CN101561006A - 用于将附加件紧固到承载元件上的连接组件 - Google Patents

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Abstract

用于将附加件(56)紧固到承载元件(58)上的连接组件(10)，其包括可插入承载元件的开口(64)中的第一连接件(12)。第一连接件包括用于将第一连接件固定到承载元件上的止动装置。该连接组件还包括可插入附加件的孔(60)中的第二连接件(14)。第二连接件适合插入第一连接件中。该连接组件适合从预安装状态转变为安装状态，处于预安装状态时，止动装置允许从承载元件上取下第一连接件，处于安装状态时，止动装置不允许从承载元件上取下第一连接件。通过将第二连接件下压入第一连接件中，可使连接组件从预安装状态转变成安装状态，通过相对于第一连接件旋转第二连接件，可使连接组件从安装状态转变回预安装状态。

Description

用于将附加件紧固到承载元件上的连接组件
技术领域
本发明涉及用于将附加件紧固到承载元件上的连接组件，该连接组件包括第一连接件和第二连接件，其中第一连接件可插入承载元件的开口，并且第一连接件包括用于将第一连接件固定到承载元件上的止动装置；第二连接件可插入附加件的孔，第二连接件适于插入第一连接件，并且该连接组件适于从预安装状态转变到安装状态，其中处于预安装状态时，止动装置允许从承载元件上取下第一连接件，处于安装状态时，止动装置不允许从承载元件上取下第一连接件。
该种连接组件尤其适用于汽车工业中，用于将内衬件紧固到汽车的车身件上。
背景技术
已知用于将附加件紧固到承载元件上的不同类型的装置，它们被构造成连接组件，该连接组件具有两个类似铆钉的连接件。第一连接件(底脚)被插入形成在承载元件中的开口。第二连接件(销)具有柄，柄的一端设有头部。销装配到附加件的孔或开缝孔中，然后借助柄被同轴地装配到底脚中。这样，附加件被夹紧在销头和承载元件之间，并且底脚和销之间的配合可以有多种方式。
第一次安装之后，经常需要将附加件再次取下，尤其是要附连某些装置或要执行维修工作时。在已知的连接组件中，这就首先必须取下销，然后再取下底脚，假设这仍是可能的。这就意味着连接件必须相互分开，在取下过程中损坏其中的一个连接件是常有的。此外，一些连接技术不允许在令人满意的情况下再次使用该连接组件，当连接件之间的配合是由塑性变形产生时尤其如此。
EP 1 698 785 A1公开了本文开始提及类型的连接组件，该连接组件具有销和底脚。销具有可插入到底脚的开口中的柄。底脚包括两个弹性舌状物，该弹性舌状物具有从一板垂直延伸的止动装置。该连接组件可以处于等待位置、锁定位置和解锁位置，其中处于等待位置时，销保持在底脚中，并且底脚的所述板被夹在销的止动面和凸起之间。
DE 37 04 696 A1公开了一种用于板的紧固装置，其具有插入件和接收件，接收件中设有凹槽，用于接收插入件的伸长主体。在凹槽中形成有包围的止动部分，该止动部分与插入件的止动头相接合，并因此防止插入件轴向抽出。
US 4,276,806公开了一种可重复使用的紧固组件，该紧固组件由两个塑料件构成，这两个塑料件最初在预定的断裂点处相互束缚地连接。当将上部件插入到下部件中时，就使下部件被卡止在要被紧固的元件的开口中。下部件的止动装置接合到该承载元件开口的边缘后面，这样该元件就被牢牢紧固到了承载元件上。通过提升上部件的头部，就能使上部件与下部件脱离接合。然后，就可以从承载元件上将该元件和紧固组件一起取下。
EP1 177 387B1公开了一种连接元件，该连接元件由上部件和延伸穿过上部件的下部件组成，采用该连接元件可将承载元件连接到支承件上。处于安装状态时，被连接到支承件上的上部件的区域在承载元件开口的后面或里面膨胀。上部件包括具有中央内齿的上凸缘，下部件的对应齿与上凸缘的中央内齿啮合。下部件具有在介于两个圆柱形部分之间的闭锁区域中的闭锁凹槽，上部件的对应闭锁销安装在该闭锁凹槽中。具有狭缝的柄与上部件的上凸缘邻接，该柄的柔性部分设有外齿。
DE 603 01 994 T2涉及用于将板紧固到承载元件上的塑料紧固元件。该紧固元件包括销件和主体件，销件具有头和柄，主体件具有凸缘和一对从凸缘延伸出的腿，腿可插入到形成在承载元件中的孔内。所述凸缘包括用于接收销件的柄的通道。腿被相互移开，并与承载元件的孔的内表面形成压力接触，从而将该紧固元件并从而将板紧固到承载元件上。形成于主体件的腿上外侧的接合控制机构控制腿和承载元件孔的内表面之间的压力接触。这样，确定了用于将销件插入到主体件中的力。该接合控制机构包括形成在腿中的孔，因此减小了驱动柄穿过主体件中的孔所需的压力。
这些已知的连接组件不能绝对抵抗高的拆卸力。因此在规定了特别高的拆卸力的情况下，依然采用传统的螺旋连接，但是这涉及到耗时的安装和拆卸。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术的上述缺点，并提出一种成本有效的连接组件，以确保附加件在承载元件上的可靠但是可逆的紧固。
通过具有权利要求1的特征的连接组件可以实现该目的。根据附属的权利要求可以清楚了解本发明的连接组件的有利结构。
根据本发明的连接组件的特征在于：通过将第二连接件下压入第一连接件中，就可以将连接组件从预安装状态转变成安装状态；并且通过相对于第一连接件旋转第二连接件，就可以将连接组件从安装状态转变回预安装状态。因此，本发明的连接组件的区别之处在于：无需任何工具，通过简单地将第二连接件压下，就可以锁定附加件和承载元件之间的连接，而解锁是通过旋转第二连接件实现的，通常只能采用工具来旋转第二连接件。该连接因此也能够经受住例如在侧冲击时所产生的高的拆卸力。从一个方面来看，安装得到了简化，从另一方面来看，由于仅在拆卸时必须用到工具，因此该连接有效防止了附加件的非期望脱离。
与已知的塑料膨胀铆钉相比，第一连接件优选是能承受更大力的金属件。
根据本发明的优选实施例，处于预安装状态时，其中的一连接件相对于另一连接件呈与处于安装状态时的轴向位置不同的轴向位置。
斜坡结构可确保在相对于第一连接件旋转第二连接件的过程中，第二连接件相对于第一连接件的轴向位置发生变化。
该斜坡结构被优选设计为使得通过将第二连接件旋转预定的角度就可以使连接组件从安装状态转变成预安装状态。
在本发明的优选实施例中，该预定的角度达120°。
根据本发明的一个有利的方面，处于预安装状态时，这两连接件被束缚地保持在一起，因此产生了后勤优势(存储、交货等)。
附图说明
通过下面的说明并参考附图可以更加清楚地了解本发明的更多特征和优点。附图中：
图1和图2以透视图的方式显示了处于预安装状态的本发明的连接组件的第一种实施例；
图3和图4是图1所示的连接组件的膨胀销的透视图；
图5和图6是图1所示的连接组件的底脚的透视图；
图7是处于安装状态的图1的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件；
图8是拆卸过程中图1的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件；
图9是处于解锁状态的图1的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件；
图10是处于安装状态的图1的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件，图中的附加件具有替代的紧固部分；
图11是处于预安装状态的本发明的连接组件的第二种实施例的透视图；
图12是图11所示的连接组件的膨胀销的透视图；
图13是图12所示的膨胀销的局部放大的透视图；
图14是图11所示的连接组件的底脚的透视图；
图15是处于安装状态的图11的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件；
图16是拆卸过程中图11的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件；以及
图17是处于解锁状态的图11的连接组件的透视图，带有附加件和承载元件。
具体实施方式
根据图1和图2所示的第一种实施例的连接组件10，该连接组件由夹状底脚形式的第一连接件12和膨胀销形式的第二连接件14构成，图5、6和图3、4分别在不同视图中显示了非受力状态下的第一连接件12和第二连接件14。为了简明起见，在下面的说明中始终将第一连接件称作底脚12，将第二连接件称作膨胀销14，但是这些指定并不用作限制作用。
膨胀销14是成形为单件的塑料零件，该零件沿纵向轴线A包括导向部分16、中部18和头部20。伸长的导向部分16和中部18基本上是圆柱形的，它们通过斜截过渡部分22而彼此连接，中部18的外径大于导向部分16的外径。头部20的外径更大，并且它通过面向导向部分16那侧的柄部24连接到中部18。
导向部分16的背离中部18的端部16a是锥形的。中部18包括多个分布在其圆周上的闭锁凹槽26。在头部20中形成有用于接收TorxTM扳手或类似螺旋工具的接收部28，从背离中部18的那侧可进入接收部28。在面向中部18的那侧，多个沿轴向倾斜的斜坡30和相同数量的止挡32从柄部24沿径向朝外延伸。闭锁面34设置在未被沿周向分布的斜坡30和止挡32覆盖的柄部24的区域处。
与膨胀销14相比，底脚12是金属件。多个安装部分38从底部36沿轴向延伸，它们各自的纵向轴线B由底部36中的中心导向孔39限定。安装部分38的数量分别与膨胀销14的斜坡30、止挡32和闭锁凹槽26的数量相应(图示实施例：3个)。
每个安装部分38都包括框架40和具有止动部分44的膨胀元件42，其中止动部分44径向向外突出并形成于两个斜坡状部分46和48之间。膨胀元件42的一端连接到底部36，且另一端还包括夹持部分50。由于是从一侧安装，膨胀元件42可以围绕与纵向轴线B垂直的轴线C枢转(抵抗回复力)。框架40和膨胀元件42的尺寸相互适应，这样膨胀元件42尤其是膨胀元件的夹持部分50可以移动穿过框架40。
每个安装部分38还具有径向向外凸出的斜坡52，该斜坡52通过闭锁部分54连接到框架40的与底部36相反的那端。底脚12的斜坡52的尺寸和倾斜角与膨胀销14的斜坡30相适应，因此下面将底脚12的斜坡52称作互补斜坡52。
通过将膨胀销14插进底脚12直至底脚12的闭锁部分54锁入膨胀销14的闭锁凹槽26中，连接组件10的两个部件12、14相互连接。导向部分16在末端16a处的锥度使导向部分易于插入底脚12的孔39中。该闭锁连接确保了膨胀销14和底脚12被束缚地保持在一起。如前所述，连接组件10的这种状态被称为预安装状态(见图1和图2)。需要注意的是，闭锁凹槽26的布置和闭锁部分54的布置相互适应，这样当正确闭锁时，底脚12相对于膨胀销14关于纵向轴线A和B呈预定的角度位置。处在这个位置时，膨胀销14的斜坡30和底脚12的互补斜坡52正好彼此相对，而底脚12中没有与膨胀销14的止挡32相对的部分。
为了将附加件56紧固到承载元件58上(见图7)，首先将处于预安装状态的连接组件10引导通过附加件56的紧固部分62中的阶梯孔60，然后通过承载元件58中的开口64。由于处于预安装状态时底脚12的夹持部分50与膨胀销14的导向部分16相对，但是夹持部分50不抵靠在导向部分16上，因此膨胀元件42可以朝内枢转，从而允许其导向通过孔60和开口64。通过开口64后，膨胀元件42又自动朝外枢转并接合到开口64的边缘后面，而面对底部36的底脚12的互补斜坡52的末端抵靠在紧固部分62的台阶66上。
为了防止附加件56或连接组件10从承载元件58上移除，必须锁定该连接。为达到这个目的，通过相对于底脚12将膨胀销14沿安装方向M进一步下压，直至底脚12的闭锁部分54与膨胀销14的柄部24上的闭锁面34相接合，膨胀销14不旋转，这样就将连接组件10从预安装状态转变成了图7所示的安装状态。这是可行的，因为在预安装状态时指定的角度位置可以降低膨胀销14的斜坡30，直至抵达底脚12的互补斜坡52上，并且没有与膨胀销14的止挡32相对的障碍。
当膨胀销14被压入时，夹持部分50经由过渡部分22滑动至膨胀销14的中部18上。在这个位置，膨胀元件42不能再朝内枢转，因此现在处于静止的膨胀元件42的止动部分44就将附加件56紧紧保持在承载元件58上。可以从外部识别出该安装状态，这是因为此时膨胀销14的头部20不再凸出到附加件56的紧固部分62的外面。
但是，附加件56的拆卸也是可以的。通过适当的螺旋工具可以旋转膨胀销14，如图8的箭头所示。由于斜坡结构，膨胀销14沿轴向(与安装方向M相反)从底脚12移离。闭锁凹槽26和闭锁面34的形式适合膨胀销14相对于底脚12的运动，该运动具有周向分量和轴向分量。当转过预定的旋转角度后(图示实施例中：120°)，这取决于斜坡30、52的数量和布置，连接组件10就被解锁，并获得连接组件10的稳定的预安装状态(见图9)。处于预安装状态时，膨胀元件42可以再次朝内枢转，这样就可以从承载元件58上取下连接组件10和附加件56。
图10显示的是处于安装状态的相同的连接组件10，附加件56的紧固部分62’具有不同结构。但是，该替代的紧固部分62’也具有孔60和台阶66，底脚12的互补斜坡52的末端抵靠在台阶66上。
图11到17所示是根据第二种实施例的连接组件。第二种实施例与前面所介绍的第一种实施例非常类似，因此下面只讨论不同的地方。相同的附图标记被用于与第一种实施例中的部件相应并且具有相同功能的部件，就此而言，参考前面的说明。
第二种实施例的膨胀销14与第一种实施例的膨胀销的不同之处在于：中部18上没有闭锁凹槽，并且在背离中部18的导向部分16的区域的设计也不相同(见图12和13)。正如第一种实施例，导向部分16的末端16a是锥形的；但是基本上是中空的。多个具有轴向定位面70的弹性壁部68彼此之间被局部间隙72划分开。被局部间隙72隔断的多个横向定位面74形成在轴向定位面70的上方并且与轴向定位面70成垂直定向。相对于壁部68的其余部分沿径向突出的区域76位于横向定位面74之间。
在第二种实施例的底脚12中，底部36中的孔39’是多边形，而不是圆形的；但是孔39’的“拐角”可以被修圆(见图14)。孔39’的边缘与膨胀销12的横向定位面74和突出区域76的行程完全相应。安装部分38从孔39’的长圆形边缘部分延伸。安装部分38的数量分别与孔39’的拐角、膨胀销14的斜坡30、止挡32和壁部68的数量相应(图示实施例：3个)。
要使连接组件10的两个连接件12、14成为预安装状态，在壁部68的弹性变形下将膨胀销14插入底脚12，直至壁部68再次处于它们的初始位置，在该初始位置，轴向定位面70然后接合到孔39’的边缘后面，并且孔39’的边缘抵靠在横向定位面74上(见图11)。
正如第一种实施例，以此方式实现的该闭锁连接确保了膨胀销14和底脚12被束缚地保持在一起。同样需要注意的是，横向定位面74、突出区域76和孔39的构造应相互适应，这样在正确闭锁时，底脚12相对于膨胀销14关于纵向轴线A和B呈预定的角度位置(比较图3和图5)。处在这个位置时，膨胀销14的斜坡30和底脚12的互补斜坡52正好彼此相对，而底脚12中没有与膨胀销14的止挡32相对的部分。
利用连接组件将附加件56紧固和锁定在承载元件58上是通过与第一种实施例相似的方式实现的，即沿安装方向M相对于底脚12进一步压下膨胀销14，膨胀销14不旋转。连接组件10的安装状态如图15所示。
附加件56的拆卸同样采用与第一种实施例相似的方式。在膨胀销14旋转的过程中，膨胀销14沿轴向从底脚12升起(见图16)。旋转了确定的旋转角度后(在图示实施例中：120°)，这取决于斜坡30、52的数量和布置，连接组件10被解锁，并且获得了连接组件10的稳定的预安装状态(参见图17)，处于该状态时，膨胀元件42可以再次朝内枢转，这样就可以从承载元件58上取下连接组件10和附加件56。
图示实施例中，连接组件10仅由膨胀销14和底脚12组成。但是，只要具有根据本发明的相同功能，这些连接件也可具有不同的结构。更精细复杂的实施例也是可能的，它们具有一个或多个密封部分，或者具有用于密封附加件56的孔60和/或承载元件58的开口64的独立密封件。
尽管本发明优选应用在结构加衬领域，尤其用于汽车领域和采用内衬为车身加衬的领域，但是本发明大体基于附加件在承载元件上的可逆紧固来描述，其中附加件可以是内衬件，承载元件可以是汽车的车身件。

Claims (17)

1、一种用于将附加件(56)紧固到承载元件(58)上的连接组件(10)，该连接组件包括：
第一连接件(12)，该第一连接件(12)可插入到承载元件(58)的开口(64)中，该第一连接件(12)包括用于将第一连接件(12)固定到承载元件(58)上的止动装置，以及
第二连接件(14)，该第二连接件(14)可插入到附加件(56)的孔(60)中，
第二连接件(14)适合插入第一连接件(12)中，并且
连接组件(10)适合从预安装状态转变成安装状态，处于预安装状态时，所述止动装置允许从承载元件(58)上取下第一连接件(12)，处于安装状态时，所述止动装置不允许从承载元件(58)上取下第一连接件(12)，
其特征在于，通过将第二连接件(14)下压入第一连接件(12)中，能使所述连接组件(10)从预安装状态转变成安装状态，并且通过相对于第一连接件(12)旋转第二连接件(14)，能使所述连接组件(10)从安装状态转变回到预安装状态。
2、根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述第一连接件(12)是金属件。
3、根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述第二连接件(14)是塑料件。
4、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，所述第二连接件(14)具有用于接收螺旋工具的接收部，通过所述螺旋工具，能使所述第二连接件(14)相对于所述第一连接件(12)旋转。
5、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，处于所述预安装状态时，其中的一个连接件(14)相对于另一连接件(12)呈与所述安装状态时不同的轴向位置。
6、根据权利要求5所述的连接组件，其特征在于，该连接组件包括斜坡结构，在相对于第一连接件(12)旋转第二连接件(14)的过程中，该斜坡结构确保第二连接件(14)相对于第一连接件(12)的所述轴向位置改变。
7、根据权利要求6所述的连接组件，其特征在于，所述斜坡结构被设计成使得通过将第二连接件(14)旋转过预定的角度能使连接组件(10)从安装状态转变成预安装状态。
8、根据权利要求7所述的连接组件，其特征在于，所述角度达120°。
9、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，其中的一个连接件(14)具有可插入到另一个连接件(12)的孔(39；39’)中的锥形末端(16a)。
10、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，当处于预安装状态时，所述两个连接件(12、14)被束缚地保持在一起。
11、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，处于预安装状态时，其中一个连接件(12)的闭锁部分(54)与另一个连接件(14)的闭锁凹槽(26)相互配合。
12、根据权利要求11所述的连接组件，其特征在于，当处于预安装状态时，所述闭锁部分(54)和所述闭锁凹槽(26)确定了所述两个连接件(12、14)相互之间的确定角度位置，该角度位置允许第二连接件(14)进一步插入到第一连接件(12)中。
13、根据权利要求1到10中任意一项所述的连接组件，其特征在于，处于预安装状态时，其中一个连接件(14)的定位面(70、74)与另一个连接件(12)的孔(39’)的边缘相互配合。
14、根据权利要求13所述的连接组件，其特征在于，处于预安装状态时，所述定位面(70、74)和所述孔(39’)的边缘确定了所述两个连接件(12、14)相互之间的确定的角度位置，该角度位置允许第二连接件(14)进一步插入到第一连接件(12)中。
15、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，处于安装状态时，其中一个连接件(12)的闭锁部分(54)与另一个连接件(14)的闭锁面(34)相互配合。
16、根据前述任意一项权利要求所述的连接组件，其特征在于，所述止动装置包括至少一个具有止动部分(44)的膨胀元件(42)，处于预安装状态时，所述膨胀元件能径向朝内枢转以允许第一连接件(12)通过承载元件(58)的开口(64)，但是处于安装状态时所述膨胀元件则不能如此。
17、根据权利要求16所述的连接组件，其特征在于，膨胀元件(42)具有夹持部分(50)，处于安装状态时，该夹持部分在预应力的作用下抵靠在第二连接件(14)的一部分(18)上，但是在预安装状态下，夹持部分则不抵靠在第二连接件(14)的一部分(18)上。
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