具有裝配件和固定在裝配件中的套筒的裝配單元的製作方法

2023-06-04 16:14:21

本實用新型涉及一種具有裝配件和套筒的裝配單元。一般而言，裝配件是安裝件，它被設置用於使用至少一個螺釘來安裝或固定在下部結構上。為此目的，它具有至少一個通孔，螺釘可插入其中並擰入基礎結構中。特別是為了減輕重量，例如在用於機動車的發動機艙的冷卻系統，即所謂的熱管理中使用塑料，如聚苯硫醚(PPS)，這些塑料具有良好的耐化學藥品性、耐熱變形性和剛性。

背景技術：

出於各種原因可能需要將套筒不脫離地固定在裝配件的通孔中，該套筒由比安裝件的塑料更堅固的材料製成。為此，通常將相對於通孔具有定義的過大尺寸的金屬套筒壓入通孔中。如果加上套筒和通孔受加工條件限制的公差，則可能會大大超出預先規定的過大尺寸，結果可能會造成通孔或由上述類型的塑料製成的裝配件中包圍該通孔的材料區域開裂。

在由相對堅固的材料，如鋁合金或鎂合金製成的裝配件中，由於材料的彈性極小，一旦超出預先規定的過大尺寸則不可能將套筒壓入通孔中。

為了避免所描述的問題，通常使用由金屬板帶滾軋而成的套筒，它們在其板邊之間具有軸向間隙。所述套筒能夠在軸向間隙減小的情況下在壓入過窄或具有太大的尺寸不足的通孔時減少其直徑。

技術實現要素：

由此出發，本實用新型的任務在於提出一種前述類型的可選擇性構造的裝配單元。

此任務通過下文描述的裝配單元得以解決。在本任務中，以如下方式確保不脫離地將套筒固定在裝配件的通孔中，即套筒具有至少一個彈性元件，該彈性元件在未裝配的狀態下，即當套筒仍位於通孔外部時，以凸起從其外側面突出來，其中該凸起以如下方式設計，即在套筒引入通孔時彈性元件通過與通孔的壁接觸而彈性地徑向向內移動，使得該彈性元件由於彈性的回覆力而壓靠通孔的壁。考慮到套筒在通孔中位置準確的或居中的布置，有利的是，設置多個在套筒的周向方向上均勻分布的彈性元件。

在本實用新型所述的裝配單元中，利用其來將套筒保持在通孔中的力接合(Kraftschluss)並非如在具有軸向間隙的套筒中由整個彈性變形的套筒壁引起，而是僅由一個或多個彈性變形的彈性元件引起。因此，在本實用新型中有可能獨立於壁的厚度和套筒的材料來調節由彈性元件施加的力，例如通過改變彈性元件在厚度、長度和寬度的尺寸來實現。這樣一來例如可相應地估量套筒的壁厚，例如當其用作間隔墊片時，即應受到螺釘頭作用時，而不影響提及的彈簧力。這在使用開槽的套筒而不改變其彈簧效果時是不可能的。

本實用新型所述裝配單元的另一個優點在於，彈性元件通過相應的變形匹配與圓柱體套形狀有偏差的通孔，並且可以保證套筒不脫離地布置在通孔中。這種情況例如存在於用注塑成型工藝製成的裝配件中。其中通孔受生產條件的限制具有脫模斜度，即該通孔的壁呈微錐形延伸。

本實用新型還涉及以下方面：

1)裝配單元，具有由通孔穿通的裝配件和不脫離地固定在所述通孔中的圓柱形套筒，其特徵在於，所述套筒具有至少一個彈性元件，所述彈性元件在未裝配狀態下以凸起從其外表面突出來，其中所述凸起以如下方式設計，即在將所述套筒引入所述通孔時使所述彈性元件通過與所述通孔的壁接觸而彈性地徑向向內移動，使得所述彈性元件由於彈性的回覆力壓靠所述通孔的所述壁。

2)如1)所述的裝配單元，其特徵在於，至少一個所述彈性元件是從所述套筒的壁切割出來的。

3)如2)所述的裝配單元，其特徵在於，所述彈性元件是具有與所述套筒的所述壁整體式連接的端部和自由端的彈簧臂，其中所述自由端壓靠所述通孔的所述壁。

4)如3)所述的裝配單元，其特徵在於，在所述彈簧臂的所述自由端具有從其外表面突出來的突起。

5)如4)所述的裝配單元，其特徵在於，所述彈性元件的所述外表面在所述套筒的外部圓柱形外表面上延伸。

6)如前述方面中任一項所述的裝配單元，其特徵在於，所述套筒和所述通孔具有互補的截面形狀。

7)如6)所述的裝配單元，其特徵在於，所述通孔的長度和所述套筒的長度以如下方式彼此配合，即貫穿所述通孔的、將所述裝配件夾緊靠著下部結構的螺釘通過其頭部在主要的力接合中作用於所述套筒，並且在次要的力接合中作用於所述裝配件的圍繞所述通孔的邊緣區域。

8)如前述方面中任一項所述的裝配單元，其特徵在於，由金屬板帶捲成的套筒。

9)如8)所述的裝配單元，其特徵在於，在所述金屬板帶中切割出至少一個彈性元件。

10)如前述方面中任一項所述的裝配單元，其特徵在於，螺釘穿過至少一個通孔且不脫離地固定在通孔中。

附圖說明

裝配單元的其它有利的實施方案從下列與附圖相關的描述中可以獲得。圖中示出：

圖1為配有螺釘的裝配單元的局部剖面視圖，

圖2示出了安裝件的部分區域，其通孔中還沒有套筒，

圖3示出了圖1中的部分I，

圖4以側視圖示出了套筒，

圖5示出了套筒根據圖4中的線V-V的縱剖面，

圖6為圖4中的箭頭VI的方向的俯視圖，

圖7為由套筒和螺釘構成的緊固單元的透視圖，

圖8為圖7的緊固單元的縱剖面圖，

圖9示出了固定在下部結構上的裝配單元。

具體實施方式

圖1和圖9中示出的裝配單元1具有例如由塑料如PPS製成的裝配件 2和圓柱形套筒3。裝配件2例如為蓋型的、在邊緣處裝有法蘭5的安裝件，它被設置用於固定在下部結構6上，例如固定在機動車的部件上。法蘭5被多個通孔7穿通，附圖中僅分別示出其中一個通孔。優選地，套筒 3和通孔7具有互補的截面形狀，特別是構造成圓柱體形狀。套筒3被不脫離地固定在通孔7中。

為了實現不脫離的固定，套筒3具有多個均勻分布在周向方向上的彈性元件8。在未裝配的狀態下，即當套筒3還沒位於通孔7中時，彈性元件8以凸起9(圖5、圖6)從套筒的外表面10突出來，該外表面在圓柱形外表面上延展。凸起9以如下方式設計，即在套筒3引入通孔7時彈性元件8通過與通孔7的壁4接觸而彈性徑向向內移動，使得該彈性元件由於彈性的回覆力而壓靠通孔7的壁4。

如特別在圖7中清晰可見，彈性元件8是從套筒3的壁13切割出來的。當涉及由金屬板帶(未示出)滾軋而成的套筒3時，這在製造工藝上易於實現。然後通過在金屬板帶上容易施行的衝壓可製成彈性元件8。衝壓時優選在金屬板帶或套筒壁13中製成u形凹槽14。因此，形成在套筒 3的軸向方向上延伸的彈簧臂8′形式的彈性元件8。它們具有與套筒壁13 構造成一體的端部15和自由端16。在本實施例中存在兩個徑向相對的彈簧臂8′，通過改變彈性元件的厚度、長度或寬度以及數量可調節夾持力，藉助該力使套筒3保持在通孔7中。

為了使彈性元件8由於彈性的回覆力壓靠通孔7的壁4，故需要上面提到的凸起9。該凸起可以通過彈性元件8徑向向外定向的塑性變形而形成。彈簧臂8′可以如下方式實現，即彈簧臂的自由端16與凸起9從套筒3 的外表面10突出來(未示出)。優選的，凸起9沒有通過彈簧臂8′徑向向外定向的變形而是通過在彈簧臂的外表面18上的、例如塊狀的突起17形成。突起17例如通過從彈簧臂8′的背面21進行衝壓而形成。彈簧臂8′的初始位置在此不改變，即其外表面18與套筒外表面10一起在共同的圓柱形外表面延伸，這在圖6中清晰可見。突起17徑向向外突出到如此程度，即在將套筒3引入通孔7中時形成徑向向外定向的回覆力的情況下使彈簧臂8′或至少是它的自由端16徑向向內彎曲。

優選的，套筒3以如下方式設計，即該套筒無間隙地布置在通孔7中。如果套筒3和通孔7是圓柱體形狀，則規定套筒3的外直徑19和通孔7 的直徑20相等或至少近似相等。隨後可以精確且居中地將套筒3引入通孔7。彈簧臂8′的自由端16在此圍繞對應於突起17或凸起9的尺寸徑向向內偏轉。

通孔7的長度23和套筒3的長度24以如下方式彼此適合，即貫穿套筒3的、將裝配件2夾緊靠著下部結構6的螺釘28通過其頭部29(該頭部的直徑22大於通孔7的直徑20)在主要的力接合(Krafthauptschluss) 25中作用於套筒3，並且在次要的力接合26中作用於裝配件2的圍繞通孔7的邊緣區域27。因此，螺釘28的較大部分預緊力經由套筒3且較小部分預緊力分別被間接地或直接地引入下部結構6中。如果分別直接施加力，則套筒的長度24與通孔7的長度23相等或略微小於通孔7的長度23。

優選的，螺釘28與裝配單元1不脫離地連接。為此目的，在利用徑向間隙穿過套筒3或其內部空間31的螺釘28的杆30上具有徑向伸出的背面夾緊元件，該背面夾緊元件可以由螺釘28的螺紋34構成。在示出的實施例中，背面夾緊元件是在頭部29和螺紋34之間從杆30徑向伸出的環形突出部分33。就在方向37上軸向起作用的形狀配合連接而言，背面夾緊元件或環形突出部分33與徑向向內突出的突起35在套筒3的、面向頭部29的正面36共同作用(圖8)。在相反方向38上，螺釘28以如下方式保持在套筒3中，即頭部29徑向伸出超過通孔7。

附圖標記表

1 裝配單元

2 裝配件

3 套筒

4 壁

5 法蘭

6 下部結構

7 通孔

8 彈性元件

8′ 彈簧臂

9 凸起

10 (3的)外表面

13 (3的)壁

14 凹槽

15 (8、8′的)端部

16 (8、8′的)自由端

17 (8、8′的)突起

18 (8、8′的)外表面

19 (3的)外直徑

20 (7的)直徑

21 (8、8′的)背面

22 (29的)直徑

23 (7的)長度

24 (3的)長度

25 主要力接合

26 次要力接合

27 (2的)邊緣區域

28 螺釘

29 頭部

30 杆

31 (3的)內部空間

33 環形突出部分

34 螺紋

35 (在3上的)突起

36 正面

37 方向

38 相反方向