阅读说明：本技术 公差补偿装置 (Tolerance compensation device ) 是由 哈里·普尔温 于 2018-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于补偿彼此将要连接的两个部件之间的公差的装置,其具有：可固定到第一部件的螺纹元件；螺纹螺栓,其具有第一螺纹部分、螺栓套环和第二螺纹部分,第一螺纹部分与螺纹元件处于第一螺纹接合；以及螺母,其能够与第二螺纹部分形成第二螺纹接合,其中所述第一螺纹接合和所述第二螺纹接合被设计成具有相反的方式；并且其中螺母可用于在螺纹螺栓和螺母之间产生摩擦配合或形状配合,使得当螺母被拧上时,螺纹螺栓可在第二螺纹部分上相对于螺纹元件移动。(The invention relates to a device for compensating for tolerances between two components to be connected to one another, comprising: a threaded element securable to the first component; a threaded bolt having a first threaded portion, a bolt collar and a second threaded portion, the first threaded portion in a first threaded engagement with the threaded element; and a nut configured to form a second threaded engagement with a second threaded portion, wherein the first threaded engagement and the second threaded engagement are designed to have opposite manners; and wherein the nut may be used to create a friction fit or form fit between the threaded bolt and the nut such that the threaded bolt may move relative to the threaded element on the second threaded portion when the nut is screwed on.)

公差补偿装置

技术领域

本发明涉及用于补偿两个彼此将要连接的部件之间的公差的装置。

背景技术

这种装置通常是已知的并且例如用于汽车结构中，以桥接或补偿在部件的连接上的两个部件之间存在的间隔，由于制造公差该间隔将会变化，因此并不能事先精确地知道该公差。

发明内容

本发明的主要目的是提供公差补偿装置，其特征在于特别简化的设计，并且其适于这样的应用：其中当一个部件被输送到与第二部件连接的位置时，该一个部件已经设置有柱头螺栓。

提供具有权利要求1的特征的装置以满足该目的。

根据本发明的用于补偿两个彼此将要连接的部件之间的公差的装置包括：可紧固到第一部件的螺纹元件；螺纹螺栓，其具有与所述螺纹元件处于第一螺纹接合的第一螺纹部分、螺栓套环和第二螺纹部分；以及螺纹螺母，其能够与所述第二螺纹部分形成第二螺纹接合，其中所述第一螺纹接合和所述第二螺纹接合在相反的方向上形成；并且其中能够由螺纹螺母在螺纹螺栓和螺纹螺母之间产生摩擦锁定或形状配合，使得当螺纹螺母拧到第二螺纹部分上时，螺纹螺栓相对于螺纹元件是可移动的。

本发明大体上基于这样的思想：提供具有相对的螺纹部分的螺纹螺栓和螺纹螺母，而不是提供用于连接部件并且常规地通过公差补偿装置***的连接螺钉，以及使用螺纹螺母拧到螺纹螺栓的第二螺纹部分上，使得-由于螺纹螺母与螺纹螺栓以及相对的螺纹部分之间增加的摩擦锁定或形状配合-螺纹螺栓自动地从螺纹元件拧开或从螺纹元件拧下，直到螺栓套环与第二部件接触，由此阻止螺纹螺栓的进一步旋转，并且因此可以紧固螺纹螺母。

根据本发明，公差补偿因此通过连接装置本身来实施，即通过螺纹螺栓来实施，从而可以省略传统上存在的基座元件和补偿元件，由此不仅简化了根据本发明的公差补偿装置的设计和功能，而且还实现了特别紧凑的结构。此外，通过根据本发明的公差补偿装置可以特别简化地实施第一和第二部件的连接，该连接被密封以防止外部影响并且不能容易地通过传统的公差补偿装置来产生。

此外，通过以合适的方式将螺纹元件旋转固定地固定到部件上，例如通过压入、胶合于其中或胶合于其上、***或模制、拧入或拧于其上、夹入或夹于其上或通过卡口紧固件的方式，可以容易地将拧入到螺纹元件中或拧到螺纹元件上的螺纹螺栓预先组装到第一部件处。应当理解，也可以考虑其它合适的连接方法。

本发明的有利的实施例可以从从属权利要求、说明书和附图中看出。

为了能够以通常的方式将螺纹螺母顺时针拧到螺纹螺栓上，第一螺纹部分有利地形成左旋螺纹，第二螺纹部分形成右旋螺纹。然而，通常也可以想到相反的布局，根据该布局，第一螺纹部分形成右旋螺纹，而第二螺纹部分形成左旋螺纹。

根据一个实施例，第一螺纹部分形成外螺纹，而螺纹元件包括螺纹衬套。螺纹衬套可以被设计成单个部件或多个部件，并且可以例如由金属材料或塑料材料来形成或由金属部件和塑料部件的组合来形成。然而，根据替代的实施例，第一螺纹部分也可以形成内螺纹，并且螺纹元件可以包括柱头螺栓。

如果第一螺纹部分和第二螺纹部分均形成外螺纹，则螺纹部分因此可以通过螺栓套环彼此分离。相反，如果第一螺纹部分形成内螺纹而第二螺纹部分形成外螺纹，则在轴向上观察这些螺纹部分可以至少部分地重叠。

螺栓套环优选地形成用于与第二部件接触的接触表面。如果所述螺纹螺栓已经沿着螺纹元件移动足够远以桥接第一部件和第二部件之间的间隔，则螺纹螺栓可以经由接触表面支撑在第二部件处。

为了减小与第二部件邻接的螺栓套环在轴向方向上施加在第二部件上的力，以及为了安全地施加螺纹螺母的必要紧固扭矩，有利地形成接触表面，使得在任何情况下在螺栓套环的外周区域中确保螺栓套环和第二部件之间的接触。

为了在第二部件和螺纹螺栓之间的理想的力传递，接触表面理想地适于第二部件的相应的表面区域。例如，螺栓套环的接触表面可以是平面的。根据一个实施例，螺栓套环的接触表面被定向成与螺纹螺栓的纵向中心轴线成直角。然而，可替代地，接触表面也可以相对于螺纹螺栓的纵向中心轴线倾斜地延伸，例如，以便确保待连接的部件的额外的张紧。

根据另一个实施例，接触表面设置有密封元件，以给予螺纹螺栓能够实现湿空间/干空间分离的密封功能。

螺纹螺母优选地还形成用于与第二部件接触的接触表面。螺纹螺母的接触表面可以例如由径向向外突出的轴环来形成。与螺纹螺栓的接触表面的情况类似，螺纹螺母的接触表面理想地也适于第二部件的相应的表面区域。因此，螺纹螺母的接触表面也可以被定向成与螺纹螺栓的纵向中心轴线成直角，或者可以相对于螺纹螺栓的纵向中心轴线倾斜地延伸。

通常，如果第二螺纹接合比第一螺纹接合困难，即第二螺纹接合中的摩擦力大于第一螺纹接合中的摩擦力，或者如果在第二螺纹接合中存在形状配合，则在将螺纹螺母拧到螺纹螺栓上时螺纹螺栓相对于螺纹元件移动。

为此目的，根据一个实施例，螺纹螺母具有摩擦元件，用于在螺纹螺栓和螺纹螺母之间产生摩擦锁定。

例如，螺纹螺母的内螺纹可以布置在面对螺栓套环的部分中，并且摩擦元件可以布置在远离螺栓套环的螺纹螺母的部分中。以这种方式，在摩擦元件与螺纹螺栓接合之前，螺纹螺母可以首先容易地拧到螺纹螺栓上以便与螺纹螺栓初始连接，并且在螺纹螺母和螺纹螺栓之间提供增加的阻力或增加的摩擦力，螺纹螺栓通过该阻力或摩擦力被带动并且相对于螺纹元件移动，直到螺栓套环邻接第二部件。应当理解，摩擦元件优选地被旋转地固定地支撑在螺纹螺母中，以用于螺纹螺栓的期望的带动，并且由摩擦元件施加在螺纹螺栓上的力被理想地选择成使得螺纹螺栓实际上能够相对于螺纹元件旋转，但是当螺栓套环已经与第二部件接触并且螺栓不能进一步旋转时，螺纹螺母仍然能够通过允许的扭矩被紧固。

摩擦元件可以是弹性元件。例如，弹性元件可以由弯曲成U形的弹性金属片形成。替代地，弹性元件可以由弹性金属片形成，该弹性金属片弯曲成环形并具有多个径向向内突出的凸耳。这种环形弹性元件有助于螺纹螺栓在螺纹螺母中的定心，特别是沿周向方向观察当凸耳被均匀分布地布置时。应当理解，弹性元件的其它合适的设计通常也是可以想到的。此外，摩擦元件可以由塑料材料或橡胶材料形成。

通常，根据本发明的公差补偿装置还与不具有额外摩擦元件的螺纹螺母一起工作。例如，螺纹螺母可以是标准螺母，例如典型的六角螺母，由此公差补偿装置在整体上变得更便宜。在这种情况下，相对于螺纹元件移动螺纹螺栓所需的扭矩最迟从螺纹螺母邻接第二部件的时刻起通过拧到螺纹螺栓上的螺纹螺母传递到螺纹螺栓，从而升高螺纹螺栓。

此外，因为使用自锁螺母作为螺纹螺母，可以实现第二螺纹接合中的增加的摩擦力。这种螺纹螺母具有额外的优点，即在公差补偿装置的安装状态下该螺纹螺母被固定而不会无意中松开。

如果螺纹螺母不是自锁螺母，而是例如典型的六角螺母或具有额外的摩擦元件的螺纹螺母，则防止螺纹螺母无意的松开的固定的可能性对于本领域技术人员来说是充分已知的。

根据另一个实施例，提供了一种用于固定与所述螺纹元件一起至少近似最大限度地拧紧的所述螺纹螺栓的运输固定装置。运输固定装置防止螺纹螺栓从螺纹元件上松开，特别是防止螺纹螺栓从螺纹衬套上非有意地拧松，或者防止螺纹螺栓从柱头螺栓上扭开，例如在将公差补偿装置输送给顾客时，或者当第一部件与螺纹衬套和预先组装在其上的螺纹螺栓的组合被运输到第二部件时。

例如，运输固定装置可以实现为螺纹螺栓，特别是具有限定扭矩的以力配合的方式拧紧到螺纹元件上的螺纹螺栓，即拧紧到螺纹衬套内或拧紧到柱头螺栓上的螺纹螺栓。替代地或附加地，运输固定装置可以包括形成在螺纹元件处的第一锁定装置和形成在螺栓套环处的相应的第二锁定装置。根据一个实施例，每个锁定装置由突起来形成，特别是由至少一个柔性的突起来形成。然而，替代地，一个锁定装置也可以由突起，特别是柔性突起来形成，而另一个锁定装置可以由凹槽、柔性的锁定区域等来形成。

根据另一个优选实施例，螺纹螺栓设置有接合特征，特别是在其远离螺纹元件的端部的区域中设置有接合特征。这种接合特征可以实现外部接合或内部接合，并且可以例如构造成外部或内部的六边形、十字凹陷、Torx螺钉等的形式，并且便于将螺纹螺栓拧入螺纹衬套中。

附图说明

下面将参照可行的实施例和附图，仅通过示例的方式来描述本发明。图中示出了：

图1是根据本发明第一实施例的公差补偿装置的分解图；

图2是图1的公差补偿装置的螺纹螺母的立体图；

图3A是图1的公差补偿装置在两个部件连接之前的剖视图；

图3B是图1的公差补偿装置在两个部件连接期间的剖视图；

图4是根据本发明第二实施例的公差补偿装置的分解图；

图5A是图4的公差补偿装置在两个部件连接之前的剖视图；以及

图5B是图4的公差补偿装置在两个部件连接期间的剖视图。

具体实施方式

图1至图3中所示的公差补偿装置的第一实施例包括：以螺纹衬套10形式的螺纹元件、螺纹螺栓12、以及具有摩擦元件16的螺纹螺母14。

螺纹衬套10基本上是圆柱形的，并且在其面向螺纹螺母14的端面(其在图中是上端面)上具有径向向外突出的凸缘18，然而，该凸缘18通常也可以被省略。此外，螺纹衬套10形成左旋内螺纹20。

螺纹螺栓12具有适于螺纹衬套10的内螺纹20的左旋第一螺纹部分22，以及具有右旋第二螺纹部分24。第一螺纹部分22和第二螺纹部分24分别形成外螺纹，并且通过径向向外突出的盘形螺栓套环26而彼此分开。在与第二螺纹部分24相邻的螺纹螺栓12的端部区域中，螺纹螺栓12设置有接合特征28，这里该接合特征28为外六边形的形式，以便于将螺纹螺栓12拧入螺纹衬套10中。

在所示的实施例中，螺纹螺母14在其面向螺纹衬套10的端面(其在图中是下端面)处具有径向向外突出的套环30。然而，通常也可以使用没有套环的螺纹螺母。

此外，螺纹螺母14在下部形成适于螺纹螺栓12的第二螺纹部分24的右旋内螺纹32，而摩擦元件16旋转地固定地容纳在螺纹螺母14的上部中。摩擦元件16由弯曲成U形的弹性金属片形成，以便当螺纹螺母14足够远地拧到螺纹螺栓12上时，摩擦元件16与螺纹螺栓12形成增加的摩擦锁定。

公差补偿装置用于连接两个部件34、36(图3)，例如，用于将前照灯附接在为此目的而提供的机动车辆的支撑结构上。在这方面，以如下方式使用公差补偿装置：

首先，将螺纹衬套10固定在第一部件34中，例如压入、胶合入、***、夹入或拧入第一部件34中。然后，将螺纹螺栓12的第一螺纹部分22拧入螺纹衬套10中，并且实际上直到螺栓套环26的下侧至少大致与螺纹衬套10的凸缘18接触为止。应当理解，通常也可以首先将螺纹螺栓12拧入螺纹衬套10中，然后将螺纹衬套10与螺纹螺栓12一起***到第一部件34中。

为了防止至少大致完全拧入螺纹衬套10中的螺纹螺栓12非有意地从螺纹衬套10拧出，在凸缘18处和螺栓套环26处设置相应的锁定装置38、40，以形成运输固定装置。在本实施例中，锁定装置38、40被设计成突起的形式，其中，从拧松方向观察，凸缘18的突起38与螺栓套环26的突起40形成阻碍。这里，螺栓套环26的突起40是刚性突起，而凸缘18的突起38具有一定的柔性，使得当螺纹螺栓12以足够大的扭矩旋转时，突起38可以跨过螺栓套环26的突起40。应当理解，也可以考虑运输固定装置的其它实施例。

接下来，将设置有螺纹衬套10和螺纹螺栓12的第一部件34附接到第二部件36，使得螺纹螺栓12的第二螺纹部分24突出穿过为此目的而设置的第二部件36的孔42。

为了连接部件34、36，螺纹螺母14随后拧到螺纹螺栓12的第二螺纹部分24上，该第二螺纹部分24突出穿过第二部件36的孔42。在第一阶段期间，即，在螺纹螺母14的内螺纹32与螺纹螺栓12的第二螺纹部分24接合时，该拧紧过程相对容易地进行。然而，当螺纹螺栓12已经足够深地穿入螺纹螺母14时，其与摩擦元件16接触，由此在螺纹螺栓12和螺纹螺母14之间产生增加的摩擦锁定，并且具有螺纹螺栓12被螺纹螺母14带动并从螺纹衬套10拧下的效果。

在螺纹螺母14继续旋转时，螺纹螺栓12从螺纹衬套10中移出足够远，直到螺栓套环26与第二部件36接触并防止螺纹螺栓12继续旋转。一旦螺纹螺栓12的运动被阻挡，则通过施加足够高的扭矩以克服由摩擦元件16增加的在螺纹螺栓12和螺纹螺母14之间的摩擦锁定，以便最终将螺栓套环26和螺纹螺母14之间的第二部件36夹紧，并经由螺纹螺栓12和螺纹衬套10，将第一部件34夹紧。其中第一部件34和第二部件36之间的间隔的保持由延伸的螺纹螺栓12来确保。

在本实施例中，螺栓套环26所提供的用于与第二部件36接触的接触表面44以平面方式延伸，并且基本上垂直于螺纹螺栓12的纵向中心轴线。然而，这种平面式接触表面44也可以相对于垂直于螺纹螺栓12的纵向中心轴线的平面而稍微倾斜，即倾斜几个角度，以便提供部件34、36的额外的夹紧。此外，应当理解，螺栓套环26的接触表面44不必是平的，而通常也可以具有适于第二部件36的轮廓的弯曲轮廓。

在图4和图5中，示出了根据本发明的公差补偿装置的第二实施例，其在功能上与上述第一实施例相同，并且仅在以下描述的设计特征方面与第一实施例不同。

首先，第二实施例的螺纹元件并未设计成螺纹衬套10的形式，而是设计成柱头螺栓46的形式，该柱头螺栓46旋转且固定地附接到第一部件34，并且具有外螺纹48。

相应地，第二实施例的螺纹螺栓12具有轴向螺纹孔50，该轴向螺纹孔50形成适于柱头螺栓46的外螺纹48的第一螺纹部分22，此处该第一螺纹部分22为内螺纹的形式。螺纹孔50从螺纹螺栓12的面向第一部件34的端面延伸到螺纹螺栓12中，使得螺纹螺栓12的第一螺纹部分22部分地与第二螺纹部分24重叠，第二螺纹部分24沿轴向方向观察也被构造为外螺纹。

与第一实施例不同的是，根据第二实施例，螺纹螺栓12的第一螺纹部分22和第二螺纹部分24不通过螺栓套环26彼此分开。相反，此处，螺栓套环26被布置在面向第一部件34的螺纹螺栓12的端部的区域中，并且实际上使得当螺纹螺栓12完全拧到柱头螺栓46上时，螺栓套环26接触第一部件34。

与第一实施例进一步不同的是，根据第二实施例的螺栓12在其远离第一部件34的端部区域中不具有向外设置的接合特征28，而是具有向内设置的接合特征28，在此，该接合特征28具体地为六边形插孔的形式。

附图标记列表

10 螺纹衬套

12 螺纹螺栓

14 螺纹螺母

16 摩擦元件

18 凸缘

20 内螺纹

22 第一螺纹部分

24 第二螺纹部分

26 螺栓套环

28 接合特征

30 套环

32 内螺纹

34 第一部件

36 第二部件

38 锁定装置

40 锁定装置

42 孔

44 接触表面

46 柱头螺栓

48 外螺纹

50 螺纹孔