專利名稱：套管組件的制作方法
套管組件相關申請本申請要求2009年3月4日提交的申請?zhí)枮?1/157，458，標題為“套管組件”的美國專利臨時申請的優(yōu)先權，其內(nèi)容通過引用并入本申請。發(fā)明實施例領域本發(fā)明的實施例總體上涉及緊固組件，更具體地說就是涉及具有帶有成形凸緣 (formed flange)的拉制金屬套管(drawn metal bushing)的緊固組件。
背景技術：
緊固組件被用于在各種應用中將不同的元件固定在一起。圖1描述了常規(guī)墊圈組件10的橫斷面視圖。墊圈組件10包括位于金屬套管14內(nèi)的螺栓12。每個金屬套管14都包括基本上平坦的凸緣16，其與空心柱18 —體連接，空心柱18總體上垂直于凸緣16?？招闹?8位于穿過工件22的通道或開口 20內(nèi)，工件22通過墊圈組件10固定到另一個元件上，其也可脫離另一個元件。如圖1所示，獨立且不同的橡膠圈對位于凸緣16和工件22之間。由于螺栓12被扭轉(zhuǎn)到收緊位置，平的凸緣16就會壓緊這些獨立且不同的橡膠圈M。因為橡膠圈M的橡膠是標準負載，所以墊圈組件10提供的負載量直接會受到影響。此外，隨著時間推移，橡膠圈M的質(zhì)量會降低并且會變得很脆弱。如果這樣長時間放置橡膠圈對，那么墊圈組件10 所提供的壓縮力就會變差。因此，隨著時間推移，墊圈組件10為組件22提供的負載力就會減少。發(fā)明實施例內(nèi)容本發(fā)明的某些實施例提供了緊固組件，其包括套管，所述套管具有設置成向工件方向推動的凸緣，和位于凸緣和工件之間的隔離彈簧。所述隔離彈簧包括與橡膠涂層 (rubber coating) 一體形成的金屬芯。所述隔離彈簧可以是波形彈簧。橡膠涂層可粘合到金屬芯上。而且，橡膠涂層可將金屬芯整個都封閉起來。所述套管可包括一體連接到凸緣上的中心柱。穿過中心柱可形成兩端開口的 (open-ended)通道。組件還可包括位于兩端開口的通道內(nèi)的緊固件。所述緊固件可以是具有頭部的螺栓，螺栓的頭部一體連接到螺紋軸上。組件還可包括第二隔離彈簧。所述套管可包括第二凸緣。所述第二隔離彈簧可設置在第二凸緣上。在某些實施例中，只有隔離彈簧與工件接觸。本發(fā)明的某些實施例還提供了一種緊固組件，這種緊固組件包括套管、第一和第二隔離彈簧，和工件。所述套管包括通過中心柱一體連接的第一和第二凸緣。所述中心柱限定有兩端開口的通道。所述第一和第二隔離彈簧分別毗連第一和第二凸緣。每個隔離彈簧包括與橡膠涂層一體形成的波形金屬芯。工件可被壓縮地夾在第一和第二隔離彈簧之間。
本發(fā)明某些實施例還提供了和緊固組件協(xié)同使用的可壓縮隔離彈簧。該隔離彈簧被壓縮地夾在緊固件頭部或套管凸緣和工件之間。該緊固組件包括環(huán)形金屬芯，其可以是波形的，以及與環(huán)形芯粘合的橡膠涂層。所述環(huán)形金屬芯和橡膠涂層一體形成為獨立單一元件。在某些實施例中，只有橡膠涂層直接接觸到工件，從而減少振動并且最大限度的減少腐蝕。粘合后，橡膠涂層與金屬芯是不可分離的。


圖1描述了常規(guī)墊圈組件的前橫斷面視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖2描述了一種緊固組件的前橫斷面視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖3描述了一種緊固組件的前橫斷面視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖4描述了隔離彈簧的俯視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖5描述了隔離彈簧的正視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖6描述了一種緊固組件的前橫斷面視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖7描述了一種緊固組件的前橫斷面視圖。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖8描述了緊固組件頻率響應的移動性曲線圖。在詳細說明本發(fā)明的實施方式前，應當理解，本發(fā)明并不局限于其對下面的說明書中描述的或附圖中示出的結(jié)構的細節(jié)和部件的配置的應用。本發(fā)明可以有其他實施方式，并且可以通過各種方法來實施和實現(xiàn)。也應當理解，此處使用的措辭和術語是為了描述需要而不應被視為限定。此處使用的“包括”，“包含”及其變型意味著包括其后所列的項及其等同項，以及其他項及其等同項。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明實施例，圖2描述了緊固組件30的前橫斷面視圖。所述緊固組件30 包括螺栓32，套管34，和隔離彈簧36。螺栓32包括一體連接到螺紋軸40上的頭部38。所述套管34包括一體連接到上凸緣44和下凸緣46上的中心柱42。所述中心柱 42包括中心的兩端開口的通道48，螺栓32的軸體40穿過該兩端開口的通道。所述凸緣44 和46通常是平的并且垂直于中心柱42。套管34被設置成壓縮地隔離在凸緣44和46之間的工件。隔離彈簧36位于上凸緣44的下面，并被配置成壓縮地夾在上凸緣44和工件上表面之間(未在圖2中顯示)。所述隔離彈簧36包括彈性(flexible)金屬芯50，該金屬芯被粘合到橡膠涂層52上。由此，所述金屬芯50被橡膠涂層52完全地封閉。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖3描述了緊固組件M的前橫斷面視圖。所述緊固組件討類似于圖2中所顯示的組件30，除了套管44，該套管44包括凸緣44和46'，凸緣44和46' 的尺寸都被設置成可容納隔離彈簧36。當擰緊螺栓32時，凸緣44和46'壓縮隔離彈簧 36，所述隔離彈簧會給定位在其間的工件56施加隔離壓縮力。如圖3所示，套管34的中心柱42和工件56之間形成了縫隙57。工件56僅與隔離彈簧36接觸。如下所述，此配置可將金屬元件的腐蝕減小到最低。圖4和圖5分別描述了隔離彈簧36的俯視圖和正視圖。參照圖4和圖5，隔離彈簧36包括具有環(huán)形緣的主體58。所述環(huán)形緣59大體上呈環(huán)狀并限定有中心開口 60。環(huán)形緣59未壓縮時是不平坦的。如圖所示，由于彈性金屬彈簧芯50 (例如，圖2和圖3中所顯示的)，所述環(huán)形緣59呈波形。如上所述，所述芯50與橡膠涂層52粘合，該橡膠涂層可完全封閉芯50。金屬芯50可以是各種類型金屬彈簧，例如波形彈簧，Belleville彈簧，或者是波形Belleville彈簧。參照圖2-圖5，由于具有橡膠涂層52和一體的金屬彈簧芯50，隔離彈簧36可彌補耐受性，負載狀況，并且具有減弱噪音/振動/聲振粗糙度(NVH)的優(yōu)勢。為了形成隔離彈簧36，在成型前，標準橡膠成型粘合劑可應用到金屬芯50上。然后金屬芯50被放置到橡膠模具中，橡膠被直接模制在金屬和粘合劑上，從而形成了橡膠涂層52。接著，整個隔離彈簧36會放置到具有預訂溫度的爐中預訂的時間，以固化粘合劑，這樣就加強了金屬芯50和橡膠涂層52間的粘合度。所述緊固組件30可隔離元件，諸如工件，并同時減小純橡膠隔離系統(tǒng)的耐久性問題，如圖1所示。通過一體形成的橡膠涂層52，所述隔離彈簧36提供了緩沖和隔離振動的系統(tǒng)。一般而言，由于橡膠隔離的效果(通過橡膠涂層52)，隔離彈簧36提供了所需的彈簧剛度(stiff spring rate)以限制系統(tǒng)運動(通過金屬芯50)。這些優(yōu)點是通過獨立、單一的元件，即隔離彈簧36來實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖6和圖7描述了緊固組件62的前橫斷面視圖。緊固組件62 類似于圖2-圖5中所描述的那些緊固組件，除了套管64，該套管包括形成在在套管64頭部下方的上凸緣66。由此，一個隔離彈簧36直接毗連(abut)螺栓圈(bolt collar)68的下表面，且另一個隔離彈簧36位于在上凸緣66上。套管64的凸緣的排布可容納不同尺寸的工件70。例如，一個工件70可放置在如圖所示的螺栓頭部38和上凸緣66之間。另外，或可選地，獨立且不同的工件(未顯示)可位于上凸緣66和下凸緣72之間。根據(jù)要隔離的工件的尺寸和形狀，凸緣66可以位于套管64的不同長度處。圖6中，緊固組件62處于舒張狀態(tài)，或者是未壓縮狀態(tài)，而圖7中，螺栓32是處于擰緊位置。如圖6和圖7間所顯示的差異，即當擰緊螺栓32時隔離彈簧36的金屬芯50會受到壓縮。圖2-7顯示和描述的緊固組件提供了一種系統(tǒng)。其中，隔離彈簧36的橡膠涂層52 未受到壓縮載荷(如圖1中所示的橡膠圈24)。相反，橡膠涂層52受到了剪切載荷(shear loading)0人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與壓縮相比較，當載荷在剪切時，橡膠會增加使用期限。當橡膠很稀薄的時候，由于粘合線(bond line)，橡膠的運動會受到限制，該橡膠便不能自由流動和被壓縮。例如，如果橡膠被夾在兩塊板之間，并且如果橡膠也沒有粘合到任意一塊板上，那么橡膠就可在側(cè)面自由向外流動并且被壓縮。然而，假如橡膠粘結(jié)到板上，橡膠就不能朝側(cè)面自由流動。因為它被包含著，橡膠不能被壓縮，所以該橡膠承受的載荷是剪切方向的載荷。 當橡膠以這種方式承受載荷時，即本發(fā)明的實施例中所示的方式，與橡膠以壓縮方式承受載荷相比較，就會發(fā)現(xiàn)橡膠通常會可使用更長的時間。本發(fā)明實施例提供了緊固組件，其允許螺栓在套管沒有單獨移動的情況下移動。 當作為緊固組件的一部分使用時，隔離彈簧可發(fā)揮隔離器的作用，其是緊固組件中唯一可以直接接觸被隔離的工件的元件。因此，在沒有產(chǎn)生腐蝕的情況下，緊固組件可以隔離任何金屬或塑料工件。
由于橡膠的接觸，任何可能的原電池(galvanic cell)會被消除。當不同金屬互相接觸時，會產(chǎn)生原電池。一個金屬作為正極，這就意味著電極(electrodes)是從正極移動到了負極，該負極為另一金屬。當碳素鋼和不銹鋼受潮時，碳素鋼就會是正極并會被慢慢腐蝕。位于套管凸緣的金屬表面間和/或螺栓之間的橡膠涂層52清除了原電池，從而能防止腐蝕。根據(jù)本發(fā)明實施例，圖8描述了緊固組件頻率響應的移動性曲線圖80(例如圖 2-圖7中所描述的那些緊固組件)。線82表示采用隔離彈簧36的緊固組件的頻率和移動性響應(frequency and mobility response)。線84表示如圖1所述的常規(guī)緊固組件的頻率和移動性響應。曲線圖80表示沖擊錘測試(impact hammer test)，其中結(jié)合頻率響應是為了獲取移動性。如圖所示，與常規(guī)緊固組件相比，本發(fā)明實施例平均提高了 8dB。因此，本發(fā)明實施例提供的緊固組件，其可克服常規(guī)墊圈組件所帶來的種種弊端， 例如圖1中所顯示和描述的常規(guī)墊圈。具有金屬和橡膠的單一結(jié)構的單件隔離彈簧36提供了如上所述的各種優(yōu)勢和優(yōu)點。人們會發(fā)現(xiàn)本發(fā)明實施例提供了特殊的緩沖和隔振。而且，本發(fā)明實施例還提供了持久的、耐用的橡膠隔離。因為橡膠涂層52被粘合到金屬芯50上，所以橡膠涂層52未受到壓縮載荷，但是，相反其卻受到了剪切載荷。因此，隔離彈簧36允許緊固組件在壽命期內(nèi)的幾乎不發(fā)生形變(permanent set)。盡管例如頂部，底部，上部，下方，中部，橫向，水平，垂直，前部等諸如此類的各種空間和方向性術語可運用于描述本發(fā)明實施例，需理解的是，這些術語僅用于表示附圖中所顯示的方向。這些方向可倒轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，或以其他方式改變，以至于上半部分可以是下半部分，反之亦然，水平可變?yōu)榇怪?，諸如此類。前述內(nèi)容的變化和改進均在本發(fā)明范圍內(nèi)。應當理解，在此公開和限定的本發(fā)明擴展到正文和/或附圖中提及的或可根據(jù)正文和/或附圖推斷出的各個特性中的兩個或更多的所有可選組合。所有這些不同的組合構成本發(fā)明的各種可選方面。此處所描述的實施方式解釋了已知實現(xiàn)發(fā)明的最佳方式，并且使得其他本領域的技術人員能夠應用本發(fā)明。 權利要求被解釋為包括現(xiàn)有技術所允許范圍內(nèi)的可選實施方式。本發(fā)明的各種特征將在下面的權利要求中闡述。
權利要求
1.一種緊固組件包括套管，所述套管包括可向工件推動的凸緣；以及隔離彈簧，所述隔離彈簧位于在所述凸緣和工件之間，其中所述隔離彈簧包括與橡膠涂層一體形成的金屬芯。
2.根據(jù)權利要求1所述的緊固組件，其中所述隔離彈簧為波形彈簧。
3.根據(jù)權利要求1所述的緊固組件，其中所述橡膠涂層被粘合到所述金屬芯上。
4.根據(jù)權利要求1所述的緊固組件，其中所述橡膠涂層封閉所述金屬芯。
5.根據(jù)權利要求1所述緊固組件，其中所述套管包括與所述凸緣一體連接的中心柱， 其中所述中心柱限定有兩端開口的通道。
6.根據(jù)權利要求5所述的緊固組件，還包括位于所述兩端開口的通道內(nèi)的緊固件。
7.根據(jù)權利要求6所述的緊固組件，其中所述緊固件包括螺栓，所述螺栓具有與螺紋軸一體連接的頭部。
8.根據(jù)權利要求1所述的緊固組件，還包括第二隔離彈簧，其中所述套管包括第二凸緣，并且其中所述第二隔離彈簧位于在所述第二凸緣上。
9.根據(jù)權利要求1所述的緊固組件，其中只有所述隔離彈簧被配置成與接觸工件。
10.一種緊固組件包括套管，所述套管包括通過中心柱一體連接的第一和第二凸緣，其中所述中心柱限定了兩端開口的通道；第一和第二隔離彈簧，所述第一和第二隔離彈簧分別毗連所述第一和第二凸緣，其中所述第一個第二隔離彈簧中的每個都包括與橡膠涂層一體形成的波形金屬芯； 工件，該工件被壓縮地夾在所述第一和第二隔離彈簧之間。
11.根據(jù)權利要求10所述的緊固組件，其中所述橡膠涂層被粘合到所述金屬芯上。
12.根據(jù)權利要求10所述的緊固組件，其中所述橡膠涂層封閉所述金屬芯。
13.根據(jù)權利要求10所述的緊固組件，還包括位于在所述兩端開口的通道內(nèi)的緊固件。
14.根據(jù)權利要求13所述的緊固組件，其中所述緊固件包括具有頭部的螺栓，所述頭部與螺紋軸一體連接。
15.根據(jù)權利要求10所述的緊固組件，其中只有所述第一和第二隔離彈簧接觸所述工件。
16.一種與緊固組件一起使用的可壓縮隔離彈簧，其中該隔離彈簧被壓縮地夾在緊固件頭部或套管凸緣和工件之間，該緊固組件包括環(huán)形金屬芯，其中所述環(huán)形金屬芯呈波形；和粘合到所述環(huán)形芯上的橡膠涂層，所述環(huán)形金屬芯與所述橡膠涂層一體形成為獨立單一元件。
17.根據(jù)權利要求16所述的可壓縮隔離彈簧，其中所述環(huán)形芯包括波形的環(huán)形緣，該波形的環(huán)形緣限定了內(nèi)部中心開口。
18.根據(jù)權利要求16所述的可壓縮隔離彈簧，其中所述橡膠涂層封閉所述金屬芯。
19.根據(jù)權利要求16所述的可壓縮隔離彈簧，其中只有所述橡膠涂層與工件直接接觸，從而減少振動并且最大限度的減少腐蝕。
20.根據(jù)權利要求16所述的可壓縮隔離彈簧，其中所述橡膠涂層與所述金屬芯是不可分的。
全文摘要
一種緊固組件(30)包括具有凸緣(44)的套管(34)，所述凸緣(44)被配置成可向工件(56)推動，和隔離彈簧(36)，該隔離彈簧位于凸緣(44)和工件(56)之間。該隔離彈簧(36)包括與橡膠涂層(52)一體形成的金屬芯(50)。
文檔編號F16F1/373GK102341613SQ201080010575
公開日2012年2月1日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權日2009年3月4日
發(fā)明者杰里米·R.D.·塔特爾, 格列·G.·黑文斯, 羅伯特·R.·沙斯爾, 艾爾伯特·W.·凡·博文, 詹森·D.·霍爾特 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司