用于将构件紧固在支座构件上的紧固系统的制作方法

本发明涉及一种紧固系统以便于将构件紧固在支座构件上，优选地紧固在车辆的支座构件上。这种紧固系统从us9587664b2中已知。该紧固系统包括紧固螺栓，该紧固螺栓可以插入穿过构件的贯通开口且可以紧固在支座构件的孔中。将弹性元件推进到紧固螺栓上，在安装状态中，该弹性元件弹性地抵靠在构件的上侧处，所述上侧面向紧固螺栓的螺栓头。此外，将套筒推进到紧固螺栓上，该套筒具有环形的套筒凸缘，抵靠在构件的从构件的上侧背离的下侧处。套筒还包括轴向衬套区段，套筒利用该轴向衬套区段推进到紧固螺栓上。套筒吸收在紧固螺栓的安装操作期间出现的压力。待紧固的构件以这种方式经受相对小的负载且受到保护免受过度应力。已知的紧固系统设有止挡件，所述止挡件预设紧固螺栓的从套筒最大程度拉出的轴向位置。在该位置中，紧固螺栓还相对远地凸出超过套筒的下端部。在一些应用中，可能期望进一步减小凸出量。此外，在一些应用中，需要使构件在振动方面和/或热方面从支座构件尽可能良好地隔离。

技术实现要素：

从解释的现有技术出发，本发明基于的目的是，提供一种上述类型的紧固系统，该紧固系统使得紧固螺栓能够从紧固系统被大程度地拉出并且同时实现构件从支座构件良好的隔离。

本发明通过权利要求1的主题来实现该目的。有利的实施方案可以在从属权利要求、说明书和附图中找到。

本发明通过一种紧固系统来实现该目的，该紧固系统用于将构件紧固在支座构件上，优选地紧固在车辆的支座构件上，该紧固系统包括紧固螺栓、以及外套筒和内套筒，所述紧固螺栓可以插入通过所述构件的贯通开口并且可以紧固在所述支座构件的固定孔中，所述内套筒轴向可运动地安装在所述外套筒的贯通开口中，其中所述内套筒形成用于所述紧固螺栓的贯通开口，所述紧固螺栓轴向可运动地安装在该贯通开口中，还包括第一弹性垫圈和第二弹性垫圈，所述第一弹性垫圈可以装配到所述外套筒并且被设计成在所述构件被紧固在所述支座构件上的状态中抵靠所述构件的第一侧，所述第二弹性垫圈也可以装配到所述外套筒上并且被设计成在所述构件被紧固在所述支座构件上的状态中抵靠所述构件的与所述第一侧相对的第二侧。

所述支座构件可以为车辆(例如客车或卡车)的支座构件。例如，所述支座构件可以为发动机缸体构件。但是其它支座构件也是可行的。待紧固的构件可以例如为隔热板或其它薄构件，例如金属板构件。但是其它构件也是可行的。

根据本发明的紧固系统包括五个部件，即紧固螺栓、外套筒、内套筒以及第一弹性垫圈和第二弹性垫圈。所述内套筒可以设计成中空圆柱形。所述外套筒也可以设计成中空圆柱形。所述紧固螺栓可以为螺纹螺栓，其外螺纹可以拧入到所述支座构件的固定孔的对应的内螺纹中。所述紧固螺栓可以例如由金属组成。所述第一弹性垫圈和第二弹性垫圈也可以由金属(例如弹簧钢)组成。所述第一弹性垫圈和第二弹性垫圈设计成弹性的。所述内套筒和所述外套筒可以例如由金属材料(例如钢材料)组成。

所述内套筒形成贯通开口，所述紧固螺栓被插入到该贯通开口中并且所述紧固螺栓轴向可运动地被安装在该贯通开口中。同时，所述外套筒形成贯通开口，所述内套筒，具体地与插入到所述内套筒中的紧固螺栓一起，被插入到该贯通开口中，所述紧固螺栓还相应地穿过所述外套筒。首先，所述第一弹性垫圈被推进到所述外套筒上。为此，所述第一弹性垫圈具有相应的中央开口。在装配状态中，所述第一弹性垫圈弹性地有弹力地抵靠在所述构件的从所述支座构件背离的第一侧上，具体地抵靠在所述构件的上侧上。在上述的状态中，其中第一弹性垫圈已被推进到所述外套筒上并且所述内套筒已经与所述紧固螺栓一起被插入到所述外套筒中，所述紧固系统被安置到所述构件的第一侧上。在此，所述外套筒穿过所述构件的贯通开口，从而接着所述第二弹性垫圈也可以从所述构件的面向所述支座构件的第二侧(例如所述构件的下侧)被推进到所述外套筒上。在安装状态中，所述第二弹性垫圈弹性地有弹力地安置到所述构件的第二侧上。所述两个弹性垫圈可以在此以轴向可运动的方式布置在所述外套筒上。

为了进一步安装，使所述构件与所述紧固系统相对于所述支座构件的固定孔对准并且将所述紧固螺栓插入(例如拧入)到所述支座构件的固定孔中。所述构件因此借助于所述紧固系统被紧固在所述支座构件上。鉴于从所述第一侧和所述第二侧将所述第一弹性垫圈和所述第二弹性垫圈弹性地有弹力地安置到所述构件上，故此所述构件在振动方面良好地从所述支座构件隔离。如果所述支座构件例如为在运行时振动的构件，例如发动机缸体构件，该振动基本上不被传递到所述构件则是有利的。对所述构件的损害或不期望的噪音形成得以避免。此外，例如在运行期间支座构件被显著加热的情况下可能出现因受热所致的尺寸变化，所述弹性垫圈对此种尺寸变化进行补偿。因此，这也提供了热隔离。

根据本发明，还可以尽可能地将所述紧固螺栓从所述紧固系统中拉出。为此，在一方面，所述紧固螺栓轴向可运动地被安装在所述内套筒中，从而所述紧固螺栓可以从所述内套筒中被拉出到例如由合适的止挡件(anschlagmittel)预设的轴向最大位置。在另一方面，所述内套筒轴向可运动地被安装在所述外套筒中，从而所述内套筒继而可以从所述外套筒中被拉出到例如由合适的止挡件预设的轴向最大位置。这种伸缩式设计使得所述紧固螺栓相对于所述外套筒并且由此相对于所述支座构件或者构件能够具有较大的轴向可移动性。

根据一种实施方案，所述外套筒和/或所述内套筒可以吸收在将所述紧固螺栓紧固在所述固定孔中期间产生的压力，从而所述构件没有经受任何可能危害构件完整性的压力。为了该目的，在所述构件被安装在所述支座构件上时，螺栓头可以抵靠在所述外套筒或者所述内套筒的面向所述螺栓头的端部处，并且所述外套筒或者所述内套筒的相对的端部可以抵靠在所述支座构件处。因此，在一方面，所述外套筒或者所述内套筒被支撑在所述螺栓头处，在另一方面，并且被支撑在所述支座构件处，并且最佳地保护所述构件。因此，可以实现将紧固螺栓以最大的程度插入到所述支座构件的固定孔中而对所述构件没有任何危害。在紧固期间出现的压力可以在此尤其完全地被所述外套筒或所述内套筒吸收。相应另一套筒则不必满足在压力吸收方面的任何特别要求。

根据另一种有利的实施方案，所述紧固螺栓、所述内套筒、所述外套筒和所述第一弹性垫圈可以在预安装位置中可防落地相互连接。以这种方式以对用户特别友好的方式将所述紧固系统的五个构件中的四个构件预安装。这种预安装状态也可以形成所述紧固系统的供货状态，从而仅仅两个部分必须供货并且在安装场地处理，即在一方面，预安装的紧固螺栓、内套筒、外套筒和第一弹性垫圈，以及在另一方面所述第二弹性垫圈。此种实施方案还实现在所述构件上简单的预安装，通过首先将由紧固螺栓、内套筒、外套筒和第一弹性垫圈组成的构件组装配到所述构件上并且插入穿过所述构件的贯通开口，接着将所述第二弹性垫圈从所述构件的另一侧推进到所述外套筒上来实现。在此预安装状态中，所述构件则可以与所述紧固系统容易地相对于所述支座构件对准以完成安装。

根据另一种实施方案，可以设置第一止挡件，所述第一止挡件预设所述紧固螺栓从所述内套筒中被轴向最大程度拉出的位置。例如，所述紧固螺栓和所述内套筒可以具有这样的第一止挡件。所述第一止挡件可以包括所述紧固螺栓和所述内套筒的共同配合的第一止挡凸出部。此外，所述内套筒和所述外套筒可以具有第二止挡件，所述第二止挡件预设所述内套筒从所述外套筒被轴向最大程度拉出的位置。所述第二止挡件继而可以包括所述内套筒和所述外套筒的共同配合的第二止挡凸出部。

上述实施方案可以有利地实现对紧固螺栓、内套筒和外套筒的防落的预安装。所述第一止挡件可以例如包括在所述紧固螺栓的杆部上的环形的止挡凸出部或者止挡环，以及在界定所述内套筒的贯通开口的壁的内侧上设置的止挡凸出部。但是，当然，相反的情况也是可行的，例如在所述内套筒的贯通开口的壁的内侧上形成的环形的凸出部，以及在所述紧固螺栓的杆部上形成的多个止挡凸出部。在此，具体地，在所述内套筒的贯通开口的壁的内侧上的一个或多个止挡凸出部形成在用于所述紧固螺栓的所述贯通开口的引入端部处，以使所述紧固螺栓在所述内套筒中的轴向行进路径最大化。所述第二止挡件可以包括在所述内套筒的壁的外侧上设置的环形的止挡凸出部，以及在界定所述外套筒的贯通开口的壁的内侧上形成的止挡凸出部。但是，另外也可设想到与此相反的实施方案，在所述内套筒的壁的外侧上形成的多个止挡凸出部，以及在所述外套筒的壁的内侧上形成的环形的止挡凸出部。再次为了在该情况中使所述内套筒在所述外套筒中的轴向行进路径最大化，在所述内套筒的壁的外侧上的一个或多个止挡凸出部形成在所述内套筒的与引入开口相对的端部的区域中，并且在所述外套筒的壁的内侧上的所述止挡凸出部形成在所述外套筒的贯通开口的在安装状态中从所述构件或者支座构件背离的引入端部的区域中。

根据另一种实施方案，所述第一止挡件可以包括可被装配到所述紧固螺栓上的止挡套筒。所述止挡套筒可以由塑料材料组成。在所述紧固系统的预安装状态中，所述止挡套筒处于紧固螺栓和内套筒之间。所述止挡套筒可以例如通过摩擦配合或形状配合预设所述紧固螺栓从所述内套筒被轴向最大程度拉出的位置。

为了将所述紧固螺栓预安装在所述内套筒中，紧固螺栓和内套筒的所述第一止挡件可以被引导而在优选地在弹性变形的情况下越过彼此。接着所述第一止挡件被紧固以防无意的松开。确切而言，必须重新有意地施加相应的拆卸力。因此，为了将所述内套筒预安装在所述外套筒中，内套筒和外套筒的所述第二止挡件可以被引导而优选地在所述内套筒和/或所述外套筒的弹性变形的情况下越过彼此。接着所述第二止挡件被紧固以防无意的松开。确切而言，必须重新有意地施加相应的拆卸力。

如上已述，所述外套筒具体地被设计成以第一端部穿过所述构件的贯通开口。所述外套筒可以在其第一端部处具有环形的横截面扩宽部，该横截面扩宽部阻止已被装配到所述外套筒上的所述第一弹性垫圈和/或所述第二弹性垫圈从所述外套筒上松开。这形成防落的预安装件的另一组成部分。因此，为了实现预安装状态，所述第一弹性垫圈可以通过施加足够的压力在弹性和/或塑性变形的情况下被迫越过环形的横截面扩宽部并且被推进到所述外套筒上。在配合的状态中，所述横截面扩宽部阻止所述第一弹性垫圈从所述外套筒上无意的松开。因此，在预安装状态中，所述第一弹性垫圈被防落地保持在所述外套筒上。但是，所述第一弹性垫圈可以通过施加相应的拉力在弹性变形的情况下再从所述外套筒上松开。所述第二弹性垫圈也可以在安装期间在弹性和/或塑性变形的情况下被迫越过所述环形的横截面扩宽部并且被推进到所述外套筒上，从而所述第二弹性垫圈也被保持在所述外套筒上。这使得根据本发明的紧固系统得以预安装在所述构件上，如上所述。

所述紧固螺栓优选地具有螺栓头，该螺栓头的横截面大于所述内套筒的外直径或者大于所述外套筒的贯通开口。所述螺栓头防止所述紧固螺栓在已被插入到所述内套筒中之后通过所述内套筒掉出或与所述内套筒一起通过所述外套筒掉出。此外，所述螺栓头可以用于接合安装工具。与限定紧固螺栓被轴向最大程度拉出的位置的第一止挡件和第二止挡件一起确保，所述紧固系统的相关的部件在预安装状态中防落地相互保持。

根据另一种实施方案，所述外套筒可以具有包围其贯通开口的引入端部的附接凸缘，在所述构件被紧固在所述支座构件上时，紧固螺栓的螺栓头抵靠在该附接凸缘处。所述引入端部是所述贯通开口的面向所述紧固螺栓的螺栓头的端部。在所述构件被安装在所述支座构件上时，在一方面，所述螺栓头抵靠在形成在所述外套筒的一个端部处的所述附接凸缘处。所述外套筒的相对的端部(第一端部)抵靠在所述支座构件处。由此，在所述紧固螺栓被拧入所述固定孔中时出现的压力可靠地被所述外套筒吸收。所述构件受到保护。

根据另一种实施方案，所述第一弹性垫圈和/或所述第二弹性垫圈可以具有卡圈，所述卡圈至少分段地包围中央开口并且在所述外套筒的轴向方向上延伸，通过该中央开口所述卡圈被推进到所述外套筒上。所述卡圈或者卡圈的这些部分降低在安装期间在相应的弹性垫圈和所述外套筒之间可能的倾斜(verkippung)。

本发明还涉及一种系统，该系统由根据本发明的紧固系统和支座构件以及待被紧固在该支座构件上的构件组成，该支座构件具有用于所述紧固螺栓的固定孔，所述构件具有用于所述紧固螺栓的贯通开口。所述系统可以具体地处于所述构件被完全安装在所述支座构件上的状态中。如上已述，所述支座构件可以为车辆的发动机缸体构件。又如上已述，所述构件可以例如为隔热板。

根据另一种实施方案，在所述构件被紧固在所述支座构件上的状态中，所述构件可以仅仅抵靠在所述紧固系统的第一弹性垫圈和第二弹性垫圈处。具体而言，所述构件不直接抵靠在所述外套筒处。以这种方式，不仅在振动方面，而且在热方面，都实现所述构件从所述支座构件的隔离。具体地，当所述支座构件为在运行期间显著受热的构件(例如发动机缸体构件)时，这可以是有利的。这样的支座构件可以在运行期间容易地达到高达350℃的温度。

根据另一种实施方案，所述支座构件可以具有凹口，所述凹口环形地包围所述固定孔以容纳所述外套筒的第一端部。所述凹口被适配成所述外套筒的第一端部的几何结构。例如，所述凹口可以为圆环形的，其直径仅稍微大于所述外套筒的第一端部的外直径，该第一端部具体地是圆柱形。所述凹口则精确配合地容纳所述外套筒的第一端部。此环形的凹口为所述紧固系统，具体地为所述紧固螺栓在安装期间相对于所述支座构件的容纳孔提供定中心功能。由此显著地简化安装。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的示例性实施例，其中：

图1示意性地示出根据本发明的紧固系统的分解图，部分地以截面图示出，

图2示意性地示出来自图1的紧固系统的内套筒的透视图，

图3示意性地示出来自图1的紧固系统的外套筒的透视图，

图4示意性地示出来自图1的紧固系统的弹性垫圈的透视图，

图5示意性地示出图1中所示的紧固系统的预安装位置，

图6示意性地示出来自图5的紧固系统处于部分安装状态中，

图7示意性地示出来自图5的紧固系统处于完全安装状态中，以及

图8示意性地示出对于另一支座构件而言图7的示图。

除非另有相反的说明，在附图中使用相同的附图标记来表示相同的对象。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的紧固系统的分解图，部分地以截面图示出。如图1所示，根据本发明的紧固系统包括五个部件，即紧固螺栓10、内套筒12、外套筒14、第一弹性垫圈16和第二弹性垫圈18。紧固螺栓10具有杆部20，该杆部例如具有外螺纹以便于拧入到支座构件的固定孔的内螺纹中。此外在杆部20上形成止挡环22，该止挡环形成止挡凸出部。此外，紧固螺栓10具有螺栓头24，带有顶板26和用于安装工具的接合区段28。

图2示意性地示出来自图1的紧固系统的内套筒的透视图。如图1和图2所示，在所示的示例中，内套筒12设计成中空圆柱形。该内套筒形成用于紧固螺栓10的杆部20的贯通开口32，所述贯通开口由套筒壁30界定。在所示的示例中，在贯通开口32的引入端部、在图1中上端部处，设有三个止挡凸出部34，所述止挡凸出部均匀地分布在套筒壁30的内侧的周缘上。在与引入端部相对的端部处在套筒壁30的外侧上形成环绕的止挡环36，所述止挡环形成止挡凸出部。内套筒12可以例如由金属组成。

图3示意性地示出来自图1的紧固系统的外套筒的透视图。如图1和图3所示，外套筒14也设计成中空圆柱形。套筒壁38界定贯通开口40，内套筒12可以插入到该贯通开口中，并且紧固螺栓10的杆部20与内套筒12可以一起穿过该贯通开口。在第一端部、在图1中下端部处，外套筒14的套筒壁38具有环绕的横截面扩宽部42。在其相对的端部处设有环绕附接凸缘44，所述相对的端部形成用于紧固螺栓10的杆部20的引入端部。此外，在示出的示例中，在图1中上端部附近，套筒壁38的内侧设有三个止挡凸出部46，所述止挡凸出部均匀地分布在周缘上。止挡凸出部46可以例如通过压凹套筒壁来形成，由此相应地在壁38的外侧上产生对应的凹口48。所述凹口当前不具有功能且相应地也可以略去。外套筒14可以例如也由金属组成。

在图4中示出了根据本发明的紧固系统的第一弹性垫圈16。所述第一弹性垫圈具有闭合的外环50，自该外环起多个弹性接片52径向向内延伸。弹性接片52(在示出的示例中设置六个弹性接片)共同形成中央开口54。此外在图4中可看出，在每个弹性接片52的自由端部处设有卡圈部分56，所述卡圈部分在中央开口54的轴向方向上延伸。所述卡圈部分56形成分段地包围中央开口54的卡圈。第一弹性垫圈16可以例如由金属组成，具体地由弹簧钢组成。第二弹性垫圈18以与第一弹性垫圈16相同的方式进行设计。第二弹性垫圈仅仅为了安装而被翻转，如例如在图1中可见。

参照图5至图7进一步解释将带有贯通开口60的构件58安装在带有固定孔64的支座构件62上的操作。如上文已述，固定孔64优选地具有与紧固螺栓10的外螺纹对应的内螺纹。构件58可以例如为隔热板。支座构件62可以例如为发动机缸体构件。但是其它构件和/或支座构件也是可行的。

图5示出根据本发明的紧固系统处于预安装位置中并且在被安装在构件58和支座构件62上之前。在此预安装位置时，紧固螺栓10、内套筒12、外套筒14和第一弹性垫圈16防落地相互连接。为了达到此预安装位置，将紧固螺栓10以其杆部20插入到内套筒12的贯通开口32中并且将内套筒12插入到外套筒14的贯通开口40中。此外，将第一弹性垫圈16以其中央开口54推进到外套筒14的套筒壁38上。图5在此示出紧固螺栓10处于从内套筒12轴向最大程度拉出的位置，并且内套筒12处于从外套筒14轴向最大程度拉出的位置。在该位置时，紧固螺栓10的止挡环22抵靠在内套筒12的止挡凸出部34处。内套筒12的止挡环36抵靠在外套筒14的止挡凸出部46处。此外，外套筒14的环形的横截面扩宽部42防止第一弹性垫圈16无意地从外套筒14脱落。此外，在图5中可看出，紧固螺栓10的顶板26的横截面具有比外套筒14的贯通开口40和内套筒12更大的横截面。由此，根据本发明的紧固系统的上述四个构件在图5中所示的预安装位置防落地相互保持。

当然，为了安装目的，相互作用的止挡凸出部需要被引导成部分地越过彼此。在每种情况下，这可以通过弹性变形和施加相应的压力来实现。因此，还可以通过施加相应的拉力再使图5中所示的预安装的构件相互脱离。但是，所述构件不会自行地松脱，从而可以在该状态下容易地将所述构件相对大量地集体配送到例如安装地点。

为了进一步预安装，自在图5中所示的预安装位置开始，首先将外套筒38推入到构件58的贯通开口60中并且将第二弹性垫圈18从该构件的相对侧装配到外套筒14上。在此，外套筒14的横截面扩宽部42继而穿过第二弹性垫圈18的中央开口54，从而接着第二弹性垫圈18与该构件58一起防落地连接到紧固系统的其他构件。在此预安装的状态中，构件58可以与紧固系统一起相对于支座构件62对准并且进入图6中所示的位置。

还应指出，支座构件62具有凹口66，所述凹口66环形地包围固定孔64以容纳外套筒14的第一端部，具体地以容纳外套筒14的横截面扩宽部42。凹口66在此被适配成横截面扩宽部42的形状。具体地，环形的凹口66具有的容纳直径仅仅不显著地大于横截面扩宽部42的外直径，从而该凹口66精确匹配地容纳该横截面扩宽部。这确保紧固系统和由此紧固螺栓10相对于支座构件62的固定孔64定中心，具体地如在图6中所示的在紧固螺栓10拧入之前的预安装状态中可见。

为了完成安装，从图6中所示的位置开始，将紧固螺栓10拧入到支座构件62的固定孔64中。在完成安装的状态中，螺栓头24的顶板26抵靠在外套筒14的附接凸缘44处。如附图中可见，外套筒14的相对端部经由横截面扩宽部42支撑在支座构件62上。以这种方式，外套筒14吸收在紧固螺栓10被拧入进程中出现的压力，从而所述压力没有被传递到构件58。

此外，在图7中可看出，在完成安装在支座构件上的状态中，构件58只与第一弹性垫圈16和第二弹性垫圈18接触，并且具体地不与外套筒14接触。由此实现构件58从支座构件62特别良好的振动隔离和热隔离。为了拆卸，可以将紧固螺栓10再次从固定孔64拧出且接着使构件58从支座构件62松开。另外，为了从构件58拆卸紧固系统，接着可以在弹性变形的情况下使第二弹性垫圈18越过横截面扩宽部42从外套筒14取下。

图8示出对于另一支座构件62’而言在图7中所示的示图。该支座构件62’不同于图6和7中所示的示例仅仅在于该支座构件62’不具有凹口66。外套筒14相应地支撑在支座构件62’的上侧上。来自图8的示例在其它方面对应于根据图1至图7解释的示例。

附图标记列表

10紧固螺栓

12内套筒

14外套筒

16第一弹性垫圈

18第二弹性垫圈

20杆部

22止挡环

24螺栓头

26顶板

28接合区段

30套筒壁

32贯通开口

34止挡凸出部

36止挡环

38套筒壁

40贯通开口

42横截面扩宽部

44附接凸缘

46止挡凸出部

48凹口

50外环

52弹性接片

54中央开口

56卡圈部分

58构件

60贯通开口

62支座构件

62’支座构件

64固定孔

66凹口