Регулировочное устройство и способ регулировки детали - RU2728808C1
Код документа: RU2728808C1
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к регулировочному устройству для регулировки относительного положения между первой неподвижной деталью и второй деталью, установленной с возможностью смещения, к соединению между двумя этими деталями, реализованному с помощью регулировочного устройства, и к способу регулировки положения двух этих деталей друг относительно друга с помощью регулировочного устройства.
Уровень техники
В патентной заявке ЕР 1626185 В1 раскрыто регулировочное устройство, основанное на регулируемом винтовом соединении. Такое регулировочное устройство используется, например, для крепления заднего фонаря транспортного средства на кузовной панели. Как правило, между фонарем транспортного средства и другими деталями кузова имеется зазор, который по эстетическим соображениям должен быть минимальным. Регулировочное устройство выполнено с возможностью смещения, что позволяет регулировать расстояние между неподвижной кузовной панелью и установленным с возможностью смещения задним фонарем с целью компенсации изменений зазора между задним фонарем и другими деталями кузова.
Известное регулировочное устройство состоит из регулировочного винта с головкой, удерживаемого в приемной детали в форме втулки посредством резьбовой пары. В то время как приемную деталь в форме втулки крепят к кузову транспортного средства посредством фиксирующего соединения, резьбовая пара позволяет настраивать осевое смещение между головкой регулировочного винта и приемной деталью в форме втулки. Так как головка регулировочного винта служит поверхностью прилегания для соответствующей детали, установленной с возможностью смещения, то относительное положение первой и второй детали изменяется путем осевого смещения регулировочного винта. Для вращения регулировочного винта на обоих концах этого винта предусмотрен приводной элемент. Соответственно, регулировочный винт можно вращать снаружи или изнутри кузова.
Другой вариант регулировки раскрыт в патентной заявке DE 102015010561 А1. Чтобы иметь возможность изменять положение первой детали относительно второй детали, сначала используют два крепежных элемента, расположенных в отдельных отверстиях второй детали. В то время как первый крепежный элемент, по существу, фиксирует положение первой детали относительно второй детали, второй крепежный элемент можно использовать для регулировки относительного положения двух деталей в боковом направлении. Для этого второй крепежный элемент содержит опорный эксцентрик, опирающийся на упорные поверхности второй детали. Вращением эксцентрика вокруг его продольной оси вторую деталь отклоняют в радиальном направлении относительно эксцентрика. Это позволяет регулировать относительное положение двух деталей.
Другой регулировочный элемент, предназначенный для регулировки внутренней облицовки двери на транспортном средстве, раскрыт в патентной заявке DE 102014014541 А1. Этот регулировочный элемент содержит расположенное с одной стороны приводное средство и эксцентриковый участок. При вращении регулировочного элемента посредством приводного средства, эксцентриковый участок задействует соответствующие примыкающие упоры детали, чтобы сместить ее в радиальном направлении относительно регулировочного элемента.
Недостаток известных регулировочных устройств заключается в том, что они недостаточно учитывают различные поперечные силы в каждом положении регулировки. В результате удерживающие усилия регулировочного устройства оказываются недостаточными для выдерживания нагрузок, поэтому смещение регулировочного устройства под нагрузкой изменяет заданное положение детали. Кроме того, обнаружилось, что фиксация известных регулировочных устройств, позволяющая им сохранять свое положение, связана со значительными затратами. Соответственно, перед каждым процессом настройки регулировочного устройства необходимо предварительно высвободить его из крепления. Это требует дополнительных рабочих операций, то есть увеличения времени, затрачиваемого на регулировку или настройку регулировочного устройства.
Раскрытие сущности изобретения
Учитывая множество известных регулировочных устройств и элементов, задачей настоящего изобретения является разработка альтернативного регулировочного устройства, которое, помимо надежной посадки на неподвижную деталь, обеспечит возможность точной и эффективной регулировки второй детали, а также надежную фиксацию детали в отрегулированном положении.
Поставленная задача решена регулировочным устройством с признаками, раскрытыми в независимом пункте 1 формулы изобретения. Кроме того, настоящим изобретением предложено регулируемое соединение между первой деталью и второй деталью с помощью указанного регулировочного устройства с признаками, раскрытыми в независимом пункте 12 формулы, а также способ регулировки относительного положения двух этих деталей с помощью регулировочного устройства с признаками, раскрытыми в пункте 13 формулы. Выгодные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем описании, сопроводительных чертежах и прилагаемой формуле изобретения.
Регулировочное устройство, предложенное изобретением, служит для установки положения первой неподвижной детали относительно второй детали, установленной с возможностью смещения. Это регулировочное устройство имеет следующие признаки: регулировочный болт с эксцентриковой головкой, стержнем и по меньшей мере одним, предпочтительно двумя приводными средствами на торцевых сторонах. Кроме того, регулировочное устройство содержит приемную деталь в форме втулки, предусматривающая возможность установки цилиндрического стержня регулировочного болта в эту деталь, удержания стержня за счет фрикционного соединения с приемной деталью и регулировки угла поворота стержня относительно приемной детали в форме втулки с помощью профилированного соединительного участка, причем эксцентриковая головка образует проходящую по окружности радиальную поверхность прилегания, на которую вторая деталь может опираться таким образом, чтобы боковое положение второй детали относительно первой детали можно было регулировать вращением регулировочного болта с помощью одного из приводных средств.
Благодаря выгодному использованию регулировочного болта, на торцевых сторонах которого предусмотрено два приводных средства, в предпочтительном варианте осуществления регулировочное устройство можно гибко использовать в сочетании с частично открытыми или закрытыми закрепляемыми деталями. В то время как открытая или частично открытая деталь обеспечивает постоянный доступ к приводному средству регулировочного болта, расположенному вблизи головки, в случае закрытой детали, например, заднего фонаря транспортного средства, это становится невозможным. В этом случае эффективная регулировка регулировочного устройства обеспечивается вторым приводным средством, выступающим, например, внутрь кузова транспортного средства. Также предпочтителен вариант, в котором регулировочный болт регулируется только одним приводным средством. В одном из вариантов осуществления это приводное средство реализовано центральным сквозным отверстием в регулировочном болте, например, с полигональным поперечным сечением. Доступ к сквозному отверстию возможен с обоих концов регулировочного болта, при этом соединение с геометрическим замыканием исключает возможность проворачивания инструмента, например, шестигранного ключа. Геометрическое замыкание может быть реализовано в конце, в середине или по всей длине сквозного отверстия.
Кроме того, регулировка относительного положения между первой деталью и второй деталью основана на изменении относительного положения приемной детали в форме втулки и регулировочного болта. Поскольку они соединены друг с другом фрикционным соединением с возможностью изменения при вращении, предпочтительное регулировочное устройство обеспечивает высокий уровень гибкости при регулировке расстояний и выравнивании определенных областей контакта настраиваемой детали. В то время как известная резьбовая пара между регулировочным винтом и приемной деталью в форме втулки обеспечивает только осевое смещение, соответствующее шагу резьбы, предложенное фрикционное соединение позволяет реализовать любой угол поворота между приемной деталью в форме втулки и регулировочным винтом. В связи с этим боковое или радиальное выравнивание перемещаемой детали осуществляется с помощью эксцентриковой головки регулировочного болта.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения приемная деталь в форме втулки содержит пружинящий кольцевой фланец, посредством которого приемная деталь может быть зафиксирована в отверстии первой детали при помощи нескольких пружинных ножек. Благодаря своей конфигурации пружинящий кольцевой фланец создает механическое предварительное натяжение в осевом направлении в сочетании с неподвижно расположенной деталью, в результате чего приемная деталь в форме втулки может быть надежно зафиксирована в отверстии детали посредством пружинных ножек.
Такая пружинящая конфигурация кольцевого фланца позволяет компенсировать допуски неподвижной детали по толщине. Кроме того, предпочтительно, конфигурация этого кольцевого фланца в радиальном направлении позволяет комбинировать его с уплотнительным кольцом или другим уплотнением аналогичной формы. Такое уплотнение, будучи расположенным между кольцевым фланцем и неподвижной деталью, сжимается при установке приемной детали в форме втулки в отверстие детали и, тем самым, способствует герметизации отверстия детали.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения эксцентриковая головка регулировочного болта имеет круглую форму с эксцентриковой осью вращения или форму эквидистантного профиля, предпочтительно, в форме сердца.
Кроме того, предпочтительно, соединительный участок регулировочного болта, отвечающий за фрикционное соединение, содержит профилированную поверхность с несколькими продольными ребрами в виде зубчатого венца, рифление или узорчатое тиснение. Такие варианты различного геометрического оформления профилированного соединительного участка обеспечивают фрикционное взаимодействие с радиальной внутренней поверхностью приемной детали в форме втулки. В зависимости от предпочтительного исполнения поверхности внутренней стороны приемной детали в форме втулки, рифление соединительного участка позволяет реализовать плавную регулировку относительного положения регулировочного болта и приемной детали в форме втулки. Если, например, внутренняя стенка приемной детали в форме втулки содержит узорчатое тиснение или осевые радиальные выступы, то наличие нескольких продольных ребер или узорчатого тиснения профилированного соединительного участка создает возможность ступенчатой регулировки регулировочного болта относительно приемной детали, в частности, ступенчатой регулировки угла поворота регулировочного болта относительно приемной детали. Это связано с тем, что несколько продольных ребер, равно как и вышеупомянутая поверхность с узорчатым тиснением, предпочтительно, функционируют как зубчатый венец в сочетании с осевыми радиальными выступами на внутренней стенке приемной детали.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения цилиндрический стержень регулировочного болта содержит по меньшей мере одну проходящую по окружности уплотнительную кромку, прилегающую к эксцентриковой головке и взаимодействующую с осевым буртиком приемной детали, создавая уплотнение и/или препятствуя вращению. Для этого уплотнительная кромка, предпочтительно, имеющая гибкую конструкцию, опирается в радиальном направлении на внутреннюю поверхность осевого буртика приемной детали, в результате чего исходно создается фрикционное соединение. Кроме того, достаточная деформация уплотнительной кромки при прессовой посадке в осевой буртик приводит к созданию достаточного уплотнения между регулировочным болтом и приемной деталью в форме втулки.
В другом предпочтительном варианте осуществления регулировочного устройства, предложенного изобретением, приемная деталь в форме втулки содержит цилиндрический осевой участок со сквозным отверстием, которое вместе с поперечным сечением осевого участка образует некруглый зазор, в который соединительный участок регулировочного болта может входить с фрикционным замыканием.
В следующем предпочтительном варианте осуществления регулировочного устройства некруглый зазор образуется внутренними дуговыми сегментами, проходящими частично по кругу, если смотреть в поперечном сечении, эллиптическим контуром поперечного сечения внутренней стенки осевого участка или профилированным исполнением поверхности внутренней стенки осевого участка.
Обычно фрикционное соединение реализуют между круглым поперечным сечением регулировочного болта и круглым зазором приемной детали в форме втулки. В этом случае, в отсутствие подходящего исполнения поверхности, фрикционное соединение зависит исключительно от свойств материала регулировочного болта и приемной детали. Чтобы расширить это ограничение на свойства материала и, тем самым, увеличить количество вариантов фрикционного соединения между регулировочным болтом и приемной деталью, зазор, определяемый поперечным сечением сквозного отверстия и предназначенный для соединительного участка стержня, выполнен некруглым. Поперечное сечение такого некруглого зазора имеет, например, форму эллипса, сегментного радиального сужения в окружном направлении, направленных радиально внутрь осевых перемычек или другую форму. В результате исходно определяется некруглая форма поперечного сечения, в данном случае, предпочтительно, эллипс или многоугольник. В альтернативном варианте круглое поперечное сечение внутренней стенки приемной детали в форме втулки преднамеренно нарушают, в результате чего внутри цилиндрического осевого участка образуется некруглый зазор. При реализации фрикционного соединения между регулировочным болтом и приемной деталью в форме втулки именно форма эллипса или многоугольника, или структуры, сокращающие зазор, создают возможность конструктивной деформации приемной детали в форме втулки при введении регулировочного болта в зазор помимо деформации, обусловленной свойствами материала. При этом между регулировочным болтом и приемной деталью в форме втулки действуют дополнительные силы, которые могут быть использованы для создания фрикционного соединения. Кроме того, такая конструкция дает возможность создавать различные фрикционные усилия в определенных угловых положениях регулировочного болта относительно приемной детали.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на радиальной внутренней стороне осевого участка предусмотрено несколько осевых ребер, образующих точки зацепления с профилированным соединительным участком регулировочного болта.
Как было отмечено выше, предпочтительное множество осевых ребер, предусмотренных на радиальной наружной стороне регулировочного болта, образует зубчатый венец, входящий в зацепление с соответствующими осевыми ребрами или промежутками между ними на осевом участке приемной детали в форме втулки. Это регулируемое ступенчатое зацепление, эквивалентное регулируемому зубчатому венцу, гарантирует ступенчатое изменение угла поворота регулировочного болта по отношению к приемной детали в форме втулки. Кроме того, такой зубчатый венец блокирует вращение в обратном направлении, что является полезным эффектом для надежной посадки деталей. Кроме того, предпочтителен вариант, в котором возможно вибрационное нагружение регулировочного устройства с помощью такого зубчатого венца, так как такая вибрация не может привести к смещению зубчатого венца между регулировочным болтом и приемной деталью в форме втулки.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на радиальной наружной стороне приемной детали в форме втулки предусмотрен маркировочный выступ, который в сочетании с подходящей выемкой, примыкающей к установочному отверстию первой детали, обеспечивает установку приемной детали в форме втулки на первой детали в выровненном положении. По аналогии с известным шпунтовым соединением обеспечивается необходимое взаимное расположение приемной детали в форме втулки и первой детали. Это позволяет сохранить выраженные опорные точки между приемной деталью в форме втулки и фиксируемым в ней регулировочным болтом. Такое известное взаимное расположение облегчает последующую регулировку или выставление второй детали относительно положения первой детали.
Кроме того, настоящим изобретением предложено регулируемое соединение между первой деталью и второй деталью посредством различных предпочтительных вариантов осуществления регулировочного устройства, описанных выше.
Кроме того, настоящим изобретением предложен способ регулировки положения второй детали, установленной с возможностью смещения, относительно неподвижно расположенной первой детали, причем способ предусматривает установочное отверстие для регулировочного устройства в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления. Такой способ регулировки содержит следующие шаги: закрепляют приемную деталь в форме втулки и регулировочный болт в установочном отверстии, причем приемную деталь и регулировочный болт предварительно собирают или последовательно вставляют в установочное отверстие, устанавливают базовую настройку эксцентриковой головки относительно приемной детали, размещают вторую деталь таким образом, чтобы регулировочное ребро прилегало к эксцентриковой головке, вращают эксцентриковую головку посредством одного из двух приводных средств и, тем самым, осуществляют боковое смещение второй детали относительно первой детали.
В то время как предпочтительный вариант осуществления регулировочного устройства обеспечивает выгодное фрикционное соединение между регулировочным болтом и приемной деталью в форме втулки, предложенный способ регулировки выгодным образом положительно воздействует по меньшей мере на одно приводное средство, предпочтительно на два вышеописанных приводных средства, расположенных на двух концах регулировочного болта. Обусловленная этим гибкость позволяет, в зависимости от конфигурации выравниваемой детали, производить регулировку с доступного осевого конца регулировочного болта. Это обусловлено тем, что вращение вокруг продольной оси регулировочного болта вызывает вращение эксцентриковой головки, в результате чего эксцентриковая головка смещает радиально прилегающие упорные поверхности перемещаемой детали в радиальном направлении. Такая гибкость может быть реализована как с помощью сквозного отверстия с геометрическим замыканием (см. выше), так и с помощью двух приводных средств, раздельно расположенных на торцевых сторонах.
В предпочтительном способе регулировки согласно изобретению предусмотрена возможность фиксации регулировочного болта в приемной детали в форме втулки таким образом, чтобы он удерживался в приемной детали в форме втулки без возможности выпадения и с возможностью проворачивания. Такое соединение приемной детали в форме втулки и регулировочного болта с геометрическим замыканием гарантирует, что регулировочное устройство может быть установлено в установочное отверстие неподвижной детали, в том числе, в предварительно собранном состоянии, то есть в состоянии, в котором регулировочный болт уже вставлен в приемную деталь. Даже если регулировочный болт устанавливают в приемную деталь только после ее установки, использование регулировочного устройства исключает возможность случайного отсоединения регулировочного болта от приемной детали в осевом направлении.
В следующем предпочтительном варианте способ регулировки содержит следующие шаги: удерживают за счет фрикционного замыкания соединительный участок в некруглом или радиально суженном зазоре цилиндрического осевого участка приемной детали и плавно (бесступенчато) или ступенчато вращают регулировочный болт при постоянном осевом положении в приемной детали. В связи с этим предпочтителен вариант, в котором соединительный участок имеет поперечное сечение в форме эллипса и смещается в зазоре круглого сечения с фрикционным замыканием. Также предпочтителен вариант, в котором регулировочный болт вращают внутри приемной детали в форме втулки с помощью приводного средства, направленного от головки, после того как вторая деталь будет расположена с примыканием регулировочного ребра к эксцентриковой головке.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение детально описано ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено:
Фигура 1: предпочтительный вариант соединения первой и второй детали с помощью регулировочного устройства.
Фигура 2: вид сбоку соединения, показанного на фигуре 1.
Фигура 3: вид сбоку предпочтительного варианта регулировочного устройства согласно изобретению.
Фигура 4: вид другой стороны регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 5: вид в аксонометрии регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 6: другой вид в аксонометрии регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 7: вид сбоку предпочтительного варианта осуществления регулировочного болта регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 8: вид сверху первого варианта осуществления эксцентриковой головки регулировочного болта, изображенного на фигуре 7.
Фигура 9: вид сверху следующего предпочтительного варианта осуществления эксцентриковой головки регулировочного болта, изображенного на фигуре 7.
Фигура 10: следующий предпочтительный вариант осуществления эксцентриковой головки регулировочного болта, изображенного на фигуре 7.
Фигура 11: схематическое изображение предпочтительного взаимодействия эксцентриковой головки и регулировочного ребра второй детали.
Фигура 12: разнесенный вид регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 13: вид сбоку предпочтительного варианта осуществления приемной детали в форме втулки регулировочного блока, изображенного на фигуре 3.
Фигура 14: вид сбоку в разрезе предпочтительного варианта осуществления приемной детали в форме втулки регулировочного устройства, изображенного на фигуре 3.
Фигура 15: предпочтительный вариант осуществления установочного отверстия в первой детали, предназначенного для крепления приемной детали в форме втулки.
Фигура 16: вид предпочтительного варианта осуществления приемной детали в форме втулки в осевом направлении, противоположном направлению установки регулировочного болта.
Фигура 17: предпочтительный вариант осуществления поперечного сечения соединительного участка регулировочного болта.
Фигура 18: предпочтительный вариант осуществления поперечного сечения соединительной втулки приемной детали в форме втулки.
Фигура 19: предпочтительное исполнение поперечного сечения приемной детали в форме втулки.
Фигура 20: следующее предпочтительное исполнение поперечного сечения приемной детали в форме втулки.
Фигура 21: блок-схема предпочтительного варианта осуществления способа установки регулировочного устройства.
Осуществление изобретения
На фигурах 1 и 2 изображен предпочтительный вариант осуществления регулировочного устройства 1. Регулировочное устройство 1 закреплено в отверстии D неподвижной детали А, например, кузова транспортного средства. Для этого регулировочное устройство 1 содержит регулировочный болт 3, расположенный в приемной детали 5 в форме втулки с возможностью вращения. Приемная деталь 5 в форме втулки выполнена таким образом, чтобы ее можно было зафиксировать в установочном отверстии D неподвижной второй детали В.
Регулировочный болт 3, более подробно описанный ниже, содержит эксцентриковую головку 10, радиальная окружная поверхность 12 которой по меньшей мере расположена рядом или прилегает по меньшей мере к одному регулировочному ребру С второй детали В (см. фиг. 1, 2, 11). Вторая деталь В установлена с возможностью смещения, например, задний фонарь или другие навесные элементы транспортного средства. Установка второй детали В с возможностью смещения позволяет устанавливать имеющийся зазор относительно соседних деталей на требуемую величину. Для этого эксцентриковая головка 10 расположена с возможностью вращения с помощью регулировочного болта 3. Соответственно, радиальная окружная поверхность 12 во время вращения регулировочного болта 3 входит в зацепление с регулировочным ребром С и, тем самым, смещает вторую деталь В на нужную величину. Чтобы иметь возможность перемещения второй детали В по меньшей мере в двух направлениях, предусмотрены два ребра С смещения, расположенные друг напротив друга.
Регулировочное устройство 1 должно быть выполнено с возможностью предварительной сборки, самостопорения и герметизации, чтобы текучие среды, в частности, вода, пары масла и бензина и т.п. из окружающей среды не могли попадать в пространство между деталями А и В.
Как показано на виде сбоку (фиг. 3 и 4), виде в аксонометрии (фиг. 5 и 6) и разнесенном виде (фиг. 12), регулировочное устройство 1 содержит регулировочный болт 3, приемную деталь 5 в форме втулки и уплотнение 7. Регулировочный болт 3 и приемная деталь 5 в форме втулки могут быть изготовлены из пластмасс, согласованных между собой. Так, пластмасса регулировочного болта 3 должна быть тверже пластмассы приемной детали 5 в форме втулки. Предпочтительно, регулировочный болт 3 изготовлен из ударопрочного пластика, например, полиамида, и может быть армирован волокном, например, стекловолокном. Предпочтительно, приемная деталь 5 в форме втулки изготовлена из термопласта. По существу, также предпочтителен вариант с обратным согласованием или исполнением пластмасс. Регулировочный болт 3 и приемную деталь 5 в форме втулки выгодным образом изготавливают литьем под давлением.
Предпочтительно, уплотнение 7 изготовлено из эластомера, эластичного силикона или другого известного уплотнительного материала, обладающего химической и физической стойкостью, соответствующей области применения.
Как в деталях показано на фиг. 7, регулировочный болт 3 состоит из эксцентриковой головки 10, соединенной с цилиндрическим стержнем 30. Предпочтительно, цилиндрический стержень 30 содержит уплотнительный участок 32, примыкающий снизу к эксцентриковой головке 10. На уплотнительном участке 32 предусмотрено несколько (предпочтительно, 2-4) проходящих по окружности уплотнительных кромок 34, выступающих радиально наружу. Эти уплотнительные кромки 32 выполнены с возможностью эластичной деформации, что позволяет получить уплотняющий эффект при прессовой посадке в сочетании с внутренней стенкой 52 кольцевого фланца 50 приемной детали 5 в форме втулки (ср. фиг. 13, 14). В дополнение к этому уплотняющему эффекту уплотнительные кромки 32 устойчивы к скручиванию, что способствует удержанию регулировочного болта 3 в приемной детали 5 в форме втулки.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения уплотнительные кромки 32 обладают низкой деформируемостью и высокой радиальной жесткостью, то есть служат уплотнительными ребрами. Предпочтительно, диаметр уплотнительных кромок 32 превышает диаметр гладкой цилиндрической внутренней стенки 52 кольцевого фланца настолько, чтобы они прижимались к внутренней стенке 52 под определенным давлением. При этом, предпочтительно, более мягкий материал приемной детали 5 в форме втулки поддается воздействию уплотнительной кромки 32 таким образом, чтобы «твердые» уплотнительные кромки 32 радиально врезались в «мягкую» внутреннюю стенку 52. В этом предпочтительном варианте осуществления уплотнительные кромки 32 работают не только в качестве уплотнения, герметизирующего от проникновения жидкости, но и в качестве фиксатора осевого положения, угла поворота и положения в окружном направлении регулировочного болта 3 относительно приемной детали 5 в форме втулки.
Кроме того, предпочтительно, стержень 30 содержит профилированный соединительный участок 36, который в осевом направлении стержня 30 занимает 5-60% общей длины регулировочного болта 3. Соединительный участок 36 с профилированием или без него взаимодействует с соединительной втулкой 54 приемной детали 5 в форме втулки для создания фрикционного соединения между регулировочным болтом 3 и приемной деталью 5 в форме втулки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения профиль соединительного участка 36 состоит из нескольких равномерно отстоящих друг от друга, выступающих в радиальном направлении и проходящих в осевом направлении осевых перемычек 38. Эти перемычки образуют зубчатый венец или подобный зубчатому колесу контур соединительного участка 36, как показано на виде поперечного сечения соединительного участка 36 (фиг. 17). Внешний профиль соединительного участка 36 предназначен для создания надежного фрикционного соединения с внутренней стороной 56 соединительной втулки 54. Поэтому также предпочтителен вариант, в котором соединительный участок 36 будет иметь рифленую или узорчатую поверхность (не показанную на фигуре) с правильным или случайным рисунком. В зубчатом венце 36 на фиг. 17 предусмотрено 16 зубьев. Благодаря своей форме эксцентриковая головка 10 обеспечивает максимальное поперечное смещение, например, на 4 мм. Если эксцентриковая головка 10 имеет предпочтительную форму эквидистантного профиля или сердца (см. ниже), то зубчатый венец 36 стержня 30 обеспечивает регулировочную ширину на каждый зуб или величину шага при регулировке «макс, смещение / количество зубьев» = 4 мм / 16 = 0,25 мм.
Профиль соединительного участка 36 во взаимодействии с внутренней стороной 56 соединительной втулки 54 реализует плавную (бесступенчатую) или ступенчатую регулировку или настройку регулировочного болта 3 в приемной детали 5 в форме втулки. Для плавного (бесступенчатого) вращения и, предпочтительно, плавного (бесступенчатого) осевого смещения соединительного участка 36 в соединительной втулке 54 и, тем самым, регулировочного болта 3 в приемной детали 5 в форме втулки радиальные выступы, например, осевые перемычки 38 предусмотрены на внутренней стороне 56 или наружной стороне соединительного участка 36 либо не предусмотрены ни на одной из сторон. Поэтому зубчатый венец между противоположными поверхностями отсутствует. Такая возможность плавной (бесступенчатой) регулировки, предпочтительно, поддерживается некруглым зазором 58 относительно внутреннего поперечного сечения центрального отверстия соединительной втулки 54. Если соединительный участок 36 не содержит зубчатого венца 38, то некруглый зазор 58 в соединительной втулке 54, предпочтительно, в качестве альтернативы или в сочетании образован сквозным отверстием эллиптического сечения (см. фиг. 18а) и радиально выступающими внутрь и занимающими часть окружности дуговыми сегментами в форме плоскости или перемычки (не показанными на фигуре) или выступающими в радиальном направлении и проходящими в осевом направлении осевыми перемычками 62 (фиг. 18b). Предпочтительно, аналогичные конструктивные элементы, в частности, дуговые сегменты и/или осевые перемычки, расположены парами друг напротив друга.
По существу, некруглый зазор 58 сквозного отверстия внутри соединительной втулки 54 выгоден тем, что при введении соединительного участка 36 в зазор 58 соединительная втулка 54 деформируется. Такая деформация основана на изменении формы соединительной втулки 54 и на эластичных свойствах материала, причем каждая из причин способствует прочности фрикционного соединения. Для сравнения, фрикционное соединение зазора, имеющего исключительно круглое сечение, реализуется исключительно усилиями, обусловленными эластичностью материала соединительной втулки 54 и имеющими меньшую величину.
Когда соединительный участок 36 с зубчатым венцом 37 или без него вращают в некруглом зазоре 58, контактные поверхности сминают друг друга. Это происходит в том случае, если материал стержня 30 и/или соединительной втулки 54 эластично деформируется. В противном случае контактные поверхности трутся друг о друга.
Предпочтительно, вышеуказанное сочетание сил трения, обусловленных эластичностью материала и деформацией формы, может быть также получено за счет того, что зазор 58 центрального отверстия имеет круглое сечение, в то время как соединительный участок 36 имеет эллиптическое или, по существу, некруглое сечение (см. ниже). При этом наблюдаются вышеописанные эффекты, за исключением того, что формы соединительной втулки 54 и стержня 30 меняются местами.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения стержень 30 содержит соединительный участок 36 эллиптического или некруглого, не многоугольного сечения. Кроме того, зазор 58 сквозного отверстия соединительной втулки 54 также имеет эллиптическое или, по существу, некруглое сечение. Если учитывать возможные углы поворота между регулировочным болтом 3 и приемной деталью 5, то, предпочтительно, при двух эллиптических поперечных сечениях получаются диапазоны углов поворота с меньшими зажимными усилиями и диапазоны углов поворота с большими зажимными усилиями. Это следует из ориентации полуосей эллипсов обоих поперечных сечений друг относительно друга. Если короткие и длинные полуоси эллиптического сечения стержня и втулки параллельны друг другу, то зажимное усилие будет меньше по сравнению с положением, в котором длинная полуось эллиптического сечения стержня параллельна короткой полуоси эллиптического сечения втулки. Предпочтительно, при введении и первой регулировке регулировочного устройства 1 зажимное усилие и, следовательно, удерживающее усилие остаются низкими. Это облегчает регулировку. Когда регулировочное устройство 1 достигает оптимального положения регулировки, зажимное усилие увеличивается за счет дальнейшего вращения регулировочного болта. Таким образом, удерживающие усилия эксцентриковой головки 10 также увеличиваются и поддерживают расположение деталей А и В.
Если соединительный участок 36 содержит зубчатый венец 38 или узорчатую структуру, то есть структуру, регулярно изменяющуюся в окружном направлении, это обеспечивает ступенчатое перемещение регулировочного болта 3 внутри приемной детали 5 в форме втулки.
Помимо ступенчатого перемещения регулировочного болта 3 относительно приемной детали 5 в форме втулки такой вариант фиксирует положение и предотвращает обратное вращение регулировочного болта 3 внутри приемной детали 5 в форме втулки. Так, предпочтительно, блокировка осуществляется взаимным зацеплением осевых перемычек 38 и 62 или зацеплением осевой перемычки 38 между смежными дуговыми сегментами 60 в окружном направлении.
Предпочтительно, к соединительному участку 36 примыкает участок 40 меньшего диаметра. В осевом направлении он ограничен кольцевым буртиком 42 с плечом 44. В конце стержня 30, предпочтительно, предусмотрено второе приводное средство 46 в форме прямого или крестообразного шлица, гнезда Torx и т.п.
Также предпочтителен вариант, в котором регулировочный болт 3 имеет сквозное отверстие (не показанное на фигуре). Предпочтительно, поперечное сечение сквозного отверстия не является вращательно-симметричным, то есть введенный инструмент посредством геометрического замыкания соединяется с регулировочным болтом 3 без возможности проворачивания. Предпочтительно, введение в сквозное отверстие, представляющее собой по меньшей мере одно приводное средство регулировочного болта 3, возможно через оба концевых отверстия. Для этого сквозное отверстие, предпочтительно, имеет эллиптическое, угловое или многоугольное сечение, а вводимый инструмент имеет соответствующую, предпочтительно, комплементарную форму.
В описанных выше вариантах осуществления фрикционное соединение или самостопорение образуется между соединительным участком 36 регулировочного болта 3 и внутренней стороной 56 соединительной втулки 54. Также предпочтителен вариант, в котором соединительный участок 36 расположен напротив радиальной внутренней стороны 52 кольцевого фланца 50 или радиальной внутренней стороны пружинной перемычки 64, в частности, на кромке свободного конца 64. В этих альтернативных вариантах внутренняя сторона 52 или пружинная перемычка 64 имеют конструктивные признаки, раскрытые выше в сочетании с внутренней стороной 56. Это позволяет сделать регулировочный элемент короче и компактнее.
В зацепление с участком 40 между соединительным участком 36 и кольцевым буртиком 42 предпочтительно входит по меньшей мере один радиально изогнутый внутрь свободный конец 66 пружинной ножки 64. При введении стержня 30 в приемную деталь 5 в форме втулки концы 66 пружинных ножек 64 выдавливаются кольцевым буртиком 42 радиально наружу, после чего снова фиксируются на участке 40. Так как, предпочтительно, соединительный участок 36 и кольцевой буртик 42 образуют осевое поднутрение, концы 66 пружинной ножки 64 регулировочного болта 3 предотвращают осевое высвобождение из приемной детали 5 в форме втулки. Предпочтительно, направленная радиально внутрь и обращенная к кольцевому фланцу 50 кромка конца 66 заострена. Это затрудняет отсоединение регулировочного болта 3 от пружинных ножек 64. Также предпочтителен вариант, в котором участок 40 находится в другом осевом положении регулировочного болта 3, предотвращая возможность выпадения регулировочного болта 3. Предпочтительно, участок 40 может располагаться между участками 36 и 34.
Как было указано выше, кольцевой фланец 50 содержит внутреннюю стенку 52, предпочтительно, взаимодействующую с уплотнительной кромкой 34. Кроме того, кольцевой фланец 50, предпочтительно, содержит проходящий по окружности радиальный выступ 68, на котором имеется поверхность 70 прилегания, посредством которой приемная деталь 5 в форме втулки непосредственно или посредством уплотнения 7 опирается на первую деталь А. После введения приемной детали 5 в форме втулки в установочное отверстие D кромка 72, предпочтительно выступающая в осевом направлении и проходящая по окружности или по сегментам окружности, опирается на первую деталь А. При достаточном давлении на приемную деталь 5 в форме втулки в направлении RE введения радиальный выступ 68 деформируется в осевом направлении и создает определенное предварительное натяжение приемной детали 5 в форме втулки относительно первой детали А. В этом состоянии предварительного натяжения стопорные перемычки 78, предпочтительно, входят в зацепление в радиально наружном направлении и блокируют приемную деталь 5 в форме втулки в установочном отверстии D под деталью А.
Предпочтительно, уплотнение 7 расположено между поверхностью 70 прилегания и первой деталью А. После установки приемной детали 5 в форме втулки в установочное отверстие D уплотнение 7 удерживается между радиальным выступом 68 и деталью А.
Предпочтительно, приемная деталь в форме втулки 5 ниже кольцевого фланца 68 имеет некруглое сечение. Соответственно, приемная деталь 5 в форме втулки имеет, предпочтительно, сечение в форме правильного многоугольника, в частности, шестиугольника или восьмиугольника. Установочное отверстие D в первой детали А имеет комплементарную форму, что позволяет получить геометрическое замыкание между первой деталью А и приемной деталью 5 в форме втулки, исключающее возможность проворачивания. Адаптированные друг к другу формы установочного отверстия D и приемной детали 5 в форме втулки показаны на фигурах 15 и 16.
Кроме того, предпочтительно, приемная деталь 5 в форме втулки содержит выступающую в радиальном направлении позиционирующую перемычку 74, входящую в зацепление с соответствующим пазом 76, примыкающим к установочному отверстию D в первой детали А. С одной стороны, такое соединение исключает возможность проворачивания между первой деталью А и приемной деталью 5 в форме втулки даже в отсутствие геометрического замыкания между установочным отверстием D и приемной деталью 5 в форме втулки. Кроме того, предпочтительно, соединение позиционирующей перемычки 74 и паза 76 обеспечивает возможность сборки регулировочного устройства 1 в установочном отверстии D в выровненном положении. Если регулировочный болт 3 уже предварительно собран в приемной детали 5 в форме втулки, эксцентриковую головку 10 можно установить в заданном положении, основываясь на сочетании позиционирующей перемычки 74 и паза 76, реализуя тем самым угол поворота в первой детали А.
Предпочтительные варианты осуществления эксцентриковой головки 10 изображены на фиг. 9 и 10. Головка содержит приводное средство 14, форма и назначение которого соответствуют раскрытому выше приводному средству 46 на стержне 30. Как следует из видов с верху фиг. 9 и 10, эксцентриковая головка 10 имеет форму диска. В предпочтительном варианте осуществления этот диск имеет форму круга (см. фиг. 10), эллипса (не показано на фигуре), овала (не показано на фигуре), некруглую или асимметричную форму (не показано на фигуре), а в следующем предпочтительном варианте осуществления - форму сердца или эквидистантного профиля. Под эквидистантным профилем понимают контур постоянной ширины, замкнутая линия которого в любом положении внутри подходящего квадрата всегда касается всех сторон. Известным примером эквидистантного профиля является треугольник Рёло (см. фиг. 9).
Стержень 30 и, тем самым, ось вращения эксцентриковой головки 10 расположены нецентрально на эксцентриковой головке 10 (см. фиг. 4, 7, 11). Соответственно, окружная кромка 12 (см. выше) находится на разном удалении от центральной оси М в зависимости от угла поворота эксцентриковой головки 10 и, соответственно, регулировочного болта 3 относительно неподвижной первой детали А. Таким образом, если регулировочное ребро С второй детали В прилегает к кромке 12, то при вращении регулировочного болта 3 расстояние между кромкой 12 и центральной осью М изменяется, предпочтительно, увеличивается, и это изменение передается на вторую деталь В через регулировочное ребро С.Поскольку приемная деталь 5 в форме втулки неподвижно закреплена в первой детали А, то относительное положение деталей А, В изменяется при вращении регулировочного болта 3.
Эта взаимосвязь также показана на фиг. 11. Если, предпочтительно, эксцентриковая головка 10 с помощью приводного средства 14 будет повернута вправо на угол 90°, то точка Р1 кромки сместится до контакта с левым регулировочным ребром С1. Соответственно, левое регулировочное ребро С1, которое до вращения эксцентриковой головки 10 находилось на удалении LV от центральной точки М эксцентриковой головки 10, будет смещено влево на расстояние LV=L1-L2. При этом L1 - расстояние между центральной точкой М эксцентриковой головки 10 и точкой Р1 на кромке 12 на фиг. 11. По достижении оптимального положения регулировки, предпочтительно, зажимное усилие между стержнем 30 и соединительной втулкой 54 в этом диапазоне углов поворота стержня 30 по отношению к соединительной втулке 54 становится максимальным или по меньшей мере увеличивается.
При изменении направления вращения на обратное кромка 12, соответственно, входит в зацепление с другим регулировочным ребром С.Таким образом, деталь В также можно смещать в другом направлении, при условии наличия двух параллельных регулировочных ребер С.
Способ регулировки относительного положения двух деталей А, В можно описать следующими шагами. Сначала, на первом шаге, приемную деталь 5 в форме втулки фиксируют в установочном отверстии D неподвижной первой детали А. При этом предпочтителен вариант, в котором сначала устанавливают приемную деталь 5 в форме втулки, а затем вводят в нее регулировочный болт 3. Также предпочтителен вариант с предварительной сборкой регулировочного устройства 1, состоящего из приемной детали 5 в форме втулки и регулировочного болта 3. Соответственно, в этом случае в установочном отверстии D крепят регулировочное устройство 1 в сборе.
Также предпочтителен вариант, в котором выполняют базовую настройку эксцентриковой головки 10 относительно приемной детали 5 в форме втулки. Этот шаг может быть реализован уже в предварительно собранном состоянии регулировочного устройства 1. Также предпочтителен вариант, в котором эту настройку выполняют только после установки регулировочного устройства 1 в установочное отверстие D.
После этого вторую деталь В устанавливают таким образом, чтобы по меньшей мере одно регулировочное ребро С этой детали прилегало к кромке 12 эксцентриковой головки 10. Благодаря тому, что кромка 12 и регулировочное ребро С входят в зацепление друг с другом или по меньшей мере находятся в непосредственной близости друг от друга, при вращении регулировочного болта 3 кромка 12 гарантированно войдет в зацепление с регулировочным ребром С и сместит его в соответствии со своим вращением (см. выше). Таким образом, вращение эксцентриковой головки 10 с помощью одного из двух приводных средств 14, 46 на регулировочном болте 3 приведет к смещению второй детали B в боковом направлении относительно первой детали А. В связи с этим предпочтительно использовать приводное средство 14 для вращения регулировочного болта 3 или приводное средство 46, например, для вращения регулировочного болта 3 с внутренней стороны второй детали В, предпочтительно, кузова транспортного средства.
Во время этого процесса регулировки сначала, предпочтительно, происходит фрикционная фиксация профилированного соединительного участка 36 в некруглом зазоре 58 цилиндрического осевого участка 54 приемной детали 5. Кроме того, во время этого процесса регулировки регулировочный болт 3 вращают плавно (бесступенчато) или ступенчато, предпочтительно, сохраняя постоянное осевое положение в приемной детали 5 в форме втулки.
Что касается соединения регулировочного болта 3 с приемной деталью 5 в форме втулки, то эти элементы, предпочтительно, фиксируют между собой таким образом, чтобы регулировочный болт 3 удерживался на приемной детали 5 в форме втулки без возможности выпадения и с возможностью вращения.
Перечень ссылочных обозначений
А первая деталь
В вторая деталь
С регулировочное ребро
С1 левое регулировочное ребро
D установочное отверстие первой детали
1 регулировочное устройство
3 регулировочный болт
5 приемная деталь в форме втулки
7 уплотнение
10 эксцентриковая головка
12 радиальная окружная поверхность, кромка
14 первое приводное средство
30 цилиндрический стержень
32 уплотнительный участок
34 уплотнительная кромка
36 соединительный участок
37 зубчатый венец
38 осевая перемычка
40 участок
42 кольцевой буртик
44 плечо
46 приводное средство
50 кольцевой фланец
52 внутренняя стенка
54 соединительная втулка
56 внутренняя сторона соединительной втулки
58 зазор
62 осевая перемычка
64 пружинная ножка
66 свободный конец пружинной ножки
68 радиальный выступ
70 поверхность прилегания
72 кромка
74 позиционирующая перемычка
76 паз
78 фиксирующая перемычка
М центральная ось
Реферат
Изобретение относится к регулировочному устройству для регулировки относительного положения между неподвижно расположенной первой деталью А и установленной с возможностью смещения второй деталью В, содержащему: регулировочный болт с эксцентриковой головкой, цилиндрическим стержнем, содержащим соединительный участок, и двумя приводными средствами, расположенными на торцевых сторонах, а также приемную деталь в форме втулки, выполненную с возможностью приема цилиндрического стержня регулировочного болта, его удержания относительно приемной детали в форме втулки за счет фрикционного соединения с соединительным участком и регулировки его угла поворота, причем эксцентриковая головка образует проходящую по окружности радиальную поверхность прилегания, на которую вторая деталь может опираться таким образом, чтобы боковое положение второй детали относительно первой детали можно было регулировать вращением регулировочного болта с помощью одного из приводных средств. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил.
