。通过这种方
式,避免了尾灯由于要补偿的公差而处于张紧状态,并且避免了一个或所有基本元件的外
螺纹过锁而变得不起作用。
的无螺纹内侧接合。特别地,由于球段部和与其适配的连接区段,可以实现上面示出的角度
补偿功能的优点。此时的尺寸取决于待连接的部件以及待补偿的立体角或空间角。
由其制成的塑料的示例是PPA‑GF50。相应设计的螺纹是已知的,并且例如在DE 10 2016
101 910 A1或DE 10 2004 021 484 A1中有所描述,在这方面可参考该文献。这种设计的优
点在于,第一部件中的开口不必设置有螺纹,这减少了所需的工作量。
部件的邻近第一开口的一侧并且阻止进一步的拧入。此外,凸缘可包括第一驱动特征,例如
上述外六边形或另一外部驱动特征。
供安全特征,特别是防止基本元件从第一部件意外旋出。这在调整过程中是有用的。此外,
当将第一部件中的基本元件运输到另一加工位置时,这是特别有用的。可选地,并且与自切
割或自攻丝功能的外螺纹相结合,在运输期间的固定通过外螺纹的自固定来实现。
必须确保第二塑料具有比用于基本元件的第一塑料更高的熔点。这在制造期间是特别重要
的,因为枢转元件与基本元件的材料包覆模制,这将在下面说明。在上述实施例中,其中第
一塑料是PPA‑GF50,第二塑料是PEEK。
件的塑料优选地包含诸如PTFE的添加剂,以便增加枢转元件在基本元件中的滑动特性。对
于由金属制成的枢转元件,在基本元件的材料中使用诸如PTFE的添加剂也是优选的。
紧固尾灯时通常出现的角度公差。
在基本元件中的并且因此可以与柱形部相结合地实现立体角或空间角的补偿的事实,这是
特别有利的。
固定。
描述。
第二外螺纹,所述第二外螺纹在使用中与第二部件处或邻近第二部件的第二内螺纹接合,
其中所述第一内径大于所述连接螺钉的头部的外径,并且第二外径大于所述连接螺钉的轴
部的外径,使得所述连接螺钉的所述头部可布置在所述基本元件中,且所述连接螺钉的所
述轴部延伸通过所述通道开口。由于已经结合两个部件之间的连接的使用描述了基本元
件,因此在这方面也参考上面的解释。对于连接单元产生的技术效果和优点对应于对于中
空柱状基本元件的技术效果和优点。
如上所述,通过在本发明的连接单元中使用的本发明的基本元件,在两个部件之间可建立
特别有利的连接。在此,不仅两个部件之间的距离是可补偿的,而且立体角或空间角也是可
补偿的。关于细节,再次参考上述说明。
基本元件的材料铸造到铸模中,以及固化和脱模基本元件,其中所述枢转元件至少部分地
模制在所述基本元件中,或者将用于基本元件的材料铸造到铸模中,其中所述基本元件具
有邻近所述第二轴向端的径向切口或间隙,固化和脱模所述基本元件,以及将所述枢转元
件夹到所述被脱模的基本元件中。
PEEK与PPA‑GF50相比具有更高的熔点。因此,通常其中第二塑料具有比第一塑料更高的熔
点的任何材料组合是合适的。此外,如上所述,在用于第一部件的塑料中,对于金属的枢转
元件使用润滑剂和/或相应的添加剂是有利的。这确保了枢转元件在基本元件中的容易旋
转,并因此确保了校正的功能性。
入基本元件中,使得连接螺钉的头部布置在基本元件中,并且连接螺钉的轴部延伸穿过通
道开口,以及将连接螺钉拧入第二部件处或邻近第二部件的内螺纹中。上面已经在使用基
本元件的上下文中说明了连接方法的步骤,因此参考这些说明。这也适用于所得到的技术
效果和优点。
布置在所述凹槽中,使得所述基本元件固定以防止从所述第一部件中意外松脱。在将基本
元件拧入第一部件中之后,将固定盘放置在基本元件上。以此方式,固定盘提供安全装置或
保护,特别是防止基本元件从第一部件意外旋出。
的特定技术功能是明了的,这允许在固定连接螺钉之后调节两个部件之间的距离,而不必
松开和重新拧紧连接螺钉。
附图说明
具体实施方式
于基本元件10手动调节。此外,基本元件10确保部件A、B即使在待连接的两个部件A、B的连
接点或连接位置的非平行和/或移位布置处也不会在张力下彼此连接。
方。这样的一个示例是将灯(特别是尾灯)紧固到机动车辆的车身。
动特征和/或外驱动特征。在所示的示例性实施例中,基本元件10包括位于第一轴向端12的
凸缘,该凸缘在径向外侧上提供作为外驱动特征的外六边形和在径向内侧上提供作为内驱
动特征的内六边形。因此,基本元件10可通过扳手等以及通过内六角扳手等拧入至第一部
件A中。
一外螺纹16接合在第一部件A中或在与第一部件A一起使用。第一外螺纹16以自切割或自攻
丝的方式来形成,参见图5。这对于由塑料制成的第一部件A是特别有用的,因为第一部件A
中的开口不必包括内螺纹。因此,这简化了制造工艺。关于自切螺纹或自攻螺纹的设计,参
考例如DE 10 2016 101 910 A1或DE 10 2004 021 484 A1,其描述了相应设计的螺纹。
第一部件A中的第一开口中之后,将固定盘50布置在凹槽22中,使得固定盘50用于阻止基本
元件10从第一部件A意外拧松。如果具有已经拧入其中的基本元件10的第一部件A要被运输
到另一加工位置,则固定盘50也可以用于运输安全或保护。
接着是无螺纹内侧18,该无螺纹内侧18一直延伸到第二轴向端14。在此,无螺纹内侧18包括
至少两个区段。
过另一台阶过渡到连接区段20中,该连接区段终止于第二轴向端14。
第一轴向端12处,并且在使用时提供用于第二部件B的邻接面,这将在后面讨论。
和柱形部46。
方向上是不可移动的。这意味着枢转元件不能在不破坏基本元件10的情况下从基本元件10
释放。
少3°且特别优选地至少4°的立体角或空间角存在。如果尾灯要紧固到机动车辆的车体上,
则这些是通常要补偿的立体角或空间角。以这种方式,应用范围或领域被选择为是特别有
利的。根据基本元件10和枢转元件40的尺寸和设计,也可以实现更大的角度范围。
的优点将在稍后对连接方法的说明中变得清楚明了。
果枢转元件40由塑料制成,则用于枢转元件40的塑料必须具有比用于基本元件10的塑料更
高的熔化温度。为了清楚起见,下面参照图13说明基本元件10的制造方法。
元件10的材料铸造到铸模中,并且在步骤IV中,对其中至少部分模制有枢转元件40的基本
元件10进行固化和脱模。
润滑剂,以便在枢转元件相对于基本元件10移动时实现特别容易的移动。
铸或嵌件成型所必需的。因此,用于枢转元件40的第二塑料必须不可避免地具有比用于基
本元件10的第一塑料更高的熔化温度,以便能够实现期望的结构。
上所述都由塑料制成,则基本元件10的塑料优选地包括诸如PTFE的添加剂,以便增加枢转
元件40在基本元件10中的滑动特性。对于由金属制成的枢转元件40,在基本元件10的材料
中使用诸如PTFE的添加剂也是优选的。
元件10的功能的基本理解。
是无螺纹的。拧入借助于第一驱动特征来执行,在该示例中,第一驱动特征是内六边形或外
六边形,并且优选地直到第一轴向端12处的凸缘邻接第一部件A的一侧。
旋出的固定或保护。这在调节两个部件A和B之间的距离时是特别有利的,因为基本元件10
不会无意地从部件A旋出。如果需要将具有基本元件10的第一部件A运输到另一加工位置,
则使用固定盘50也是有利的。可选地,由于优选的自攻螺纹或自切外螺纹,在运输期间执行
基本元件10在第一部件A中的固定。
部62和轴部64,以及设置在轴部64处的第二外螺纹66。基本元件10的第一内径大于头部62
的外径。这样,头部62可以布置在基本元件60中以及与枢转元件40邻接。通道开口42的区域
中的第二内径大于连接螺钉60的轴部64的外径。因此,轴部64可以在不与通道开口42接合
的情况下插入穿过通道开口42。由于存在于连接螺钉60的轴部64和通道开口42之间的径向
距离,即使在第一部件A和第二部件B的平行布置下,也可以补偿两个部件A和B中的开口之
间的横向位移。
通过布置在第二部件B处的焊接螺母。在步骤c中,将连接螺钉60拧入在第二部件B处或邻近
第二部件B的该内螺纹70中。该拧入进行直到连接螺钉60的头部62抵靠在枢转元件40处。
不需要松开连接螺钉60。相反,基本元件10相对于枢转元件40旋转,使得借助于连接螺钉60
的螺钉连接保持在适当位置。因此,枢转元件40可相对于基本元件10以360°旋转。
种情况下,例如,由于连接螺钉60的轴部64和通道开口42之间的径向距离,两个部件A和B中
的开口之间的横向位移也可以被补偿。由此可见,连接螺钉60的纵向轴线相对于基本元件
10的纵向轴线枢转。然而,连接螺钉60的纵向轴线对应于枢转元件40的纵向轴线。枢转元件
40因此继续以其柱形部46邻接第二部件B,并且基本元件10紧固在第一部件A中。
元件10的旋拧不影响连接螺钉60在第二部件B中的紧固。因此,在该示例中,基本元件10还
确保第一部件A到第二部件B的无张力紧固。
与枢转元件40的组装和拆卸方向成90°角。
朝向第二轴向端14减小。这样,在组装和拆卸方向上特别地在邻近第一外螺纹16处用于枢
转元件40的形成底切,使得枢转元件40牢固地保持在基本元件100中。这可以在图18中看
出,图18示出了在邻近第一外螺纹16的径向切口或间隙102的区域中断开基本元件100的截
面。在切口或间隙102的最大直径的区域中,如图17所示,所述底切优选地不存在,这有利于
枢转元件40的组装和拆卸。
骤V中,将用于基本元件100的材料铸造到铸模中,其中基本元件100具有邻近第二轴向端的
径向切口或间隙102。基本元件100的固化和脱模在步骤VI中进行。最后,在步骤VII中,枢转
元件40被夹至脱模的基本元件100中。在所有其他方面,对基本元件10的说明类似地适用。