CN1271344C - 容差补偿安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容差补偿安装装置，它包括一个套筒，具有内螺纹和外螺纹。套筒(101)是拧入准备安装的表面的一部分。一个螺栓(200)随后使用内螺纺拧入套筒的镗孔。内螺纹(102)引起螺栓(200)的柄部和螺纹之间的干涉配合，暂时地防止螺栓(200)的继续插入。螺栓(200)随后继续转动，从而转动套筒(101)以及从而导致套筒由此部分拧松接按至安装表面，直到套筒在安装表面上就位，从而完全地对容差间隙补偿。当螺栓继续转动时，在一个较低的扭矩下损失的内螺纹被剥离，以允许螺栓充分地扭转进入安装表面孔，从而使以一种正确的扭转连接同时连接各部件，而又对一个容差间隙补偿。

Description

容差补偿安装装置

技术领域

本发明涉及一种紧固装置，以及更具体地说，涉及一种容器补偿安装装置，使用于连接部件，而同时补偿此部件之间的配合容差。

背景技术

设备部件的装配可能受到容差不利的影响，即由于部件之间的尺寸差异在紧固点处会产生装配间隙。它们不是经常可以消除的，而仅能允许处于装配的装置内。当多于两个部件在一个特定的位置接合时，容差也可能“重叠”产生一个显著的尺寸偏离或间隙。

容差可能很小，为零点几毫米，或者很大，为数毫米，它取决于环境。较大的容差通常可降低制造费用。

在现有技术中曾作过企图以消除或补偿在一个装配的装置内的容差。这些通常包括垫片或螺钉型装置，它填充被接合的部件的匹配表面之间的间隙。这些垫片或螺钉型装置通常是与紧固件分离的部件。

现有技术的代表是美国专利No.5,501,122 to Leicht et al，它公开一种双锥体装置，用于对准被接合的部件内的孔。此装置包括一组锥体结构，被一个螺栓接合。

现有技术不能以一种正确的扭转或夹持方式接合部件而同时解决在平面的安装表面之间的容差的补偿问题，并且根本不会在部件内引起不希望的应力。现有技术既不能允许一个具有非共平面的连接表面的部件被正确地接合，现有的技术也不能提供一个紧固件，它可以自动地补偿容差间隙或安装表面之间的余隙作为装配过程的一部分。

这里需要的是一种装置，它可以使用一个螺纹套筒完全地盖住被接合的部件之间的余隙或容差间隙，而同时接合这些部件。

这里需要的是一种装置，它可以使用一个螺纹紧固件完全地盖住被接合的部件之间的容差间隙。

这里需要的是一种装置，它可以在安装时自动地对一个容差间隙补偿。本发明可以满足这些要求。

发明内容

本发明的主要方面，是提供一种容差补偿安装装置，它可以使用一个螺纹套筒完全地补偿被接合的部件之间的一个容差间隙或装配余隙，而同时接合这些部件。

本发明的另一目的是提供一种容差补偿安装装置，它可以使用一个螺纹紧固件完全地补偿被接合的部件之间的一个容差间隙。

本发明的其它方面将借助下列的说明和附图指出和明显地表达出来。

本发明提供一种容差补偿安装装置，它包括一个具有内螺纹和外螺纹的套筒。套筒拧入被安装的一个表面的一部分。一个螺栓使用内螺纹随后拧入套筒的镗孔。内螺纹导致螺栓柄和螺纹之间的一个干涉配合，暂时地防止螺栓的继续插入。螺栓随后转动，从而转动套筒和导致套筒由此部分拧松接近安装表面，直到套筒支承在安装表面上，从而完全地补偿容差间隙。当螺栓继续转动时，可损坏的内螺纹被剥离以允许螺栓被安全地扭转进入安装表面孔，从而同时连接这些部件，而对容差间隙补偿。

附图说明

这里列出的附图组成本说明书的一部分，用以说明本发明的优选的实施例，以及与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是容差补偿装置的一个横剖面图。

图2是图1的直线2-2处的一个顶视图。

图3是图1的直线3-3处的一个顶视图。

图4是本发明的装置的一个侧视横剖面图。

图5是本发明的装置的一个侧视横剖面图。

图6是图5的直线6-6处的一个顶视图。

图7是一个代替的实施例的一个横剖面图。

图8示出本发明的第三代替的实施例。

图9是图8的直线9-9处的一个顶视图。

具体实施方式

图1是容差补偿安装装置的一个横剖面图。发明的装置100包括套筒101。套筒101是基本上圆筒形的，套筒101具有一个带内螺纹102的表面特形(surface-feature)。该表面特形也可以带内表面升起的部分，用于与紧固件接合，如这里所述。在优选的实施例中，表面特形带内螺纹102。

螺纹102包括本领域中已知的任何螺纹的两个螺节。套筒101还包括镗孔或孔103，它沿一个主轴经过套筒101的长度。螺栓200通过孔103接合套筒101。螺栓200见图4，接合螺纹102。螺纹102的一个较小的内径比镗孔103的内径小，从而使螺纹102接合一个螺栓而螺栓200并不与孔103的表面相接合。

套筒101在此优选的实施例中可以包括一种金属材料。然而，人们可以理解，它也可以包括一种非金属材料，例如，复合材料、陶瓷或塑料，用于在接合的部件之间要求非导电或导热的隔离件的情况下，或者用于要求低扭矩应用的情况下。

套筒101还包括带外螺纹104的一个外表面。外螺纹104沿套筒101的外表面的长度L延伸。

套筒101还包括对称平面105，它们平行于主轴，以允许使用一个扳手或手指安装此工具，见图2和图3。这些平面的形状与技术中已知的螺帽或螺栓头相同。这些平面也可以用压花表面或平圆柱表面代替，以允许套筒可以用手，即手指转动。

参见图4，装置100不包括螺栓200，首先拧入P部分。螺纹104接合P部分内的螺纹FT。在优选的实施例中，套筒101是拧入P部分，直到表面106接合P部分。人们可以理解，表面106不需要真实地接触P部分，但是接合是套筒101完全地插入P部分的良好的指示。最好，当它完全插入时，套筒101部分地延伸长度A超出P部分，以保证最大数量的螺纹104与P部分接合。螺栓200随后拧入孔103，直到螺栓柄或螺栓螺纹202的末端接合螺纹102。螺栓柄的直径D1比螺纹202的直径D2大，见图7。这样导致螺栓200和螺纹102之间的干涉配合，暂时地防止螺栓200继续插入套筒101。

P部分随后与安装表面M对准，从而使螺栓200与孔MH平直。

参见图5，螺栓200随后转动，由于螺栓200和螺纹102之间的干涉，它具有由P部分拧松套筒101的作用。套筒101与螺栓200一起转动，直到表面107接合安装表面M。随后一个更低的扭矩施加至螺栓200，足以扭曲、剥离或破坏螺纹102。技术熟练人员可以由说明理解，螺纹102是较“软”的以及是可损坏的，以便提供一种转动套筒101和螺栓200的方式，直到套筒就位顶住安装表面。类似的结果也可以借助一种粘接剂，一个短的干涉长度或一个聚合物插入件而获得，它们全部位于孔103内以及它们全部将暂时地握住螺栓柄，以允许套筒101与螺栓200一起转动。

一个另外的实施例可以包括螺纹102的改变，其中一个螺纹轻度地扭曲，从而使此螺纹稍“刚硬”，导致与螺栓螺纹202的摩擦接合。

人们也可以理解，螺栓200上与螺纹102接合的螺纹，一旦套筒101在安装表面上就位，就会局部地或完全地变形，因为螺栓螺纹的上述部分并没有期望与安装孔MH内的螺纹接合。

在一个代替的实施例中，螺栓200的直径D1，见图7，仅在柄部上至螺纹202延伸有限的距离。如前所述，螺纹102被柄部较宽的部分剥离。当螺栓拧入安装表面时，螺栓柄的减小直径的部分防止进一步的扭矩引入柄部和剥离的螺纹102之间的接合。这样就防止当螺栓完全地扭转进入安装表面时产生一个不确定的扭矩。

施加一个扭矩至螺栓200以剥离螺纹102还具有预先加载P部分的作用。本发明的这个特点有利于增强此部分和全部组件。预先载荷的大小可以按照剥离螺纹102需要的扭矩来调节。

一旦套筒表面107接合安装表面M，一个扭矩施加至螺栓，引起可损坏的螺纹102损坏。螺栓200随后完全地拧入安装表面M内的孔MH，直到螺栓凸缘201接合P部分的支承表面。根据用途螺栓200可随后扭转以便至一个适当的扭矩值。人们可以看出，容差间隙借助套筒自动地和充分地得以弥补。

图6是图5的直线6-6处的一个顶视图，示出凸缘201。凸缘201可以按照用户的希望是任何宽度的。

如由图4和图5所见，可以使用本发明的装置弥补一个大的容差T，而同时安装夹具至安装表面。此装置允许实现一个牢固的、正确扭转的螺栓接合，而没有加入不希望的弯曲(或其它扭曲的载荷)进入夹持的部件或夹具。

本发明的工具可以使用于消除容差重叠的作用，(或者的确允许使用宽的容差)在一系列的情况下，例如，在一种情况下需要大的容差，以允许部件容易地装配，而同时完全地补偿此容差。本发明的装置还可以使用于补偿容差，这时栓接是在不同的平面上的表面之间，以及栓接至一个对于基本的表面安装表面呈特殊角度的表面。

还应注意，本发明的装置在一个代替的实施例中可以被“倒置”。图7是代替的实施例的一个横剖面图。如果不是拧入准备栓接的部分，它可使用螺纹104代替地拧入安装表面孔。在此种情况下，外螺纹104是左手螺纹。作为一种代替，一种摩擦配合(图中未示出，但代替螺纹102)插入孔103，以便摩擦地握持螺栓200，从而使当螺栓转动时，套筒由安装表面拧松或退出，以便获得容差间隙，直到套筒接合此部分。摩擦配合的实施例给予最小的扭矩要求，当螺纹继续扭转进入安装表面一旦套筒就位时，它易于实现。

一旦套筒101和P部分就位顶住表面108，螺纹102如上所述被剥离，以及螺栓200随后完全地扭矩下降。

在另一个代替的实施例中，螺纹102沿镗孔103的长度延伸和不是可损坏的。螺纹102是与螺纹104方向相反的。在此实施例中，如果第一螺纹是使用左手螺纹104拧入安装孔MH，螺栓200随后通过在P部分内的孔PH插入镗孔103。在此实施例中，P部分在孔中没有螺纹，螺栓200不能螺纹接合安装表面孔。当套筒101借助螺栓200的转动作用由安装表面M拧松时，套筒表面108进入与P部分的接合。螺栓200随后完全地拧入套筒101。左手螺纹104接合安装孔MH，而螺栓完全地扭转就位。人们可以理解，希望全部螺纹的最少数量接合安装孔MH，以发挥连接的全部强度，如螺纹接合技术中已知的。

技术熟练人员还可以理解，套筒101可以借助手或借助一个工具或扳手使平面105被转动，或者用于将它安装进入P部分，或者将它转动以补偿容差余隙T。

图8示出本发明的第三代替的实施例。套筒300包括一个基本上圆筒形状，它具有沿套筒300主轴前进的镗孔或孔303。外螺纹304沿套筒300的外表面延伸。在本实施例中，螺纹304是左手螺纹。平面或压花表面305设置用于人工地接合或拧紧套筒，它具有装置的一个末端。螺栓200通过孔303接合套筒。在使用中，部件P放置在其相对于安装表面M的基本上是最终的装配位置。随着螺栓200插入孔303，套筒300使用螺纹304拧入部件P，直到表面307接合安装表面M。套筒300可以人工地转动，或者借助可损坏的螺纹315，或其它摩擦的插入件以接合螺栓200，从而允许螺栓200转动套筒300，如对其它的实施例所述。一旦套筒表面307接合安装表面M，螺纹315被螺栓200的继续转动剥离，以及螺栓200随后安全地拧入安装表面M。一旦螺栓200的头部完全地与套筒表面308接合，螺栓200是完全扭转的。

图9是沿图8的直线9-9的顶视图。示出接合一个工具等用的平面305。虽然这里已说明本发明的一种形式，对于技术熟练人员显然可以理解，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，在部件的结构方面可以做出改变。

Claims (9)

1.一种容差补偿安装装置，该装置包括：

一个圆筒形的壳体，具有在外表面上的外螺纹以及限定一个内镗孔用于接收一个螺纹紧固件，此镗孔平行于一个主轴线；

所述内镗孔具有一个表面特形，可与所述紧固件接合，该表面特形包括一个可损坏螺纹，当与紧固件的非螺纹部分接合时所述可损坏螺纹产生变形；

一个第一表面，在圆筒形壳体的一端垂直于主轴线延伸；以及

所述圆筒形壳体还包括对称排列的接合表面，该接合表面平行于主轴线，用于转动圆筒形壳体。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述紧固件可以与一个安装表面孔接合。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺纹紧固件还包括一个第二表面，垂直于紧固件的主轴线延伸。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内镗孔表面还包括一个表面特形，具有螺纹用于接合紧固件。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述外螺纹与内镗孔表面的螺纹是相反方向的。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述外螺纹包括左手螺纹。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆筒形壳体是由一种金属材料组成的。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆筒形壳体是由一种非金属材料组成的。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内镗孔表面还包括一个摩擦表面用于滑动地接合一个紧固件。

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