间隙补偿装置、方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种间隙补偿装置、方法及车辆。
背景技术
零件安装过程，为装配稳定，常常设计安全距离。但由于汽车中类似仪表台横梁等结构是安装于车身内部的，采用螺栓将车身和仪表台横梁零件连接时，由于装配过程需要操作空间，故仪表台整体的宽度是小于车身宽度的，或者在两者的配合面之间预留间隙以保证装配过程不会产生碰撞，这就导致螺栓连接的两个结构间存在间隙，若直接打紧螺栓，则会导致产品发生弹性变形而产生打紧内应力，经过车辆长时间运动的震动，内应力释放，螺栓的力矩小于设计值，也可能导致螺栓松动。螺栓力矩的失效会导致零件间的相对运动，存在行车异响，影响驾驶舒适性，同时螺栓脱落存在安全隐患。
而目前为了解决这一问题，通常会采用增加垫片或者是采用间隙补偿结构，但是这两者都存在通用性差、补偿效果不好、连接牢固性差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种间隙补偿装置，具有良好的通用性，并且连接牢固、间隙补偿效果好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种间隙补偿装置，用于在紧固件连接两个部件时提供间隙补偿，所述间隙补偿装置包括支撑件以及调整单元；所述支撑件具有沿第一方向开设的第一通孔；所述调整单元设置在所述第一通孔中并包括第一端面以及沿所述第一方向设置的第二通孔；所述调整单元配置为能够沿所述第一方向移动以使所述第一端面伸出所述第一通孔。
可选的，所述调整单元包括第一外周面，所述调整单元配置为能够使所述第一外周面与所述第一通孔的内壁抵接。
可选的，所述调整单元包括第一调整件以及第二调整件；所述第一调整件包括第一楔形面、第一侧面、第三通孔以及所述第一端面；所述第一楔形面和所述第一端面分别设置在所述第一调整件的两端，所述第三通孔沿所述第一方向设置；所述第二调整件包括第二楔形面、第二侧面以及所述第二通孔；所述第二楔形面设置在所述第二调整件的一端并与所述第一楔形面相匹配；所述第一侧面和所述第二侧面共同构成所述第一外周面；所述第二调整件配置为能够沿所述第一方向移动，所述第一调整件配置为能够沿所述第一方向移动并在所述第一楔形面和所述第二楔形面的配合下沿垂直于所述第一方向的第二方向移动。
可选的，所述第二通孔设置有内螺纹。
可选的，所述间隙补偿装置包括能够限制所述第二调整件相对于所述支撑件转动的限制结构。
可选的，所述支撑件的第一通孔的内壁包括相对平行设置的两个第一平面内壁，所述第一调整件的第一侧面包括分别与两个所述第一平面内壁相匹配的两个第一平面侧壁。
可选的，所述第二调整件的第二侧面包括分别与两个所述第一平面内壁相匹配的两个第二平面侧壁。
可选的，所述第三通孔靠近所述第一楔形面的一端设有用于引导紧固件的第一导向结构；和/或，所述第二通孔靠近所述第二楔形面的一端设有用于引导紧固件的第二导向结构。
相对于现有技术，本发明所述的间隙补偿装置具有以下优势：
通过支撑件及紧固件的配合，能够在两个部件之间形成连接，在形成连接之后，再通过驱动调整单元沿所述第一方向移动以使所述第一端面伸出所述第一通孔而最终抵接在部件上，从而消除了支撑件与两个部件之间的轴向间隙。由于本发明的间隙补偿装置可以适用于各种形式的紧固件，因此通用性好，并且还具有间隙补偿效果好、连接牢固性好的优点。
本发明还提供一种车辆，设置有第一部件、第二部件、紧固件以及上述的间隙补偿装置；所述支撑件的一端固定连接于所述第一部件，所述紧固件的一端沿所述第一方向依次穿过所述第二部件、所述调整单元的第二通孔以及所述第一部件；所述调整单元配置为沿所述第一方向移动时能够使所述第一端面伸出所述第一通孔并抵靠于所述第二部件。
本发明还提供一种间隙补偿方法，用于在紧固件连接第一部件和第二部件时提供间隙补偿，所述方法包括：在所述第一部件上安装支撑件；用所述紧固件依次穿过所述第二部件、所述支撑件内的第一调整件和第二调整件以及所述第一部件；使所述第二调整件沿所述支撑件的轴向推动所述第一调整件以使所述第一调整件抵靠于所述第二部件以实现轴向间隙补偿；使所述第二调整件继续轴向移动以驱使所述第一调整件沿所述支撑件的径向移动以实现径向间隙补偿。
所述间隙补偿方法、车辆与上述间隙补偿装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的间隙补偿装置在装配前的剖面示意图；
图2为本发明的间隙补偿装置在装配后的剖面示意图；
图3为本发明的间隙补偿装置的支撑件的正视图；
图4为图3中沿A-A方向的剖视图；
图5为本发明的间隙补偿装置的第一调整件的正视图；
图6为图5中B-B方向的剖视图；
图7为本发明的间隙补偿装置的第二调整件的正视图；
图8为图7中C-C方向的剖视图。
附图标记说明：
10-支撑件，11-第一通孔，111-第一平面内壁，20-第一调整件，21-第一端面，22-第一楔形面，23-第三通孔，231-第一导向结构，24-第一平面侧壁，30-第二调整件，31-第二通孔，311-第二导向结构，32-第二楔形面，33-第二平面侧壁，40-紧固件，50-第一部件，60-第二部件
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施方式中所提到的“上下左右”、“水平竖直”等方向词，均是指附图1～8中所呈现的方向，并不限定于实际使用过程中的方向。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
如图1～8所示，本发明的间隙补偿装置，用于在紧固件连接两个部件时提供间隙补偿，间隙补偿装置包括支撑件10以及调整单元；支撑件10具有沿第一方向开设的第一通孔11；调整单元设置在第一通孔11中并包括第一端面21以及沿第一方向设置的第二通孔31；调整单元配置为能够沿第一方向移动以使第一端面21伸出第一通孔11。
通过支撑件10及紧固件的配合，能够在第一部件和第二部件之间形成连接，例如将支撑件10固定连接于第一部件，再将紧固件依次穿过第二部件、支撑件10内的调整单元的第二通孔31以及第一部件。在形成连接之后，再通过驱动调整单元沿第一方向移动以使第一端面21伸出第一通孔11而最终抵接在第二部件上，从而消除了支撑件10与第二部件之间的轴向间隙。由于本发明的间隙补偿装置可以适用于各种形式的紧固件，因此通用性好，并且还具有间隙补偿效果好、连接牢固性好的优点。
为消除调整单元与第一通孔11之间存在的径向间隙，从而进一步提高连接牢固性，可选的，调整单元包括第一外周面，调整单元配置为能够使第一外周面与第一通孔11的内壁抵接。也就是说，使调整单元的第一外周面尽可能地挤压第一通孔11的内壁，一方面消除了径向间隙，另一方面，通过调整单元的第一外周面与第一通孔11的内壁之间的摩擦力提高了调整单元与支撑件10之间的相对稳定性，进而提高了间隙补偿装置的连接牢固性。
调整单元可以采用多种形式，只要能够消除轴向以及径向的间隙即可，例如，当采用直径由第一部件50向第二部件60逐渐增加的锥形紧固件时，调整单元可以包括能够向第二通孔31四周张开的多个爪部，当锥形紧固件穿过调整单元的第二通孔31并且驱动调整单元向第二部件60移动时，多个爪部在直径逐渐增加的紧固件的作用下向第二通孔31的四周张开，当多个爪部伸出第一通孔11并抵接第二部件60时，多个爪部恰好也能够挤压第一通孔11的内壁，从而同时完成轴向、径向间隙的消除。
本发明还提供了调整单元的另一种实施方式，如图5～8所示，调整单元包括第一调整件20以及第二调整件30；第一调整件20包括第一楔形面22、第一侧面、第三通孔23以及第一端面21；第一楔形面22和第一端面21分别设置在第一调整件20的两端，第三通孔23沿第一方向设置；第二调整件30包括第二楔形面32、第二侧面以及第二通孔31；第二楔形面32设置在第二调整件30的一端并与第一楔形面22相匹配；第一侧面和第二侧面共同构成第一外周面；第二调整件30配置为能够沿第一方向移动，第一调整件20配置为能够沿第一方向移动并在第一楔形面22和第二楔形面32的配合下沿垂直于第一方向的第二方向移动。
通过驱动第二调整件30移动，使第二调整件30推动第一调整件20移动，将第一调整件20的第一端面21推至与第二部件60抵接为止，然后驱动第二调整件30沿轴向继续移动，由于第一楔形面22和第二楔形面32的配合，使得第一调整件20能够沿径向移动，从而使第一调整件20的第一侧面挤压第一通孔11的内壁。采用这种形式的调整单元的优点是，能够适应各种形状的紧固件，通用性好。
为使得调整单元的第一外周面能够尽可能地抵接第一通孔11的内壁，支撑件10的侧壁应当设置的相对较薄，从而在调整单元径向移动时，调整单元的第一外周面能够挤压第一通孔11的两侧以使得支撑件10的侧壁变形，从而更好地使第一外周面与第一通孔11的内壁抵接。
应当理解的是，可以使用多种方式驱动第二调整件30移动，例如，可以使用套设在紧固件上的环状件推动第二调整件30的右侧端面，在将第一调整件20推至其第一端面21抵接第二部件60后，将环状件与紧固件焊接，以防止第一调整件20、第二调整件30反向移动，保证第一端面21始终抵接于第二部件60。在本发明的一些实施方式中，为了更加方便地操作，可选的，第二通孔31设置有内螺纹。这样，第二调整件30与具有外螺纹的紧固件配合，即可借助螺纹配合实现直线移动，并且由螺纹实现限制第一调整件20、第二调整件30反向移动的目的。
在转动螺纹紧固件时，需要保证第二调整件30不会随着紧固件一起转动，才能实现第二调整件的直线移动，为此，可选的，间隙补偿装置包括能够限制第二调整件30相对于支撑件10转动的限制结构，也就是说，在紧固件相对于支撑件10发生转动时，该限制结构能够保证第二调整件30相对于支撑件10不会发生转动，从而保证第二调整件30不会随着紧固件一起转动。
限制结构可以采用多种形式，只要能够保证第二调整件30相对于支撑件10不会发生转动即可，例如，限制结构可以包括沿轴向设置在第一通孔11的内壁上的凸起，而第二调整件30可以设置有与该凸起配合的凹形槽。为了进一步简化结构，可选的，支撑件10的第一通孔11的内壁包括相对平行设置的两个第一平面内壁111，第二调整件30的第二侧面包括分别与两个第一平面内壁111相匹配的两个第二平面侧壁33。也就是说，第二调整件30的两个第二平面侧壁33与第一通孔11的两个第一平面内壁111相互平行，当第二调整件30受到转动力时，第二平面侧壁33会抵靠在第一平面内壁111上以阻止第二调整件30发生转动。
同样，为避免第一调整件20相对于支撑件10发生转动，第一调整件20的第一侧面可以包括分别与两个第一平面内壁111相匹配的两个第一平面侧壁24。
为了方便紧固件进入第三通孔23以及第二通孔31，可选的，第三通孔23靠近第一楔形面22的一端设有用于引导紧固件40的第一导向结构231；第二通孔31靠近第二楔形面32的一端设有用于引导紧固件40的第二导向结构311。第一导向结构231和第二导向结构311可以设置为斜面，以引导紧固件40进入第三通孔23以及第二通孔31。
需要理解的是，为了保证第一调整件20能够沿径向移动，第三通孔23的内径应当大于紧固件的外径。在本发明的一些实施方式中，并不需要第一调整件20沿水平的径向移动，因此，可选的，第三通孔23设置为沿第二方向延伸设置的长形孔。这样既能够允许第一调整件20沿竖直的径向移动，又能够防止第一调整件20沿水平的径向移动。
本发明的间隙补偿装置可以适用于多种场合，只要第一部件与第二部件之间的连接存在间隙，都可以采用本发明的间隙补偿装置。
本发明为间隙补偿装置提供了一种具体的使用场合——车辆，车辆设置有第一部件50、第二部件60、紧固件40以及上述的间隙补偿装置；支撑件10的一端固定连接于第一部件50，紧固件40的一端沿第一方向依次穿过第二部件60、调整单元的第二通孔31以及第一部件50；调整单元配置为沿第一方向移动时能够使第一端面21伸出第一通孔11并抵靠于第二部件60。
首先将支撑件10固定在第一部件50上，然后驱动第二调整件30移动，使第二调整件30推动第一调整件20移动，将第一调整件20的第一端面21推至与第二部件60抵接为止，然后驱动第二调整件30沿轴向继续移动，由于第一楔形面22和第二楔形面32的配合，使得第一调整件20能够沿径向移动，从而使第一调整件20的第一侧面挤压第一通孔11的内壁，完成轴向及径向的间隙消除。
本发明还提供一种间隙补偿方法，用于在紧固件连接第一部件和第二部件时提供间隙补偿，方法包括：
在第一部件上安装支撑件；
用紧固件依次穿过第二部件、支撑件内的第一调整件和第二调整件以及第一部件；
使第二调整件沿支撑件的轴向推动第一调整件以使第一调整件抵靠于第二部件以实现轴向间隙补偿；
使第二调整件继续轴向移动以驱使第一调整件沿支撑件的径向移动以实现径向间隙补偿。
本发明的间隙补偿方法与上述间隙补偿装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
以上仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
