用于精確地定位部件的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于精確地定位部件的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法，具體提供一種用于對(duì)準(zhǔn)部件的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一部件和第二部件。所述系統(tǒng)還具有設(shè)置在所述部件中的至少一個(gè)上的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面。所述系統(tǒng)進(jìn)一步具有在所述部件中的至少一個(gè)中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口具有孔口壁，所述多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中，其中當(dāng)每個(gè)彈性凸起壁被接納到其對(duì)應(yīng)孔口中時(shí)，所述凸起壁與所述孔口壁之間的界面處發(fā)生彈性變形，并且其中所述彈性變形在所述多個(gè)彈性凸起壁上被彈性平均。
【專利說(shuō)明】用于精確地定位部件的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本專利申請(qǐng)要求享有2012年8月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61 / 683640的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入本申請(qǐng)中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及定位特征和系統(tǒng)，所述定位特征和系統(tǒng)用于在匹配操作期間對(duì)準(zhǔn)具有相對(duì)較小的尺寸或接觸區(qū)域的部件。更具體地，本發(fā)明涉及第一部件的多個(gè)彼此分開(kāi)的彈性弓形中空壁對(duì)準(zhǔn)特征，所述特征在匹配到第二部件的接納孔口對(duì)準(zhǔn)特征時(shí)平均彈性變形從而在匹配操作期間精確地對(duì)準(zhǔn)所述第一與第二部件。
【背景技術(shù)】
[0003]匹配具有相對(duì)較小的尺寸或接觸區(qū)域的部件時(shí)存在定位偏差的問(wèn)題，多個(gè)部件在所述接觸區(qū)域上匹配。在匹配這種部件時(shí)，匹配部件中通常沒(méi)有足夠空間提供直立凸出部以及對(duì)應(yīng)的凹式對(duì)準(zhǔn)特征-例如孔或槽縫形式的孔口。在這種情況下，定位位置和附接部分通常通過(guò)使用粘合劑-包括雙面膠帶附接來(lái)組合，其中所述部件彼此可視并且手動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)并且隨后壓成粘合接觸。這種部件的裝配通常導(dǎo)致部件之間非期望的不均勻間隙和空間-包括存在非期望的不同裝配之間的較大偏差。
[0004]因此，用于具有相對(duì)較小的尺寸或接觸區(qū)域的部件的改進(jìn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法是非常理想的，多個(gè)部件在所述接觸區(qū)域上匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于使部件彼此對(duì)準(zhǔn)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括第一部件和第二部件。所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)上的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口具有孔口壁，所述多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中，其中當(dāng)每個(gè)彈性凸起壁接納到其對(duì)應(yīng)孔口中時(shí)凸起壁與孔口壁之間的界面處會(huì)發(fā)生彈性變形，其中所述彈性變形響應(yīng)于每個(gè)具有大于其對(duì)應(yīng)孔口的橫截面的最大寬度的凸起壁而發(fā)生，并且其中所述彈性變形在所述多個(gè)彈性凸起壁上被彈性平均，使得所述第一部件相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
[0006]在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于在匹配操作期間精確地對(duì)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車(chē)的部件的方法。所述方法包括提供第一車(chē)輛部件，所述第一車(chē)輛部件包括連接到所述第一部件的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面。所述方法還包括提供第二車(chē)輛部件，所述第二車(chē)輛部件具有在其中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口都具有孔口壁，所述第二部件的多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中。所述方法進(jìn)一步包括將所述第一車(chē)輛部件匹配到所述第二車(chē)輛部件，其中在匹配期間，所述第一車(chē)輛部件通過(guò)使每個(gè)所述彈性凸起壁接納到其對(duì)應(yīng)孔口中來(lái)對(duì)準(zhǔn)到所述第二車(chē)輛部件。再進(jìn)一步，所述方法包括使每個(gè)彈性凸起壁與所述第二車(chē)輛部件中的其對(duì)應(yīng)孔口之間的界面彈性變形。又進(jìn)一步，所述方法包括在所述多個(gè)彈性凸起壁上執(zhí)行彈性變形的彈性平均，使得在匹配時(shí)，能實(shí)現(xiàn)所述第一車(chē)輛部件到所述第二車(chē)輛部件的精確定位。
[0007]方案1.一種用于使部件彼此對(duì)準(zhǔn)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括:
第一部件；
第二部件；
設(shè)置在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)上的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面；
在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口具有孔口壁，所述多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中，其中當(dāng)每個(gè)彈性凸起壁被接納到其對(duì)應(yīng)孔口中時(shí)，所述凸起壁與所述孔口壁之間的界面處發(fā)生彈性變形，其中所述彈性變形響應(yīng)于每個(gè)凸起壁具有大于其對(duì)應(yīng)孔口的橫截面的最大寬度而發(fā)生，并且其中所述彈性變形在所述多個(gè)彈性凸起壁上被彈性平均，使得所述第一部件相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
[0008]方案2.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性凸起壁包括彈性弓形壁。
[0009]方案3.如方案2所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性弓形壁每個(gè)都具有凸起壁表面和凹入壁表面。
[0010]方案4.如方案2所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述弓形壁包括半管狀壁。
[0011]方案5.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性凸起壁包括彈性非柱狀壁。
[0012]方案6.如方案5所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性非柱狀壁包括作為所述凸起表面的凸起多邊形表面。
[0013]方案7.如方案6所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性非柱狀壁包括作為所述非凸起表面的凹入多邊形表面。
[0014]方案8.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性變形包括每個(gè)凸起壁的彈力可逆彈性變形。
[0015]方案9.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中每個(gè)凸起壁的彈力可逆彈性變形包括所述凸起表面和所述非凸起表面的變形。
[0016]方案10.如方案8所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性變形進(jìn)一步包括每個(gè)孔口壁的彈力彈性變形。
[0017]方案11.如方案8所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一部件與第二部件彼此匹配時(shí)，所述彈性變形提供所述第一部件與第二部件的硬化組裝。
[0018]方案12.如方案8所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中在所述第一部件與第二部件已彼此匹配之后，預(yù)定數(shù)量的所述彈性凸起壁被熱鉚接。
[0019]方案13.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中每個(gè)彈性凸起壁都具有錐度，所述錐度使每個(gè)彈性凸起壁在其遠(yuǎn)離所述第一部件的端部上具有最小壁厚。[0020]方案14.如方案I所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述孔口包括長(zhǎng)形孔口。
[0021]方案15.如方案14所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述長(zhǎng)形孔口包括矩形孔□。
[0022]方案16.如方案14所述的彈性管對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中每個(gè)長(zhǎng)形孔口都在所述孔口的入口處具有傾斜孔口壁。
[0023]方案17.如方案I所述的彈性管對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述第一部件包括多個(gè)第一部件。
[0024]方案18.—種用于在匹配操作期間精確地對(duì)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車(chē)的部件的方法，所述方法包括:
提供第一車(chē)輛部件，所述第一車(chē)輛部件包括連接到所述第一部件的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面；
提供第二車(chē)輛部件，所述第二車(chē)輛部件具有在其中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口都具有孔口壁，所述第二部件的多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中；
將所述第一車(chē)輛部件匹配到所述第二車(chē)輛部件，其中在匹配期間，所述第一車(chē)輛部件通過(guò)使每個(gè)所述彈性凸起壁接納到其對(duì)應(yīng)孔口中來(lái)對(duì)準(zhǔn)到所述第二車(chē)輛部件；
使每個(gè)彈性凸起壁與所述第二車(chē)輛部件中的其對(duì)應(yīng)孔口之間的界面彈性變形；以及在所述多個(gè)彈性凸起壁上執(zhí)行彈性變形的彈性平均，使得在匹配時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述第一車(chē)輛部件到所述第二車(chē)輛部件的精確定位。
[0025]方案19.如方案18所述的方法，其中彈性變形包括每個(gè)彈性凸起壁的彈力可逆彈性變形。
[0026]方案20.如方案19所述的方法，其中在提供所述部件期間，所述彈性凸起壁與所述孔口的大小和位置發(fā)生制造偏差，其中所述制造偏差具有平均長(zhǎng)度X，并且其中所述彈性
平均的步驟提供減小的制造偏差長(zhǎng)度Xmin,其中Xmin=X/#，其中N是所述彈性凸起壁的數(shù)目。
[0027]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述而變得顯而易見(jiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]在下面對(duì)實(shí)施方式的詳細(xì)描述中，僅通過(guò)示例來(lái)呈現(xiàn)其他特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，所述詳細(xì)描述參閱附圖進(jìn)行，附圖中:
圖1是本文公開(kāi)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和組件的實(shí)施方式的示意性俯視平面圖；
圖2是圖1沿著切面2-2切開(kāi)的橫截面圖，圖中示出了本文公開(kāi)的彈性凸起壁的實(shí)施方式；
圖3是本文公開(kāi)的彈性凸起壁的另一個(gè)實(shí)施方式的橫截面圖；
圖4A-4G是本文公開(kāi)的彈性凸起壁的各種實(shí)施方式的示意性俯視圖；以及 圖5是本文公開(kāi)的對(duì)準(zhǔn)部件的組件的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明是一種用于精確匹配兩個(gè)部件-尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)部件的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)完全匹配時(shí)在凸式與凹式對(duì)準(zhǔn)特征之間不會(huì)有浮動(dòng)(或游隙)，以便提供具有硬化位置約束的精確對(duì)準(zhǔn)，但是對(duì)準(zhǔn)匹配每次都平順并且輕松地進(jìn)行。
[0030]下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的，并非旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。例如，所示出的實(shí)施方式包括可以用于例如標(biāo)識(shí)車(chē)輛品牌或制造商或車(chē)型或者車(chē)型特征或特性(例如，混合、AWD等)的車(chē)輛廠標(biāo)，但是所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可與任何適當(dāng)部件一起使用來(lái)提供用于精確定位的彈性平均以及匹配部件和部件應(yīng)用的所有方式的對(duì)準(zhǔn)，所述部件應(yīng)用包括許多工業(yè)、消費(fèi)產(chǎn)品(例如，消費(fèi)電子產(chǎn)品、各種裝置等)、運(yùn)輸、能源和航空航天應(yīng)用，并且尤其包括許多其他類(lèi)型的車(chē)輛部件和應(yīng)用-例如各種其他內(nèi)部、外部和發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的車(chē)輛部件和應(yīng)用。所述彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)尤其有利于兩個(gè)部件的精確匹配對(duì)準(zhǔn)，其中所述部件中的一個(gè)或兩個(gè)具有微小空間或者狹窄特征-例如框架、通道、肋或臂(其限定字母、標(biāo)識(shí)、符號(hào)或裝飾)，所述彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)將不適應(yīng)包括諸如完全彈性平均管或翼片的較大對(duì)準(zhǔn)特征的其他對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的實(shí)施。應(yīng)當(dāng)理解的是，相應(yīng)的附圖標(biāo)記在所有附圖中指代相同或相應(yīng)的部件和特征。
[0031]如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“彈性”或“彈性可變形的”等意指包括部件特征的部件或部件部分，它們包括具有大體上彈性變形特性的材料，其中所述材料構(gòu)造成其形狀、大小或兩者響應(yīng)于力的施加而經(jīng)歷彈力可逆變化。導(dǎo)致材料彈力可逆或者彈性變形的力可包括拉伸、壓緊、剪切、彎曲或扭轉(zhuǎn)力或者這些力的各種組合。彈性可變形的材料可具有諸如根據(jù)胡克定律描述的線性彈性變形或者非線性彈性變形。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)按照彈性平均的原理操作。多個(gè)幾何分開(kāi)的彈性凸起壁(凸式)對(duì)準(zhǔn)特征設(shè)置在第一部件上，同時(shí)多個(gè)一一對(duì)應(yīng)的孔口(凹式)對(duì)準(zhǔn)特征設(shè)置在第二部件上，其中所述彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征具有超過(guò)所述孔口對(duì)準(zhǔn)特征的橫截面的最大寬度。然而，第一和第二部件可每個(gè)都具有一些彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征和一些孔口對(duì)準(zhǔn)特征，只要它們一一對(duì)應(yīng)而使得它們可彼此接合。在第一部件匹配到第二部件期間，每個(gè)彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征都分別接合其對(duì)應(yīng)的孔口對(duì)準(zhǔn)特征。隨著彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征被接納到孔口對(duì)準(zhǔn)特征中，通過(guò)所述彈性凸起壁與孔口對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處的平均彈性變形來(lái)適應(yīng)彈性凸起壁以及孔口對(duì)準(zhǔn)特征的位置和大小方面的任何制造偏差。這種跨越多個(gè)彈性凸起壁與孔口對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均提供了第一與第二部件之間(當(dāng)它們彼此匹配時(shí))的精確對(duì)準(zhǔn)，并且所述匹配平順并且容易地進(jìn)行。
[0033]彈性平均提供匹配部件之間的界面的彈性變形，其中平均變形提供精確對(duì)準(zhǔn)，制
造定位偏差被最小化為Xmin,限定為Xmin=X/ 4m，其中X是匹配部件的位置特征的制造定
位偏差并且N是插入特征的數(shù)目。為了實(shí)現(xiàn)彈性平均，彈性可變形的部件構(gòu)造成具有至少一個(gè)特征并且其接觸表面被過(guò)度約束，并且提供與另一個(gè)部件的匹配特征及其接觸表面的過(guò)盈配合。過(guò)度約束狀態(tài)以及過(guò)盈配合使所述至少一個(gè)特征或所述匹配特征中的至少一個(gè)或者兩個(gè)特征都彈力可逆地(彈性地)變形。部件的這些特征的彈力可逆性質(zhì)允許部件可重復(fù)地插入和移出，從而幫助它們裝配和拆卸。部件的定位偏差可導(dǎo)致施加在接觸表面的區(qū)域上的力的變化，從而在處于干涉狀態(tài)的部件的插入期間被過(guò)度約束和接合。應(yīng)當(dāng)理解的是，單個(gè)插入部件可相對(duì)于部件的周長(zhǎng)的長(zhǎng)度被彈性地平均。彈性平均的原理分別在2011年7月21日提交以及2012年8月6日提交的共同所有、同時(shí)待決的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/187675和13/567580中詳細(xì)描述，所述美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入本申請(qǐng)中。上述實(shí)施方式提供了將不與上述彈性平均原理兼容的現(xiàn)有部件轉(zhuǎn)變成便于彈性平均的組件的能力以及隨之產(chǎn)生的益處。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征可通過(guò)彈性凸起壁的凸起壁表面的彈性壓緊而彈性變形，所述變形優(yōu)選地是彈力可逆的。在本發(fā)明的示例性應(yīng)用中，彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征與第一部件連接(通常整體地)并且相對(duì)于第一部件的預(yù)定表面處于直立、垂直關(guān)系。進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，能夠但不必須地，對(duì)應(yīng)孔口對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件可通過(guò)孔口的孔口壁的彈性膨脹來(lái)彈性變形，所述變形優(yōu)選地是彈力可逆的。在示例性實(shí)施方式中，孔口對(duì)準(zhǔn)特征通常作為第二部件的預(yù)定表面中的槽縫或孔設(shè)置在第二部件中，其中彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征的最大寬度超過(guò)孔口對(duì)準(zhǔn)特征的橫截面寬度(即，存在干涉狀態(tài))，從而隨著每個(gè)彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征接納到其對(duì)應(yīng)孔口對(duì)準(zhǔn)特征中而發(fā)生彈性變形。精確對(duì)準(zhǔn)的匹配過(guò)程是平順并且容易地執(zhí)行的。這是通過(guò)彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征的錐度(隨著高度增加直徑變小)而改善的以便幫助它們初始進(jìn)入孔口對(duì)準(zhǔn)特征，并且通過(guò)使孔口對(duì)準(zhǔn)特征的孔口壁成斜角來(lái)改善以便使孔口壁與彈性凸起壁的界面處的彈性變形局部變明顯。
[0035]在操作中，隨著第一和第二部件匹配在一起，它們之間的初始接觸在多個(gè)幾何分開(kāi)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件處，所述彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)入它們的一一對(duì)應(yīng)的孔口對(duì)準(zhǔn)特征中。因?yàn)閺椥酝蛊鸨趯?duì)準(zhǔn)特征的寬度相對(duì)于孔口對(duì)準(zhǔn)特征的橫截面具有較大尺寸，所以在它們之間的界面處發(fā)生彈性變形，并且這種變形在多個(gè)彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征的幾何分布上被平均。當(dāng)?shù)谝缓偷诙考纪耆ヅ鋾r(shí)對(duì)準(zhǔn)變得精確，因?yàn)楫?dāng)這些部件達(dá)到最終匹配時(shí)彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征的錐度提供最大寬度的孔口對(duì)準(zhǔn)特征的橫截面。當(dāng)實(shí)現(xiàn)附接形態(tài)-例如螺紋緊固件、熱鉚接、超聲波焊接、止退螺母、夾子等時(shí)，表明已精確對(duì)準(zhǔn)，兩個(gè)部件之間的可視結(jié)合部是完美的A級(jí)精整部并且已安置的部件之間需要預(yù)定間隙和空間。
[0036]現(xiàn)參閱附圖，圖1-5描繪了本文公開(kāi)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)和功能的各種示例。
[0037]彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100根據(jù)彈性平均的原理操作。多個(gè)彼此分開(kāi)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)特征(用作凸式對(duì)準(zhǔn)特征)102(此后簡(jiǎn)稱為“彈性凸起壁”)設(shè)置在第一部件106的第一表面104上，或者多個(gè)第一部件106上(圖1)。如圖1-3最清楚示出的，彈性凸起壁102垂直于第一表面104直立，其中第一部件106的表面上有6個(gè)彼此分開(kāi)的彈性凸起壁。彈性凸起壁可以任何適當(dāng)圖樣分開(kāi)，并將優(yōu)選地以提供第一部件106與第二部件114的預(yù)定對(duì)準(zhǔn)的圖樣或幾何分布來(lái)布置-例如第一部件106 (或者部件)的周邊120以預(yù)定間隙或空間(例如均勻間隙或空間)嵌在第二部件114的匹配凹部124的周邊122內(nèi)。彈性凸起壁102中的每個(gè)都是凸起形狀的并且具有凸起壁表面103。彈性凸起壁102的凸起壁表面103可具有任何適當(dāng)凸起形狀-包括所有方式的凸起彎曲表面形狀(圖4A-4D)以及多邊形凸起表面形狀(圖4E-4G)。適當(dāng)?shù)耐蛊饛澢诒砻?03形狀包括任何凸起弓形壁表面103形狀-例如半或部分管狀(圖1-3和4A)、橢圓形(圖4B)和半月形(圖4C)以及具有凸起弓形壁表面103的大體上多邊形狀。適當(dāng)?shù)耐蛊鸲噙呅伪诒砻?03形狀包括它們之間具有各種銳角的任何規(guī)則或非規(guī)則多邊形表面形狀-包括各種4邊形(圖4E)、3邊形(圖4F)以及2邊形(圖4G)。彈性凸起壁102還具有對(duì)置的壁表面105。所述對(duì)置的壁表面105可具有允許包括各種凹入壁表面(圖4A-G)的凸起壁表面103彈性變形的任何適當(dāng)形狀。凸起壁表面103和對(duì)置的壁表面105可以任何方式組合，包括與任何對(duì)置壁表面105 —起示出的任何凸起壁表面103。這些形狀僅示例性地示出了可能采用的許多彎曲和多邊形壁表面103以及對(duì)置的壁表面105。如圖2和3所示，彈性凸起壁具有最大寬度(Wm)。彈性凸起壁102還可具有斜面107，所示斜面107接近壁的遠(yuǎn)側(cè)端109。斜面107可沿著壁的一部分延伸(圖3)或者沿著整個(gè)壁延伸(圖2)。彈性凸起壁102是彈性的-優(yōu)選地具有堅(jiān)挺的彈性，其中所述形狀響應(yīng)于施加到其上并且足以使彈性凸起壁102彈性變形的彈性壓緊力而彈力可逆地變形。
[0038]多個(gè)孔口對(duì)準(zhǔn)特征(用作凹式對(duì)準(zhǔn)特征)110(此后簡(jiǎn)稱為“孔口”)設(shè)置在第二部件114的第二表面112中并且定位成與多個(gè)彈性凸起壁102 —一對(duì)應(yīng)；也就是說(shuō)，每個(gè)彈性凸起壁都有可接納其的對(duì)應(yīng)孔口。因此，所述多個(gè)孔口的幾何分布與多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布是協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁可接納到其對(duì)應(yīng)孔口中。雖然孔口 110被示出為長(zhǎng)形槽縫，但是清楚的是，孔口形狀可以是其他方式的-例如長(zhǎng)形孔、大體上圓孔等。優(yōu)選地，限定孔口對(duì)準(zhǔn)特征102的開(kāi)口邊界的孔口壁116是傾斜壁116a。如在此描述的，孔口110設(shè)置在其中的第二部件114的優(yōu)選材料是具有彈性特性以便在沒(méi)有破裂的情況下變形的材料。
[0039]如圖1所示，孔口 110可具有任何適當(dāng)形狀-包括具有大于寬度(W2)的長(zhǎng)度(L)的長(zhǎng)形，所述長(zhǎng)形形狀是例如矩形、圓角矩形或者具有通過(guò)向外延伸、對(duì)置彎曲(例如圓形)的弧限定的端部的矩形形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，長(zhǎng)形孔口可具有除端部區(qū)域外大體上均勻的孔口寬度，如在此描述的，所述端部區(qū)域可以是圓的或者彎曲的。給定部件的孔口可具有相同大小或不同大小。第二部件114的孔口 110具有第二孔口寬度(W2)。
[0040]在圖1中，第二部件114的長(zhǎng)形孔口 110具有沿著它們的長(zhǎng)度(即長(zhǎng)形尺寸)的長(zhǎng)軸線111。對(duì)于對(duì)應(yīng)孔口 110，所述孔口可布置成使得對(duì)應(yīng)軸線彼此平行或者彼此不平行。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二長(zhǎng)軸線111的預(yù)定部分平行。在另一個(gè)實(shí)施方式中，第二長(zhǎng)軸線111的預(yù)定部分不平行于其他第二長(zhǎng)軸線111，并且可垂直于這些軸線。
[0041]第一和第二部件106、114可包括機(jī)動(dòng)車(chē)部件；然而，這不是必須的。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100可采用任何適當(dāng)數(shù)量的部件，而非限于僅具有兩個(gè)部件的應(yīng)用。雖然使用兩個(gè)部件描述本文的實(shí)施方式，但是也可以使用本文描述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100對(duì)準(zhǔn)多于兩個(gè)的部件，包括3個(gè)、4個(gè)等任何數(shù)量的部件。
[0042]如圖2和3示意性描繪的，彈性凸起壁102的最大寬度1超過(guò)孔口 110的寬度W2,從而隨著每個(gè)彈性凸起壁被接納到其對(duì)應(yīng)孔口中而進(jìn)行彈性變形。如圖2和3中，由于孔口壁116的傾斜壁116a，管壁102a的彈性變形局部變明顯，其中在孔口壁接觸表面116a與管壁102a之間提供了相對(duì)較小的接觸區(qū)域。因?yàn)榭卓诒谂c管壁之間的壓緊力受限于孔口壁接觸表面的較小表面區(qū)域，所以提供了較高的壓緊壓力。
[0043]第一部件106匹配到第二部件114的過(guò)程是通過(guò)錐度(隨著高度增加直徑變小)的幫助而平順并且容易地執(zhí)行的，所述錐度如圖3處通過(guò)彈性凸起壁102的遠(yuǎn)側(cè)端109和近側(cè)端101的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)直徑130a和130b來(lái)比較示出。關(guān)于這點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝缓偷诙考_(dá)到其最終匹配時(shí)在孔口 110的橫截面處，彈性凸起壁的錐度具有較大直徑130b(它可以是最大直徑)；進(jìn)一步，所述錐度可以在遠(yuǎn)側(cè)端109處具有彈性凸起壁102的最小直徑130a以便使彈性凸起壁容易初始進(jìn)入孔口。
[0044]在第一部件106匹配到第二部件114期間，每個(gè)彈性凸起壁102都分別接合其對(duì)應(yīng)孔口 110，其中隨著彈性凸起壁進(jìn)入孔口中，通過(guò)多個(gè)彈性凸起壁和孔口的平均彈性變形適應(yīng)其位置和大小方面的任何制造偏差。這種橫越多個(gè)彈性凸起壁及孔口 102、110的彈性平均在所述第一和第二部件106、114與任何額外部件之間(當(dāng)它們相對(duì)于彼此最終匹配時(shí))提供精確對(duì)準(zhǔn)。
[0045]進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，能夠但不是必須地，孔口 110也將可以通過(guò)孔口側(cè)壁的彈性膨脹來(lái)彈性變形，所述變形也優(yōu)選地是彈力可逆的。
[0046]下面描述了彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100的操作。第一和第二部件106、114非常接近差不多對(duì)準(zhǔn)。隨著第一與第二部件106、114匹配在一起，它們之間通過(guò)多個(gè)幾何分開(kāi)的彈性凸起壁102進(jìn)入它們的一一對(duì)應(yīng)孔口 110而初始接觸，其中第一與第二部件彼此對(duì)準(zhǔn)。在圖1-3中對(duì)準(zhǔn)是精確的，其中第一和第二部件106、114現(xiàn)已完全匹配。對(duì)準(zhǔn)是精確的，因?yàn)閺椥酝蛊鸨?02相對(duì)于孔口 110的橫截面具有較大尺寸(例如最大)的直徑,這導(dǎo)致所述壁的彈性變形，并且這種彈性變形在多個(gè)幾何分布的彈性凸起壁上被彈性平均。當(dāng)實(shí)現(xiàn)附接形態(tài)-例如螺紋緊固件、熱鉚接(例如，通過(guò)局部熔化和變形管的頂部)、超聲波焊接等時(shí)，表明已精確對(duì)準(zhǔn)，并且如果部件包括使用者可視的表面，那么兩個(gè)部件之間的可視結(jié)合部可包括具有A級(jí)精整度的示出表面。
[0047]彈性凸起壁102和孔口 110可分別位于第一或第二部件上，并且實(shí)際上，一些彈性凸起壁和一些孔口可存在于這些部件中的每個(gè)上。另外，雖然半管狀彈性凸起壁102是尤其有利的，但是形狀還可以任意組合包括其他彎曲和非彎曲形狀-包括在第一部件106或第二部件114或者它們兩者上具有不同形狀的彈性凸起壁。
[0048]可以通過(guò)前面的描述理解本發(fā)明的多個(gè)顯著方面和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明:1)消除了與現(xiàn)有技術(shù)的2路和4路定位方案所需的間隙相關(guān)的制造偏差；2)通過(guò)彈性平均定位偏差降低了制造偏差；3)消除了現(xiàn)有技術(shù)中存在的部件的浮動(dòng)；4)提供了通過(guò)平均每個(gè)位置特征偏差來(lái)減少定位偏差的過(guò)度約束狀態(tài)，并且另外硬化結(jié)合部來(lái)降低所需緊固件的數(shù)量；5)提供了更精確的部件定位；以及6)提供了匹配的第一和第二部件的硬化組裝，所述匹配的第一和第二部件的硬化組裝通過(guò)相對(duì)于彼此彈性變形而減少或消除了嗡嗡聲、吱吱聲和咯咯聲(BSR)并且從而改進(jìn)了部件的組裝的噪聲、振動(dòng)和平順性(NVH)性能。
[0049]任何適當(dāng)?shù)膹椥钥勺冃尾牧隙伎捎糜诘谝徊考?06或第二部件114，例如尤其是那些當(dāng)形成為本文描述的特征時(shí)彈性可變形的材料。這包括各種金屬、聚合物、陶瓷、無(wú)機(jī)材料或玻璃，或者任何前述材料的復(fù)合材料，或者它們的任何其他組合?？梢灶A(yù)想許多復(fù)合材料-包括各種填充聚合物，所述填充聚合物包括玻璃、陶瓷、金屬和無(wú)機(jī)材料填充聚合物-尤其是玻璃、金屬、陶瓷、無(wú)機(jī)或碳纖維填充聚合物?？梢圆捎萌魏芜m當(dāng)?shù)奶畛湮镄螒B(tài)-包括所有形狀和大小的微粒或纖維。更具體地，可以使用任何適當(dāng)類(lèi)型的纖維-包括連續(xù)和非連續(xù)纖維、織造和非織造布料、氈或絲束或者它們的組合。可以使用任何適當(dāng)?shù)慕饘?包括各種等級(jí)的鋼與合金鋼、鑄鐵、鋁、鎂或鈦或者它們的組合，或者它們的任何其他組合。聚合物可包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物或者它們的復(fù)合材料，或者它們的任何其他組合-包括多種共聚物和聚合物混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的塑料是具有彈性性能以便在不破裂的情況下彈性變形的塑料，所述優(yōu)選塑料例如是包括丙烯腈二乙烯丁二烯(ABS)并且更具體地包括聚碳酸酯ABS聚合物混合物(PC/ABS)的材料。所述材料可具有任何形式并且通過(guò)任何適當(dāng)過(guò)程形成或制造-包括沖壓或成型金屬、復(fù)合材料或其他板狀材料、鍛件、擠壓部件、沖壓部件、鑄件或者成型部件等，以便包括可變形特征以及本文描述的部件。彈性凸起壁102可以任何適當(dāng)形式形成。它們可與第一部件106整體形成或制造或者它們可以一起獨(dú)立地形成并且附接到第一部件，或者它們可以全部獨(dú)立地形成并且附接到第一部件。當(dāng)獨(dú)立地形成時(shí)，它們可以由與第一部件106的那些材料不同的材料形成以便提供例如預(yù)定彈性響應(yīng)特性。所述的一種或多種材料可選定為提供第一部件106或第二部件114中任一或者所有部件的預(yù)定彈性響應(yīng)特性。所述預(yù)定彈性響應(yīng)特性可包括例如預(yù)定彈性模量。
[0050]在示例性實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于在匹配操作期間精確地對(duì)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車(chē)的部件的方法200。所述方法200包括提供第一車(chē)輛部件106的步驟210，所述第一車(chē)輛部件包括連接到所述第一部件的多個(gè)直立彈性凸起壁102，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面103和對(duì)置壁表面105。所述方法還包括提供第二車(chē)輛部件114的步驟220，所述第二車(chē)輛部件114具有在其中形成的多個(gè)孔口 110，每個(gè)孔口都具有孔口壁116，所述第二部件的多個(gè)孔口的幾何分布與多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中。所述方法進(jìn)一步包括將第一車(chē)輛部件匹配到第二車(chē)輛部件的步驟230，其中在匹配期間所述第一車(chē)輛部件通過(guò)將每個(gè)所述彈性凸起壁接納到其對(duì)應(yīng)孔口中來(lái)與第二車(chē)輛部件對(duì)準(zhǔn)。再進(jìn)一步，所述方法200包括使每個(gè)彈性凸起壁與第二車(chē)輛部件中的其對(duì)應(yīng)孔口之間的界面彈性變形的步驟240。又進(jìn)一步，所述方法包括在多個(gè)彈性凸起壁上執(zhí)行彈性變形的彈性平均的步驟250，使得在匹配時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一車(chē)輛部件到第二車(chē)輛部件的精確定位。
[0051]雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明做出各種改變并且可用等同元件來(lái)代替本發(fā)明的元件。另外，在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可做出多種改型以使本發(fā)明的教導(dǎo)適應(yīng)特定情況或材料。因此，本發(fā)明將不局限于所公開(kāi)的特定實(shí)施方式；相反，本發(fā)明將包括落入本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使部件彼此對(duì)準(zhǔn)的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括: 第一部件； 第二部件； 設(shè)置在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)上的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面； 在所述第一部件和第二部件中的至少一個(gè)中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口具有孔口壁，所述多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中，其中當(dāng)每個(gè)彈性凸起壁被接納到其對(duì)應(yīng)孔口中時(shí)，所述凸起壁與所述孔口壁之間的界面處發(fā)生彈性變形，其中所述彈性變形響應(yīng)于每個(gè)凸起壁具有大于其對(duì)應(yīng)孔口的橫截面的最大寬度而發(fā)生，并且其中所述彈性變形在所述多個(gè)彈性凸起壁上被彈性平均，使得所述第一部件相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
2.如權(quán)利要求1所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性凸起壁包括彈性弓形壁。
3.如權(quán)利要求2所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性弓形壁每個(gè)都具有凸起壁表面和凹入壁表面。
4.如權(quán)利要求2所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述弓形壁包括半管狀壁。
5.如權(quán)利要求1所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性凸起壁包括彈性非柱狀壁。
6.如權(quán)利要求5所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性非柱狀壁包括作為所述凸起表面的凸起多邊形表面。
7.如權(quán)利要求6所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性非柱狀壁包括作為所述非凸起表面的凹入多邊形表面。
8.如權(quán)利要求1所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述彈性變形包括每個(gè)凸起壁的彈力可逆彈性變形。
9.如權(quán)利要求1所述的彈性凸起壁對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中每個(gè)凸起壁的彈力可逆彈性變形包括所述凸起表面和所述非凸起表面的變形。
10.一種用于在匹配操作期間精確地對(duì)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車(chē)的部件的方法，所述方法包括: 提供第一車(chē)輛部件，所述第一車(chē)輛部件包括連接到所述第一部件的多個(gè)直立彈性凸起壁，所述凸起壁每個(gè)都具有凸起壁表面和非凸起壁表面； 提供第二車(chē)輛部件，所述第二車(chē)輛部件具有在其中形成的多個(gè)孔口，每個(gè)孔口都具有孔口壁，所述第二部件的多個(gè)孔口的幾何分布與所述多個(gè)彈性凸起壁的幾何分布成協(xié)調(diào)關(guān)系，使得每個(gè)彈性凸起壁都可接納到對(duì)應(yīng)孔口中； 將所述第一車(chē)輛部件匹配到所述第二車(chē)輛部件，其中在匹配期間，所述第一車(chē)輛部件通過(guò)使每個(gè)所述彈性凸起壁接納到其對(duì)應(yīng)孔口中來(lái)對(duì)準(zhǔn)到所述第二車(chē)輛部件； 使每個(gè)彈性凸起壁與所述第二車(chē)輛部件中的其對(duì)應(yīng)孔口之間的界面彈性變形；以及 在所述多個(gè)彈性凸起壁上執(zhí)行彈性變形的彈性平均，使得在匹配時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述第一車(chē)輛部件到所述第二車(chē)輛部件的精確定位。
【文檔編號(hào)】B23P19/10GK103586684SQ201310355013
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】J.科隆波, S.E.莫里斯, M.D.理查森 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司