CN101342063A - 清洁用具中金属部件的永久性机械连接 - Google Patents

Abstract

本发明公开了清洁用具中金属部件的永久性机械连接。用于在地板刷或窗刷的金属外部条(1)与金属内部条(2)之间产生永久性连接的方法，其不需要使用额外材料或部件，且适用于预涂层部件，该内部条(2)和/或外部条(1)具有加强区(5)，位于内部条(2)和外部条(1)之间的弹性材料条(3)具有孔(6)，钳住点(4)定位在加强区(5)上和孔(6)内。本发明还涉及将外部条和内部条通过这种类型的方法连接在一起的地板刷或窗刷。

Description

清洁用具中金属部件的永久性机械连接

技术领域

本发明涉及一种用于在地板刷或窗刷的至少第一金属部件与至少第二金属部件之间产生永久性机械连接的方法，该地板刷或窗刷包括作为第一金属部件的外部条(outer bar)，作为第二金属部件的内部条(inner bar)以及位于该外部条和该内部条之间的弹性材料条。

本发明还涉及一种地板刷或窗刷，至少包括作为第一金属部件的外部条和作为第二金属部件的内部条，外部条和内部条借助根据本发明的方法连接在一起，该地板刷或窗刷还包括位于该外部条和内部条之间的弹性材料条。

背景技术

目前，现有技术中的地板刷或窗刷中部件的永久性机械连接是粘合剂连接、(点)焊连接和铆钉辅助连接。

在包含木制部件的用具中，例如刷子，粘合剂连接仍然是最便于使用的，但在上文所提及的地板刷或窗刷的金属部件之间却难以产生粘合剂连接。此外，在地板刷或窗刷的部件中，粘合剂连接常常在一段时间后变得很脆弱而后在粘合剂连接处极易断裂。当用具用于相对的高负载和/或与特种化学品接触时，粘合剂连接也会断开。

由于相对的高能耗和由磨损导致的焊接电极的定期替换，(点)焊连接在生产中相对昂贵。此外，针对价格敏感的市场，采用由预涂层金属制成的金属部件可以取得令人满意的效果，但(点)焊连接不能在这些应用中使用。原因是焊接破坏了这些金属部件的保护覆盖层，导致产品失去期望的耐久力。

铆钉辅助连接也存在问题。与铆钉尺寸相适应的开孔，必须提前在金属部件上冲压成型。在铆钉的连接过程中，铆钉必须按正确的方向插入开孔中。在自动生产过程中，由于铆钉的供给可出现障碍、铆钉错误定位等原因，因此特别难以实现铆钉的高效定位，这个生产步骤是机器故障的主要原因。另外，铆钉是地板刷或窗刷的附加部件，而优选是期望减少部件的数量从而简化生产过程。此外，铆钉形成了障碍，例如当铆钉用于地板刷上时，当地板刷在家具下移动时可能会在家具上留下划痕，或者当布料附在地板刷上面时，地板刷可能会撕破布料。

现有的永久性机械连接另一个缺点还在于，通常同一个地板刷或窗刷上必须使用多种不同的连接技术。这也要求在生产地板刷或窗刷中增添相应的投资成本。这样，作为示例，部件要永久性连接的地板刷可包括：金属内部条、由弹性材料制成的条、金属外部条、手柄支架和夹紧环。为了将这些部件永久性连接在一起，先将手柄支架焊接在外部条上，夹紧环焊接在手柄支架上。然后，该外部条和内部条(弹性材料条位于两者之间)借助铆钉彼此固定。为了这个目的，外部条和内部条设有与铆钉尺寸相适应的开孔。之后，地板刷的手柄借助夹紧环可拆卸地固定在手柄支架中。

发明内容

因此，本发明的目的是还提供一种地板刷或窗刷的金属部件的永久性机械连接，它可以克服现有的永久性机械连接的前述缺点。

本发明目的是通过一种方法实现的，该方法在地板刷或窗刷的至少第一金属部件和至少第二金属部件之间产生永久性机械连接，该地板刷或窗刷包括作为第一金属部件的外部条，作为第二金属部件的内部条以及位于该外部条和该内部条之间的弹性材料条，该方法包括将第一金属部件钳住(clinching)在第二金属部件上，该方法包括以下步骤：

a.为该内部条和/或外部条提供一个或多个加强区，用于在钳住过程中定位一个(多个)加强区上的一个或多个钳住点(clinching point)；

b.为该弹性材料条提供一个或多个孔，用于在钳住过程中定位一个(多个)孔内的一个或多个钳住点；

c.在该外部条和该内部条之间提供弹性材料条；

d.定位位于加强区上和孔内的钳住点。

在钳住过程中，产生片连接，片状材料本身被用来产生这种连接，这种连接通过将一个片状材料压入到另一个之中而建立。这种情况下，薄的片状材料经受局部塑性变形。

钳住过程提供了永久性机械连接，不需要额外的用于连接的材料或部件。一旦该连接建立后，便提供了一定的可靠连接。这种情况下需要的能量与其它处理例如点焊相比较低。此外，对于使用预涂层金属的价格敏感市场，钳住处理使预涂层金属的保护覆盖层基本完整无损。

在钳住过程中，在待连接的金属部件之间一定不能有物质。举例来说，在两个金属部件之间附加一张薄纸也足以导致钳住处理失败。而对于地板刷或窗刷的金属部件之间附有弹性材料条的这种情况，这个问题对产生这些部件之间的相互连接尤为重要。

为了随后在作为两个金属部件的内部条与外部条之间放置弹性材料条，为内部条和/或外部条提供了一个或多个加强区，这样，这些金属内部和外部条就已经较为靠近在一起。然而，提供这种加强区可能致使弹性材料由于被压挤得太猛烈而在这个位置开始破裂，或者由于很强的压力，内部条折断而弹性材料无法在该地板刷或窗刷中恰当固定，这将导致它无法使用。

通过提供在弹性材料条上的孔和在孔内制造钳住点，获得地板刷或窗刷的内部条和外部条之间的连接以及位于该内部条和该外部条之间的弹性材料条都成为可能。此外，这些孔确保弹性材料条在产生连接的过程中不会弯曲，这样，在组装地板刷或窗刷时，由弹性材料条形成的边缘能够被定型得很直。这样做十分重要，因为在使用地板刷或窗刷对需要清洁的表面进行擦拭时，是用这些边缘形成的表面来进行擦拭的。

此外，这些孔使得内部条、外部条和弹性材料条可以最佳地相互定位以便进行连接。而采用现有的地板刷或窗刷的内部条、外部条和弹性材料条，这样的定位可不是简单的事。

为了能够使内部条和外部条结合起来但在连接中又不弄弯弹性材料条，内部条和/或外部条额外附加有一个或多个加强区，钳住点就位于这些加强区上。这些加强区也可以确保弹性材料条不会被过分压缩，并确保被压缩的弹性材料条施加在连接好的金属部件上的力(连接的反作用力)不会破坏连接。

此外，这种类型的方法在连接过程中不会释放热量，因此弹性材料条不会被热量破坏。

根据本发明的一个优选的方法，借助至少一个模具和至少一个上模(upper die)进行钳住，定位一个或多个钳住点，位于上模一侧的金属部件厚度至少要和模具一侧的金属部件厚度一样大。钳住过程中的上模和模具的使用寿命比焊接电极的使用寿命要长很多。为了获得不易分开的钳住连接点，被压制的材料最好具有一定的厚度。

根据本发明的一个具体方法，在钳住过程中定位一个或多个细长形的钳住点。这样做的原因是，例如如果希望将钳住点应用于第一金属部件和第二金属部件上的相对较窄区域上，则在这个相对较窄区域的纵向方向上该钳住点优选为细长的构型。这样，在相对较窄区域也能得到牢固的连接。

当在充分弯曲的金属部件之间产生永久性机械连接时，根据本发明的这些弯曲的金属优选地具有至少一个平坦区域，在钳住过程中，在该至少一个平坦区域中定位一个或多个钳住点。

在根据本发明方法的情况中，为了节省材料同时仍能获得牢固连接，在钳住过程中位于上模一侧的金属部件优选被构造成比在钳住过程中位于模具一侧的金属部件厚。

优选地，外部条位于上模一侧，而内部条位于模具一侧。

更优选地，该构造为在钳住过程中位于上模一侧的外部条被构造成比在钳住过程中位于模具一侧的内部条厚。

此外，本发明的目的还通过提供一种地板刷或窗刷实现，该地板刷或窗刷至少包括作为第一金属部件的外部条和作为第二金属部件的内部条，它们通过至少一个永久性机械连接结合在一起，该地板刷或窗刷还包括位于该外部条和该内部条之间的弹性材料条，所述的永久性机械连接是使用根据上文描述的方法形成的。

通过随后对某个优选实施例更加详细的描述，本发明将被更加深入地解释，该实施例是一种在地板刷或窗刷的至少第一金属部件与至少第二金属部件之间产生永久性机械连接的方法，该地板刷或窗刷包括至少第一金属部件和第二金属部件，它们通过根据本发明的至少一个永久性机械连接结合在一起。该说明的目的仅仅是为了提供清楚的例子和指出这些实施例中进一步的优势及特点，其不能解读为对权利要求中所要求的发明或专利权的保护范围限定。

附图说明

在该更详细的说明中，参考标记涉及到附图，其中：

图1是地板刷或窗刷的第一实施例的纵截面，该地板刷或窗刷设有内部条、外部条以及示出在内部条和外部条之间的弹性材料条，通过根据本发明的第一方法，该内部条和外部条永久性机械连接；

图2是地板刷或窗刷的第二实施例的纵截面，该地板刷或窗刷设有内部条、外部条以及内部条和外部条之间的弹性材料条，通过根据本发明的第二方法，该内部条和外部条永久性机械连接；

图3示出了图1所示的纵截面的细节；

图4是沿图1和图3中所示轴线AA′的横截面；

图5示出了图2所示的纵截面的细节；和

图6是沿图2和图5中所示轴线BB′的横截面。

具体实施方式

在根据本发明的在地板刷或窗刷的至少第一金属部件1和至少第二金属部件2之间产生永久性机械连接的方法中，这些第一金属部件1和第二金属部件2通过钳住(clinching)过程结合在一起。

在钳住过程中，产生了片连接，片状材料本身被用来形成这种连接，这种连接通过将一个片状材料压入到另一个之中而建立起来。这种情况下，薄的片状材料是通过将片状材料局部塑性变形而连接的。在挤压过程中，至少使用一个上模(upper die)，这通常可以在单次操作的挤压中将多个重叠的片状部分结合起来。这种情况下，模具具有固定的位置，而上模由空气作用、液压作用或电力驱动。

图1到图6示出了地板刷或窗刷的内部条2、外部条1和附于内部条2与外部条1之间的弹性材料条3，这些部件1，2借助钳住过程永久性地结合在一起。为了获得这样的结果，首先将内部条2设有四个加强区5，用于在钳住过程中在加强区5中定位钳住点(clinching point)4。此外，该弹性材料条3设有四个孔6，用于在钳住过程中在孔6内定位钳住点4。然而，外部条1最好也同样设有加强区5。优选地，将内部条2和/或外部条1的加强区5的深度选择成使内部条2与外部条1可以越过定位钳住点4的区域而相互接触，其中设在内部条2与外部条1之间的弹性材料条3不会弯曲也不会被过分压缩，从而压缩的弹性材料条3施加在连接的金属部件1，2上的力(连接的反作用力)不会破坏连接。

钳住点4的数量和相应的加强区5和孔6的数量的选择应该基于：待要连接的部件的尺寸，一个或多个上模以及一个或多个模具的尺寸，以及该永久性机械连接需要的强度。

这种情况下，这些内部条2和外部条1可以在连续的模具中由钢板折叠。弹性材料条可以由用于地板刷或窗刷的已知材料制成，例如可以由橡胶、合成泡沫、聚乙烯等制成。

图1、3和4中，内部条2和外部条1之间的永久性机械连接是使用根据本发明的方法产生的，内部条2位于上模一侧，外部条1位于模具一侧。为了这个目的，内部条2优选地构造成至少与外部条1一样厚或比外部条1厚。也就是说，为了产生确保有效永久性机械连接的钳住点4，在钳住点4内附加充足的材料应当是可行的。

图2、5和6中，内部条2和外部条1之间的永久性机械连接是使用根据本发明的方法产生的，内部条2位于模具一侧，外部条1位于上模一侧。为了这个目的，外部条1优选地构造成比内部条2厚。

为了产生永久性机械连接，这种情况下，内部条2、弹性材料条3和外部条1以正确顺序定位在上模和模具之间，并相对于彼此附着于正确位置。这种情况下，弹性材料条3上的孔6可以用来确保各种部件1，2，3在组装之前相对于彼此最佳定位。

为获得地板刷，可以经由挤压将手柄支架紧固在外部条1上，这样手柄支架上就可以安装手柄。这种情况下的优点在于：以此方式，地板刷的所有永久性机械连接都是经由钳住产生的，这样用单一连接方法就可进行生产。

Claims (8)

1、一种用于在地板刷或窗刷的至少第一金属部件(1)和至少第二金属部件(2)之间产生永久性机械连接的方法，该地板刷或窗刷包括作为第一金属部件(1)的外部条，作为第二金属部件(2)的内部条和位于该外部条(1)和该内部条(2)之间的弹性材料条(3)，其特征在于，该方法包括将第一金属部件(1)钳住在第二金属部件(2)上，该方法包括以下步骤：

a.为该内部条(2)和/或外部条(1)提供一个或多个加强区(5)，用于在钳住过程中定位单个(多个)加强区(5)上的一个或多个钳住点(4)；

b.为该弹性材料条提供一个或多个孔(6)，用于在钳住过程中定位单个(多个)孔(6)内的一个或多个钳住点(4)；

c.在该外部条和该内部条(1，2)之间提供弹性材料条(3)；

d.定位加强区(5)上和孔(6)内的钳住点(4)。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，钳住在至少一个模具和至少一个上模的帮助下进行，一个或多个钳住点(4)被定位，位于上模一侧的金属部件(1，2)的厚度至少与这个情况下位于模具一侧的金属部件(2，1)的厚度一样大。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在钳住过程中，一个或多个细长形的钳住点(4)被定位。

4、根据权利要求1到3之一的方法，其特征在于，当在充分弯曲的金属部件(1，2)上建立永久性机械连接时，这些弯曲的金属部件(1，2)具有至少一个平坦区域，在钳住过程中，在该至少一个平坦区域中定位一个或多个钳住点(4)。

5、根据权利要求1到4之一的方法，其特征在于，在钳住过程中位于上模一侧的金属部件被构造成比在钳住过程中位于模具一侧的金属部件厚。

6、根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，外部条(1)位于上模一侧，内部条(2)位于模具一侧。

7、根据权利要求5和6的方法，其特征在于，在钳住过程中位于上模一侧的外部条(1)被构造成比在钳住过程中位于模具一侧的内部条(2)厚。

8、地板刷或窗刷，至少包括作为第一金属部件(1)的外部条和作为第二金属部件(2)的内部条，该外部条和该内部条通过至少一个永久性机械连接结合在一起，该地板刷或窗刷还包括位于该外部条和该内部条(1，2)之间的弹性材料条(3)，其特征在于，所述永久性机械连接是借助根据上述权利要求之一的方法形成的。

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