彈性對準和保持系統和方法
【專利摘要】本發明涉及彈性對準和保持系統和方法。彈性凸壁對準和保持系統包括第一部件，第二部件，設置在第一部件和第二部件中的至少一個上的多個彈性凸壁，每個彈性凸壁都具有凸壁表面，非凸壁表面和縱軸線和一對分開的保持特征，保持特征關于該軸線彼此相對，每個保持特征從凸壁表面向外延伸；和多個形成在第一部件和第二部件的至少一個中的多個小開口，每個小開口具有小開口壁，多個小開口被構造和布置成使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內，其中每個彈性凸壁被構造成當插入時在凸壁和小開口壁之間的界面處彈性變形，以建立第一部件到第二部件的彈性平均位置。
【專利說明】彈性對準和保持系統和方法
[0001]相關申請的交叉引用
本專利申請要求2012年9月19日提交的美國臨時專利申請61/703252的優先權，其通過引用全部并入本文。
【技術領域】
[0002]本發明涉及用于在配合操作中用于對準和保持具有相當小的尺寸或接觸面積的部件的定位特征和系統。
【背景技術】
[0003]當前，在制造過程中要被配合在一起的部件通過2位和/或4位陽型對準特征相對于彼此相互定位，該特征通常是直立的凸臺，并且被接收在對應的陰型對準特征中，通常是孔或狹槽形式的小開口。在陽型對準特征和它們的相應的陰型對準特征之間存在間隙，該間隙是預定的以匹配陽型和陰型對準特征由于制造(或建造)變化而產生的預期的大小和位置變化公差。因此，會在配合的第一部件和第二部件之間出現顯著的位置變化，這是出現在它們之間的不可取的大且變化的缺口以及其它方式的較差配合的原因之一。
[0004]位置變化的問題還存在于具有相當小的尺寸或接觸面積的部件的配合和保持中，這些部件在所述尺寸或接觸面積上配合。在配合這種部件時，經常沒有足夠的空間來提供直立的凸臺和在配合的部件中的對應的陰型對準特征，例如以孔或狹槽形式的小開口。在這種情況下，位置的定位和保持經常通過使用粘合劑的附接被組合在一起，粘合劑包括雙面粘性膠帶，在這種情況下這些部件被視覺地且手動地彼此對準并被按壓以粘性接觸。這種部件的組裝經常導致不可取的在部件之間的不一致的缺口和間距，包括存在不可取的較大的組件到組件的變化。
[0005]除了這種位置變化之外，一旦建立了期望的位置，部件就需要被保持在該期望位置。熱鉚固鄰近的部件是已經被利用的方法。不過，其不總是可取的方法，尤其是在鄰近的部件和/或所使用的對準特征很小時。熱鉚固在可用的空間包絡或者特征的材料量很小以至于部件不容易適合于熱鉚固或使用其它的保持設備或方法時也是不可取的。
[0006]因此，非常可取的是，一種改進的對準和保持系統和方法，其用于具有相當小的尺寸或接觸面積的部件，所述部件在所述尺寸或接觸面積上配合。

【發明內容】

[0007]在一個示例性實施例中，公開了用于彼此對準部件的彈性凸壁對準系統。該系統包括第一部件和第二部件。該系統還包括設置在第一部件和第二部件中的至少一個上的多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面和非凸壁表面以及縱軸線。系統還包括一對間隔開的保持特征，它們關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸。該系統還包括形成在第一部件和第二部件中的至少一個內的多個小開口，每個小開口具有小開口壁，多個小開口被構造成和布置成使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內，其中每個彈性凸壁被構造成當彈性凸壁被插入相應的小開口時在凸壁和小開口壁之間的界面處彈性變形以建立第一部件到第二部件的彈性平均位置，其中每個彈性凸壁具有的寬度大于其相應的小開口的截面。
[0008]在另一示例性實施例中，公開了用于在配合操作期間對準機動車的部件的方法。該方法包括提供第一車輛部件，該第一車輛部件包括多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面、非凸壁表面、縱軸線和一對間隔開的保持特征，其關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸。該方法還包括提供第二車輛部件，其具有在其內形成的多個小開口，每個小開口具有小開口壁，多個小開口被相對于多個彈性凸壁構造和設置，使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內。該方法還包括將第一車輛部件配合到第二車輛部件，其中在配合期間，第一車輛部件通過每個彈性凸壁被接收到對應的小開口內而被對準到第二車輛部件。該方法還包括彈性變形在每個彈性凸壁和其對應的在第二車輛部件內的小開口之間的界面同時彈性變形保持特征，使得保持特征被構造成穿過對應的小開口。該方法還包括在多個彈性凸壁上執行彈性變形，使得在配合時，第一車輛部件建立相對于第二車輛部件的彈性平均位置；并且通過將保持特征接合到小開口壁上而將第一車輛部件保持到第二車輛部件上。
[0009]本發明提供了如下方案:
方案1.一種用于彼此對準部件的彈性凸壁對準系統，包括:
第一部件；
第二部件；
設置在第一部件和第二部件中的至少一個上的多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面和非凸壁表面以及縱軸線；
一對間隔開的保持特征，它們關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸；以及
形成在第一部件和第二部件中的至少一個內的多個小開口，每個小開口都具有小開口壁，多個小開口被構造成和布置成使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內，其中每個彈性凸壁被構造成當彈性凸壁被插入相應的小開口時在凸壁和小開口壁之間的界面處彈性變形以建立第一部件到第二部件的彈性平均位置，其中每個彈性凸壁具有的寬度大于其相應的小開口的橫截面。
[0010]方案2.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，彈性凸壁包括彈性弧形壁。
[0011]方案3.如方案2所述的彈性凸壁對準系統，其中，彈性弧形壁每一個都具有凸壁表面和非凸壁表面。
[0012]方案4.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，保持特征包括軸向延伸翼部。
[0013]方案5.如方案4所述的彈性凸壁對準系統，其中，翼部包括關于縱向延伸的二等分平面的鏡像。
[0014]方案6.如方案4所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個翼部具有凸形翼部表面和凹形翼部表面。
[0015]方案7.如方案4所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個翼部都具有前緣和尾緣，前緣被構造成在插入小開口時首先接合小開口壁，尾緣被構造成當凸壁被完全安置在對應的小開口內時接合小開口壁并且提供保持力以將第一部件偏置到第二部件上。[0016]方案8.如方案4所述的彈性凸壁對準系統，其中，翼部與凸壁是一體的。
[0017]方案9.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個彈性凸壁被構造成彈性變形凸壁和保持特征。
[0018]方案10.如方案4所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個彈性凸壁被構造成彈性變形凸壁和翼部。
[0019]方案11.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個小開口壁被構造成當彈性凸壁被插入相應的小開口內時在凸壁和小開口壁之間的界面處彈性變形。
[0020]方案12.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，彈性變形的凸壁在第一部件和第二部件被互相配合時提供了第一部件和第二部件的硬挺組件。
[0021]方案13.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個彈性凸壁是逐漸變窄的，在遠離第一部件的端部具有最小的壁厚。
[0022]方案14.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，小開口包括細長的小開口。
[0023]方案15.如方案14所述的彈性凸壁對準系統，其中，細長的小開口包括矩形的小開口。
[0024]方案16.如方案14所述的彈性管對準系統，其中，每個細長的小開口具有在所述小開口的進入開口處的傾斜的小開口壁。
[0025]方案17.如方案I所述的彈性凸壁對準系統，其中，第一部件包括多個第一部件。
[0026]方案18.—種用于在配合操作期間對準機動車的部件的方法，該方法包括: 提供第一車輛部件，該第一車輛部件包括多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面、
非凸壁表面、縱軸線和一對間隔開的保持特征，其關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸；
提供第二車輛部件，其具有在其內形成的多個小開口，每個小開口具有小開口壁，多個小開口被相對于多個彈性凸壁構造和設置，使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內；將第一車輛部件配合到第二車輛部件，其中在配合期間，第一車輛部件通過每個彈性凸壁被接收到對應的小開口內而被對準到第二車輛部件；
彈性變形在每個彈性凸壁和其相應的在第二車輛部件內的小開口之間的界面同時彈性變形保持特征，使得保持特征被構造成穿過對應的小開口 ；
在多個彈性凸壁上執行彈性變形，使得在配合時，第一車輛部件建立了相對于第二車輛部件的彈性平均位置；以及
通過將保持特征接合到小開口壁上而將第一車輛部件保持到第二車輛部件上。
[0027]方案19.如方案18所述的方法，其中，彈性變形包括每個彈性凸壁的彈性可逆彈性變形。
[0028]方案20.如方案19所述的方法，其中，在提供期間，發生彈性凸壁和小開口的大小和位置的制造變化，其中該制造變化具有平均長度X;并且其中所述彈性平均步驟提供減小的制造變形，其長度為,其中‘?VA，其中N是彈性凸壁的數量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]其它特征、優點和細節僅以舉例方式出現在下面對實施例的詳細描述中，該詳細描述參考下面附圖，其中: 圖1是本文公開的對準和保持系統和組件的實施例的示意性俯視平面圖；
圖2是沿著截面2-2截取的圖1的截面視圖，說明了本文公開的彈性凸壁的實施例； 圖3是本文公開的彈性凸壁的另一實施例的截面視圖；
圖4A-4G是本文公開的彈性凸壁的各種不同的實施例的示意性俯視圖；
圖5是本文公開的對準部件的組裝的方法的流程圖；
圖6是本文公開的具有間隔開的、軸向延伸的翼部的凸壁的透視圖；
圖7是在插入小開口之前的彈性凸壁和翼部的實施例的俯視圖；
圖8是在插入小開口和翼部的變形期間的圖7的實施例的俯視圖；
圖9是在插入小開口且部署了翼部之后的圖7的實施例的俯視圖，其中翼部具有被保持的彈性變形以將翼部和彈性凸管偏置到小開口的外圍上；
圖10是圖9的凸壁和翼部的正視圖；以及 圖11是本文公開的對準和保持系統和組件的實施例的俯視透視圖。
【具體實施方式】
[0030]下面的描述本質上僅僅是示例性的，并非用于限定本發明、其應用或使用。參照附圖，包括圖1-11，本發明包括彈性凸壁對準和保持系統100以及用于兩個部件106、114的期望配合的方法，例如機動車部件，其中當部件的配合完成時，在陽型和陰型對準特征之間沒有浮動(或游隙)，從而提供了帶有硬挺的位置約束的期望對準和保持，然而，對準配合和保持每次都基本上平滑地且不費力地進行。
[0031]本文示出的實施例包括車輛可用于例如識別車輛品牌或制造、或車輛模型、或模型特征或特點(例如，混合動力、AWD等)的車輛標記。不過，所要求包含的本發明不應該被如此限定，對準和保持系統100可和任何合適的部件一起使用以為全部形式的配合部件和部件應用的期望定位和對準和保持提供彈性平均，應用包括許多工業的、消費者產品(例如，消費者電子產品、各種家用電器等)、運輸、能源和航天應用、并且尤其包括許多其它類型的車輛部件和應用，例如各種其它的內部、外部和發動機罩下的車輛部件和應用。彈性凸壁對準和保持系統100尤其可用于兩個部件106和114的期望配合對準和保持，其中該部件中的一個或兩個具有細小的間隔或窄特征，例如軌道、框架、通道、肋或臂，這些限定了字面、徽標、標志或裝飾片，尤其是其中部件的尺寸不能容納包括更大對準特征的其它對準和保持系統的實施的那些，更大對準特征例如是全彈性平均管或突片，和/或保持特征，例如熱鉚固接合部和螺紋緊固件。應該理解，在全部附圖中，對應的參考數字指示類似或對應的零件和特征。對準系統100可被用于任何合適數量的部件，并且不限于僅有兩個部件的應用。雖然本文中的實施例是使用兩個部件來描述的，但是可使用本文中描述的對準系統100對準多于兩個的部件，包括三個、四個等的部件，任意數量。
[0032]本文中使用時，術語“彈性的”或“可彈性變形”等指的是部件，或部件的一部分，其中包括部件特征，包括具有概括地彈性變形特征的材料，其中該材料被構造成響應于力的施加經歷在其形狀、大小或兩者方面的彈性可逆變化。引起該材料的彈性可逆或彈性變形的力可包括拉力、壓力、剪切力、彎曲或扭轉力、或這些力的各種不同的組合。可彈性變形材料可顯示出例如線性彈性變形，例如根據虎克定律描述的線性變形，或者例如非線性彈性變形。[0033]根據本發明的彈性凸壁對準和保持系統100根據彈性平均的原理工作。多個幾何分開的彈性凸壁(陽型)對準特征102被設置在第一部件106上，而多個一一對應的小開口(陰型)對準特征110被提供在第二部件114上，其中彈性凸壁對準特征102具有的寬度超過小開口對準特征110的橫截面。不過，第一和第二部件106和114可每一個都具有一些彈性凸壁對準特征102和一些小開口對準特征110，只要它們——對應并且允許彼此互相接合。在將第一部件106配合到第二部件114的過程中，每個彈性凸壁對準特征102分別接合其對應的小開口對準特征110。當彈性凸壁對準特征102被接收在小開口對準特征110內時，在彈性凸壁和小開口對準特征的位置和大小方面的制造容差由彈性變形所容納以建立了在彈性凸壁和小開口對準特征的界面處的彈性平均位置。在多個彈性凸壁和小開口對準特征102、110之中的這種彈性平均提供了當第一部件106和第二部件114被相對彼此配合時第一部件和第二部件之間的期望對準，并且配合還平滑地且容易地進行。彈性凸壁(陽型)對準特征102還包括至少一個，并且期望地是多個的保持特征90。
[0034]彈性平均提供了在配合的部件之間的界面的彈性變形，其中平均變形提供了期望對準，制造位置變化被減小或最小化到X剩’由—定義，其中X是配合部件的定位特征的制造位置變化而N是被插入特征的數量。為了獲得彈性平均，可彈性變形部件被構造成具有至少一個特征和其接觸表面，其被過約束并且提供了與另一部件的配合特征和其接觸表面的干涉配合。過約束狀態和干涉配合彈性可逆地(彈性地)使至少一個特征或配合特征中的至少一者變形，或使兩者都變形。部件的這些特征的彈性可逆本質允許部件的可重復的插入和退出，這有利于它們的組裝和拆卸。部件的位置變化可導致不同的力被施加在接觸表面的被過約束的且在干涉狀態下的部件插入期間被接合的區域上。應該意識到，單個被插入的部件可被相對于該部件的周長的長度上彈性平均。彈性平均的原理在共有的、共同未決的2011年7月21日提交的美國專利申請13/187675和2012年8月6日提交的美國專利申請13/567580中被具體描述，它們的公開內容通過引用被全部并入本文。上面公開的實施例提供了將現有的不與上述的彈性平均原理兼容的部件轉換為確實有利于彈性平均和與其相關聯的益處的組件。因此，通過本發明可消除現有技術的陽型和陰型對準特征所需的間隙。
[0035]根據實施例，彈性凸壁對準特征102可由彈性凸壁102的凸壁表面103(圖2)的彈性壓縮彈性變形，這種變形令人滿意地是彈性可逆的。在示例性實施例中，彈性凸壁對準特征102被連接到第一部件106，其與第一部件106的預定第一表面104成直立的垂直關系。在一個實施例中，凸壁對準特征被一體形成在第一部件106中。而且，在另外的實施例中，相應的小開口對準構件可由小開口對準特征110的小開口壁的彈性膨脹彈性變形，這種變形是彈性可逆的。在示例性的實施例中，小開口對準特征110被設置在第二部件114中，通常是在第二部件114的預定表面內的狹槽或孔，其中彈性凸壁對準特征102的寬度超過小開口對準特征110的橫截面寬度(即，干涉狀態存在)，由此彈性變形在每個彈性凸壁對準特征102被接收在其相應的小開口對準特征110內時發生。以期望對準來配合的過程被平滑地且容易地進行。這通過彈性凸壁對準特征102的逐漸變窄(隨著高度增加而直徑變小)來增強，例如倒角或錐形，從而有利于它們初始進入小開口對準特征，并且通過小開口對準特征的小開口壁116的傾斜來增強，從而局部地給出在小開口壁與彈性凸壁對準特征102的界面處的彈性變形。一旦被插入和對準，保持特征90(圖4A-4G)變形地接合配合部分的界面(例如，表面)，比如緊鄰小開口對準特征的外圍的表面，從而將彈性凸壁對準特征保持在相應的小開口對準特征內。
[0036]在操作中，當第一和第二部件被配合在一起時，它們之間的初始接觸是在多個幾何間隔開的彈性凸壁對準構件進入它們的一一對應的小開口對準特征時。由于彈性凸壁對準特征的寬度的相對于小開口對準特征的橫截面的更大尺寸,在它們的界面處發生彈性變形，并且這種變形是在多個彈性凸壁對準特征的幾何分布上被平均。對準在全部的第一和第二部件已完全配合時實現了期望的精度，這是由于彈性凸壁對準特征的逐漸變窄在這些部件已達到最終配合時給小開口對準特征的橫截面提供寬度。
[0037]—旦被對準，附接形態就被實施，這利用了彈性平均特征(例如凸特征)以保持或輔助保持配合部分。這可通過例如在被構造成部署的彈性平均特征上添加保持特征來實現，例如徑向向外延伸的翼部，從而它們在配合部分的界面(例如，表面)處徑向向外延伸并且作用在該界面上，例如緊鄰小開口對準特征110的表面112，從而將彈性凸壁對準特征102保持在相應的小開口對準特征110內。這些保持特征90允許彈性凸壁對準特征102在一旦彈性凸壁對準特征102和保持特征90被插入在配合部件中的對應的小開口對準特征114內時，就作用在配合部分的表面112上。因此，保持特征90是自保持特征，因為它們無需單獨的操作(例如，熱鉚固)或設備(例如，螺紋緊固件)就發生動作以保持第一部件106，從而將第一部件106附接到第二部件114。例如，在圖4A中示出的半圓形對準特征的情況下，當該特征被推過配合部分上的狹槽時，軸向且徑向延伸的翼部140被推過小開口對準特征110，例如狹槽，像夾子緊固件一樣變形并且此后回彈以作用在配合部件的表面上并保持配合部分。
[0038]除了使用對準特征102、110獲得的對準以及部件的位置變化的減少，對準和保持系統100 ;保持特征90也提供了保持界面連接的部件的能力。這有利地減少了或消除了對采用例如熱鉚固、金屬夾子、鼓形罩、鉚釘、螺紋緊固件和其它次要保持特征的需要。這也潛在地減少了組裝勞動，提供了減少的重量，還改善了在部分之間的界面和兩個部件之間的看得見的連接部，從而提供了帶有在已被建立的部件之間的預定的均勻間隙和間距的增強的A級最后精加工。
[0039]現在參照附圖，附圖1 一 10描繪了本文公開的彈性凸壁對準系統100的結構和功能的各種示例。彈性凸壁對準系統100以本文描述的彈性平均原理工作。多個相互分開的彈性凸壁對準特征(用作陽型對準特征)102 (此后被簡稱為“彈性凸壁”)被設置在第一部件106或多個第一部件106的第一表面104上(圖1)。如圖1-3最佳所示，彈性凸壁102以與第一表面104成正交關系地直立，其中多個相互分開的彈性凸壁102在第一部件106的表面上彼此間隔開。彈性凸壁102可被以任何合適的樣式分開，并將可取地被以提供第一部件106和第二部件114的預定對準的樣式或幾何分布布置，例如套設在第二部件114的配合凹部124的外圍122內的第一部件106 (或多個部件)的外圍120的預定間隙或間距(例如，均勻間隙或間距)。彈性凸壁102中的每一個的形狀是凸形的，具有凸表面103。彈性凸壁102的凸壁表面103可具有任何合適的凸形形狀，包括各種各樣的凸形彎曲的表面形狀(圖4A-4C)和凸形多邊形表面形狀(圖4E-4G)或者它們的組合(圖4D)。合適的凸形彎曲壁表面103形狀包括任何凸形弧形壁表面103形狀，例如半筒形或半圓柱形形狀(圖1-3和4A)，橢圓形狀(圖4B)、新月形或半月形狀(圖4C)和其它凸形弧形壁表面，包括由延伸小于180度的圓弧限定的那些(圖4D)。合適的多邊形凸壁表面103形狀包括任何規則的或不規則的多邊形表面形狀，在這些表面形狀之間具有各種銳角，包括各種四側面的形狀(圖4E)、三側面形狀(圖4F)和兩側面形狀(圖4G)。彈性凸壁102的凸壁表面103還具有相對的表面105。相對的表面105可具有任何合適的形狀，包括彎曲的凹壁表面(圖4A-4C)和多邊形凹壁表面圖4E-4G。凸壁表面103和相對的表面105可以任何方式組合，包括圖示的帶有相對的壁表面105中任一個的凸壁表面103中的任一個。這些形狀僅是對可被采用的許多彎曲的和多邊形凸壁表面103和相對的壁表面105的示例性說明。彈性凸壁具有如圖1-3中所示的寬度(Wn,)。彈性凸壁102還可具有緊鄰該壁的遠端109的斜面107。斜面107可沿著該壁的一部分延伸(圖3)或沿著整個壁延伸(圖2)。彈性凸壁102是彈性的，優選是硬彈性的，其中形狀響應于被施加到其上的彈性壓縮力而彈性可逆，該力足以彈性變形彈性凸壁102。
[0040]多個小開口對準特征(用作陰型對準特征)110 (此后簡稱為“小開口”)被設置在第二部件114的第二表面112中，被定位成與多個彈性凸壁102成一一對應關系；即，對于每個彈性凸壁都有對應的小開口，其可被接收在該小開口內。因此，多個小開口 110以與多個彈性凸壁的幾何分布成協調關系地被幾何分布，使得每個彈性凸壁都可接收在其對應的小開口內。雖然小開口 110被示出為是細長狹槽，但是小開口的形狀可以是其它樣式，例如，細長孔、大致圓形的孔等。在一個實施例中，限定了小開口對準特征102的開口界限的小開口壁116是傾斜的。其中設置有小開口 110的第二部件114的期望材料是具有彈性性質的材料，從而彈性變形而不破裂，如本文所描述的。
[0041 ] 小開口 110可具有任何合適形狀，包括具有大于寬度(W2)的長度(L)的細長形狀，例如，矩形、圓矩形、或具有由向外延伸的相對的彎曲(例如圓形)弧形限定的端部的矩形形狀。在一個實施例中，細長小開口可具有基本上均勻的小開口寬度，除了在端部區域，端部區域可以是圓形的或彎曲的，如本文所述。給定部件的小開口 110可具有同樣的大小，或者不同的大小，只要小開口的大小對應彈性凸壁102的大小，小開口以本文所述方式與該彈性凸壁102對準。第二部件114的小開口具有第二小開口寬度(W2)。
[0042]第二部件114的細長小開口 110具有沿著其長度(即，細長尺寸)的第二伸長軸線111。對于相應的小開口 110，小開口可被布置成使得相應的軸線彼此平行或彼此不平行。在一個實施例中，預定部分的第二伸長軸線111是平行的。在另一實施例中，預定部分的第二伸長軸線111不是平行于其它的第二伸長軸線111，并且在某些實施例中正交于這些軸線。
[0043]如在圖2和3中示意性地描述的，彈性凸壁102的最大寬度Wm超過了小開口 110的寬度W2,由此彈性變形在每個彈性凸壁102被接收在其相應的小開口 110中時發生。如在圖2和3中，凸壁表面103的彈性變形被局部地給出，這是由于小開口壁116的傾斜，其中在小開口壁116和其所接觸的凸形管壁表面103和相對的管壁表面105的部分之間提供了相對小的接觸表面116a區域。因為在小開口壁116和管壁表面103、105之間的壓縮力被限制到小開口壁接觸表面116a的更小的表面區域，所以提供了使彈性凸壁102和/或小開口壁116變形的更高的壓縮壓強。第一部件106相對于第二部件114的位置，包括它們的間距(d)可使用一個或多個壓鉚螺母柱來建立(圖10)，這些壓鉚螺母柱被附接到第一部件106，第二部件114，或它們的組合。壓鉚螺母柱136可被定位成緊鄰彈性凸壁102或小開口 110。
[0044]任何合適的可彈性變形的材料可被用于第一部件106或第二部件114，例如，尤其是當被形成為本文描述的特征時可彈性變形的那些材料。這包括各種金屬、聚合物、陶瓷、無機材料或玻璃，或者上述材料的任何一些的復合材料，或者它們的任何其它的組合。許多復合材料都是可行的，包括各種填充聚合物，包括玻璃、陶瓷、金屬和無機材料填充的聚合物，尤其是玻璃、金屬、陶瓷、無機或碳纖維填充的聚合物。任何合適的填料形態都可被采用，包括全部形狀和大小的顆粒或纖維。更具體來說，任何合適類型的纖維可被采用，包括連續的和不連續的纖維，機織和非機織布料、毛氈或亞麻短纖維、或者它們的組合。任何合適的金屬可被使用，包括各種等級的鋼和各種鋼合金、鑄鐵、鋁、錳或鈦、或它們的復合材料、或它們的任何其它組合。聚合物可包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物、或它們的復合材料、或它們的任何其它組合，包括各種共聚物和聚合物共混物。在一個實施例中，優選的塑料材料是具有彈性性能的塑料材料，從而不發生斷裂地彈性變形，例如，包括丙烯晴丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物的材料，并且更具體地說是聚碳酸酯ABS聚合物共混物(PC/ABS)。該材料可以是任何形式并且可由任何合適的工藝形成或制造，包括沖壓或成形的金屬、復合材料或其它的薄板、鍛件、擠壓部件、壓制部件、鑄件、或模制部件等，以包括本文描述的可變形特征和部件。彈性凸壁102可以任何合適方式形成。它們可與第一部件106 —體地被形成或制造，或者它們可被單獨地一起形成并且被附接到第一部件，或者它們可被完全地單獨形成并被附接到第一部件。當被單獨形成時，例如，它們可由不同于第一部件106的材料的材料形成，從而提供預定的彈性響應特征。這些材料可被選擇為提供第一部件106或第二部件1140中的任一些或全部的預定的彈性響應特征。預定彈性響應特征可包括例如預定彈性模量。
[0045]逐漸變窄(隨著高度的增加而直徑變小)的彈性凸壁102促進將第一部件106配合到第二部件114的過程，如在圖3中比較地所示。在示例性實施例中，逐漸變窄發生在彈性凸壁102的遠端109和近端101的遠端直徑130a和近端直徑130b之間。在這方面，彈性凸壁的逐漸變窄在第一和第二部件已經到達最終配合時在小開口 110的橫截面處給出了更大的直徑130b，其可以是最大直徑；另外，逐漸變窄可給出了在遠端109處的彈性凸壁102的最小直徑130a，從而使彈性凸壁最初進入小開口變得容易。
[0046]在將第一部件106配合到第二部件114期間，每個彈性凸壁102分別接合其對應的小開口 110，其中當彈性凸壁穿入小開口時，在其位置和大小方面的制造變化由多個彈性凸壁102和小開口 110的平均彈性變形所容納。這種在多個彈性凸壁102和小開口 110上的彈性平均提供了在第一部件106和第二部件114，和任何額外的部件，之間的在它們被最終彼此配合時的期望對準。
[0047]另外，如上討論的，小開口對準特征110還可由小開口壁116的彈性膨脹而彈性變形，這種變形也是可逆的。示例在圖11中示出，其中小開口壁116中的至少一個包括可彈性變形的固定一固定梁118的壁。
[0048]參照圖6-10每個彈性凸壁102包括一對可彈性變形的、間隔開的、軸向延伸的翼部140，翼部沿著縱軸線(A)延伸并且關于該縱軸線彼此相對，每個翼部還從彈性凸壁表面103徑向向外地延伸。在一個實施例中，翼部可被描述為軸向和徑向延伸的翼部140,因為它們既沿著縱軸線(A)軸向延伸也徑向地延伸遠離該縱軸線和凸壁表面103。在一個實施例中，翼部140包括關于縱向延伸二等分面(P)設置的鏡像。軸向延伸翼部140可具有任何合適的形狀，這包括各種平坦平面的和彎曲的形狀，并可以任何合適的角度取向從與凸壁表面103的相交處延伸，包括各種銳角、直角或鈍角。在一個實施例中，可彈性變形的、間隔開的、軸向延伸的翼部140包括彎曲形狀，其中每個翼部具有凸形翼部表面142和凹形翼部表面144，如在圖7-9中所示。凹形翼部表面144相對于非凸形壁表面105來說是凹形的并且凸形翼部表面142相對于凸壁表面103是凸形的。每個軸向延伸的翼部140也具有前緣146和尾緣148并且多個翼部140被軸向且徑向地定位在彈性凸壁102上并且被構造成使得在該壁被插入小開口 110期間它們可彈性變形，使得在壁102被插入時翼部140被偏轉到小開口 110內并能穿過小開口 110并且此后在前緣146離開小開口 110而從小開口 110出來時彈性回彈。前緣146被軸向地且徑向地定位并且被構造成在插入小開口 110時首先可變形地接合小開口壁116。尾緣148被軸向且徑向地定位并且構造成當彈性凸壁102被完全安置在對應的小開口 110內時并且翼部已至少部分地朝著其初始的未變形位置彈性回彈時，可變形地接合小開口壁116和第二部件114的緊鄰小開口 110的外圍152的第二(例如，上)表面112。在一個實施例中，軸向延伸翼部140不返回到它們的初始未變形位置，而是僅部分地朝著這個位置回彈并因此在其內保持預定量的彈性變形和預定的保持力，因為翼部的尾緣148繼續作用在小開口壁116上和第二部件114的緊鄰小開口 110的外圍152的第二 (例如，上)表面112并且由此提供了預定保持力以將抵靠著第一部件106的彈性凸壁102和軸向延伸翼部140對它們偏置。在這個實施例中，在彈性凸壁的完全插入位置，保留了軸向延伸翼部140的變形部分，該部分被偏置靠在第二部件114上并與第二部件114壓力接合。如此，軸向延伸翼部140提供了保持特征，其保持了第一部件106和第二部件114的如本文所述的對準。在一個實施例中，保持特征是選擇性地可移除的或者可釋放的，因為通過軸向延伸的翼部140由第二部件114施加在第一部件106上的保持力可通過在第一部件106的下表面154 (圖1)上施加足以克服預定的保持力的力來被克服。
[0049]翼部140可具有任何合適的厚度、大小和形狀。在一個實施例中，翼部140具有的厚度遠薄于彈性凸壁102的厚度。在一個實施例中，翼部140與彈性凸壁102是一體的且與彈性凸壁102—起形成。在一個實施例中，彈性變形包括每個彈性凸壁102和附接到其上的翼部140的彈性可逆彈性變形。在另一實施例中，每個彈性凸壁103的彈性可逆彈性變形包括凸表面103、非凸表面105和翼部140的變形。
[0050]在示例性實施例中，公開了用于在配合操作期間對準機動車的部件的方法200(圖5)。方法200包括提供210第一車輛部件106、第一車輛部件包括多個直立的彈性凸壁102，每一個彈性凸壁都具有多個保持特征90，這些保持特征包括可彈性變形的、軸向和徑向延伸的翼部140,連接到第一部件106,凸壁中每一個都具有凸壁表面103和非凸壁表面105。方法220還包括提供第二車輛部件114，其具有形成在其內的多個小開口 110，每個小開口具有小開口壁116，第二部件的多個小開口以與多個彈性凸壁的幾何分布成協調關系地幾何分布，使得每個彈性凸壁102，和其相關聯的保持特征90，可接收在相應的小開口 110內。方法還包括230將第一車輛部件106配合到第二車輛部件114，其中在配合期間，通過每個所述彈性凸壁102和其相關聯的保持特征90被接收在其相應的小開口 116內而將第一車輛部件對準到第二車輛部件。再者，方法200包括彈性變形240在每個彈性凸壁102和其相應的在第二車輛部件114內的小開口 110之間的界面。另外，方法200包括執行250在多個彈性凸壁上的彈性變形的彈性平均，使得在配合時，實現了第一車輛部件到第二車輛部件的期望位置并通過保持特征90，尤其是翼部140，在第二部件114的小開口 110上的作用，保持260第一部件106到第二部件114上，如本文所述。
[0051]從前面的描述可以理解本發明的若干顯著的方面和優點。本發明:I)減少或消除了與現有技術的2位和4位定位方案所需的間隙相關聯的制造變化；2)通過彈性平均位置變化減小了制造變化；3)減少或消除了在部件的浮動，這出現在現有技術中；4)提供了過約束條件，其通過平均每個定位特征變化而減少了位置變化，并且還使連接部硬挺，從而減少了所需緊固件的數量；5)提供了部件的更期望的定位；和6)提供了配合的第一和第二部件的硬挺的組件，減少或消除了在相對于彼此彈性變形產生的喀噠聲、吱吱聲和格格聲(BSR)，并且由此改善了部件的組件的噪音、振動和不平順性(NVH)性能。
[0052]雖然已經參照示例性實施例描述了本發明，但是本領域技術人員應該理解，在不脫離本發明范圍的情況下，可以進行各種修改并且等同方式可用來替換本發明中的元件。而且，在不脫離本發明的實質范圍的情況下，可進行許多改進以使特定的情況或材料適應本發明的教導。因此，并不意圖將本發明限定為所公開的特定的實施例，而本意是本發明將包括所有落入本申請的范圍內的實施例。
【權利要求】
1.一種用于彼此對準部件的彈性凸壁對準系統，包括: 第一部件； 第二部件； 設置在第一部件和第二部件中的至少一個上的多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面和非凸壁表面以及縱軸線； 一對間隔開的保持特征，它們關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸；以及 形成在第一部件和第二部件中的至少一個內的多個小開口，每個小開口都具有小開口壁，多個小開口被構造成和布置成使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內，其中每個彈性凸壁被構造成當彈性凸壁被插入相應的小開口時在凸壁和小開口壁之間的界面處彈性變形以建立第一部件到第二部件的彈性平均位置，其中每個彈性凸壁具有的寬度大于其相應的小開口的橫截面。
2.如權利要求1所述的彈性凸壁對準系統，其中，彈性凸壁包括彈性弧形壁。
3.如權利要求2所述的彈性凸壁對準系統，其中，彈性弧形壁每一個都具有凸壁表面和非凸壁表面。
4.如權利要求1所述的彈性凸壁對準系統，其中，保持特征包括軸向延伸翼部。
5.如權利要求4所述的彈性凸壁對準系統，其中，翼部包括關于縱向延伸的二等分平面的鏡像。
6.如權利要求4所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個翼部具有凸形翼部表面和凹形翼部表面。
7.如權利要求4所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個翼部都具有前緣和尾緣，前緣被構造成在插入小開口時首先接合小開口壁，尾緣被構造成當凸壁被完全安置在對應的小開口內時接合小開口壁并且提供保持力以將第一部件偏置到第二部件上。
8.如權利要求4所述的彈性凸壁對準系統，其中，翼部與凸壁是一體的。
9.如權利要求1所述的彈性凸壁對準系統，其中，每個彈性凸壁被構造成彈性變形凸壁和保持特征。
10.一種用于在配合操作期間對準機動車的部件的方法，該方法包括: 提供第一車輛部件，該第一車輛部件包括多個彈性凸壁，凸壁每一個都具有凸壁表面、非凸壁表面、縱軸線和一對間隔開的保持特征，其關于縱軸線彼此相對，每個保持特征都從凸壁表面向外延伸； 提供第二車輛部件，其具有在其內形成的多個小開口，每個小開口具有小開口壁，多個小開口被相對于多個彈性凸壁構造和設置，使得每個彈性凸壁可接收在相應的小開口內； 將第一車輛部件配合到第二車輛部件，其中在配合期間，第一車輛部件通過每個彈性凸壁被接收到對應的小開口內而被對準到第二車輛部件； 彈性變形在每個彈性凸壁和其相應的在第二車輛部件內的小開口之間的界面同時彈性變形保持特征，使得保持特征被構造成穿過對應的小開口 ； 在多個彈性凸壁上執行彈性變形，使得在配合時，第一車輛部件建立了相對于第二車輛部件的彈性平均位置；以及 通過將保持特征接合到小開口壁上而將第一車輛部件保持到第二車輛部件上。
【文檔編號】F16B2/00GK104006045SQ201310427129
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】S.E.莫里斯, E.D.格羅寧格, R.J.徹斯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司