CN102016333A - 将两个零件保持在一起的夹子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于将两个零件保持在一起的夹子(10)。所述夹子(10)包括卡扣在第一零件的开口中的装置以及借助于抓取件(28、29)接纳并保持第二零件上的凸出部分的中央容纳部(26)。所述夹子(10)包括弹性元件，所述弹性元件允许抓取件(28、29)的侧向移动，从而使抓取件(28、29)占据锁定位置或解除位置，在该锁定位置，所述抓取件(28、29)伸入到中央容纳部(26)中以防止凸出部分(27)的轴向移动，在该解除位置，所述凸出部分(27)从中央容纳部(26)内退回。所述夹子(10)还设置有通过将所述夹子(10)卡扣在所述第一零件上来使抓取件(28、29)自动地移动到其锁定位置的装置。

Description

将两个零件保持在一起的夹子
技术领域
本发明涉及用于将第一零件和第二零件保持在一起的夹子，所述第一零件具有开口，所述夹子卡扣在所述开口中，并且所述第二零件具有用于插入所述开口中的柄脚，所述夹子包括：
-顶部基体；
-一对外侧腿，在所述外侧腿沿轴向插入所述开口中之后，所述外侧腿沿侧向朝向所述夹子的外侧弹性地复原，以便所述外侧腿与所述第一零件接合并确保所述夹子卡扣在所述第一零件中；
-一对内侧腿，每一个所述内侧腿与所关联的所述外侧腿相邻，并且所述内侧腿与所述顶部基体组合起来限定中央空间，在所述中央空间内，所述柄脚沿轴向插入在所述内侧腿之间；以及
-钩部，其在所述中央空间的方向上由每一个所述内侧腿所承载，所述钩部用于将所述柄脚保持在所述中央空间内。
背景技术
这种类型的安装夹子得到多种应用，尤其是在用于将两个装配件安装到一起的汽车工业中。特别地，该夹子可以用于将镶边安装在车辆结构的零件上。这种镶边在车厢的内部是可见的，并且出于美观的原因，其安装必须是不可见的。
在专利文献EP1482184中描述了一种上述类型的安装夹子，其中，该安装夹子包括顶部基体，一对外侧腿从该顶部基体上延伸，并且在外侧腿之间设置有同样与该顶部基体连接的一对内侧腿。挠性的外侧腿包括卡扣在第一零件的开口中的元件。与所关联的外侧腿相邻的每一个内侧腿包括与顶部基体连接的第一部分，该第一部分通过向后弯曲的第二部分沿着顶部基体的方向朝向夹子的内侧延伸。每一个第二部分由指向内侧的折叠区和可以自由地侧向移动的折叶组成。两个内侧腿的彼此正对的折叶限定位于它们之间的供由第二零件所承载的柄脚沿轴向插入的中央空间。可以自由地侧向移动的每一个折叶承载有用于柄脚的钩部，该钩部指向中央空间的方向以便将柄脚保持在中央空间的内部。无论夹子的状态如何，换言之，无论夹子是否卡扣在第一零件中且无论第二零件的柄脚是否插入中央空间内，钩部都会连续地伸入到中央空间内部。
由于钩部的这种伸入式结构，第二零件的柄脚的轴向插入导致柄脚的表面劣化，该劣化是由钩部沿轴向产生的并呈现例如切口或划痕等永久表面变形的形式。柄脚的劣化导致第二零件的安装缺乏可靠性，这使得第二零件容易产生振动并因此成为噪声源，甚至导致第二零件的意外脱离。此外，考虑到钩部和柄脚之间的相互作用，用于将夹子安装在柄脚上的力很大。
另一方面，从第二零件借助于夹子安装在第一零件上的卡扣位置的正常状态开始，柄脚的任何轴向移动(由施加到柄脚上的轴向力引起)都会导致夹子相应地相对于第一零件的开口沿轴向退回(归因于钩部在柄脚中的接合)。夹子的这种轴向移动伴随着钩部的逐渐退回，同时包括减少对于第二零件的保持力。因此，一旦夹子开始沿轴向退回，则夹子对第二零件的紧固作用即开始逐渐下降，尽管夹子仍然卡扣在第一零件中。换言之，从夹子一开始沿轴向退回，夹子对第二零件的保持质量与夹子的轴向移动量成反比地下降，从而第二零件的安装可靠性下降，第二零件容易发生振动并成为噪声源。在自愿拆卸两个零件之间的安装的情况下，更容易在夹子和第二零件的安装柄脚之间发生滑动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装夹子，该安装夹子易于进行安装并且改进了将两个部分安装在一起的安装质量。
根据本发明的安装夹子的特征在于，每一个内侧腿包括弹性元件，所述弹性元件允许相应的钩部的侧向移动，以便使所述钩部选择性地占据锁定位置或解除位置，在所述锁定位置，所述钩部伸入到所述中央空间内部以沿轴向阻挡柄脚，在所述解除位置，所述柄脚从所述中央空间内退回，并且所述夹子设置有用于使所述钩部朝向其锁定位置移动的致动装置，所述致动装置通过所述夹子卡扣在第一零件中而自动地受到控制。
当安装柄脚已经沿轴向移动到夹子的中央空间内的适当位置时，钩部与该柄脚发生互相锁定。这样的安装不会导致任何表面劣化，并且用于将该夹子安装到该柄脚上的力很小。另一方面，只要夹子卡扣在适当的位置，换言之，只要卡扣作用尚未终止，锁定位置就会保持有效。仅仅在夹子相对于第一零件沿轴向移动预定量之后，卡扣作用才会终止。这样，在夹子开始沿轴向退回时，夹子和第二零件之间的连接可以稳固地得到保持。只要夹子在第一零件中的卡扣作用没有终止，锁定位置就会得到保持并且对第二零件的保持就会依然完整而可靠，并且不可能在两个零件之间发生振动。由于在夹子沿轴向移动预定量的过程中锁定位置得到保持，所以在自愿拆卸的情况下，消除了夹子和第二零件的安装柄脚之间滑动的风险。
根据优选的实施方式，每一个所述内侧腿包括与所述顶部基体连接的第一部分，所述第一部分通过向后弯曲的第二部分沿着所述顶部基体的方向朝向所述夹子的外侧延伸，向后弯曲的每一个所述第二部分包括可弹性变形的折叠区和折叶，所述折叶能够承载相应的所述钩部自由地沿侧向移动。所述折叠区确保所述折叶定位成沿侧向部分地插入所述第一部分和相邻的所述外侧腿之间，而所述折叶的一部分沿侧向保持在由所述外侧腿所承载的卡钩所在的平面上。这种夹子构造构成钩部的侧向移动装置以及朝向钩部的锁定位置移动的致动装置的简单而可靠的实施方式。可以单独或组合应用其它技术特征：
-每一个所述折叶由第一节和第二节组成，所述第一节与所述折叠区连接并指向所述夹子的轴向，所述第二节在朝向所述顶部基体沿轴向移动的同时朝向所述夹子的内侧沿侧向倾斜，并且所述折叶的沿侧向保持在所述卡钩的平面上的部分沿着所述折叶的所述第一节定位；
-每一个所述内侧腿的所述第一部分设置有用于所述柄脚的保持爪，所述保持爪连续地伸入到所述中央空间内部；
-每一个所述内侧腿的所述第一部分设置有间隙开口，所述间隙开口用于由所述内侧腿所承载的所述钩部；
-每一个所述钩部具有沿侧向指向所述夹子的内侧的两个齿，所述两个齿通过朝向所述夹子的外侧侧向弯曲的加压边缘在所述夹子的横向上连接；以及
-每一个所述加压边缘具有沿侧向指向所述夹子的内侧的辅助齿。
附图说明
根据对本发明的特定实施方式的如下描述，可以更清楚地了解本发明的其他优点和特性，本发明的特定实施方式作为非限制性实例在附图中示出，其中：
-图1是根据本发明的安装夹子的实例的等轴视图；
-图2和图3分别是待借助于图2所示的夹子组装在一起的第二零件和第一零件的实例；
-图4示出第一组装步骤之后的第二零件；以及
-图5和图6示出第二组装步骤之后的夹子和两个零件。
具体实施方式
在图1至图6中，所示安装夹子10呈现具有相互重叠的两个叠加U形的马鞍形。夹子10包括顶部基体11，一对挠性的外侧腿12、13从顶部基体11开始沿着夹子10的轴向D 1延伸，外侧腿12、13在夹子10的侧向D2上相对于彼此偏置。在侧向D2上相对于彼此偏置的一对内侧腿14、15设置在外侧腿12、13之间。内侧腿14、15彼此大致平行并且也指向轴向D1。这些腿12～15都设置在包含轴向D1和侧向D2的同一平面内。
两个零件可以利用安装夹子10紧固在一起，例如，这些零件可以是机动车的零件。这些零件以附图标记19、20表示。第一零件19(图3)具有支撑组件的功能，并且第一零件19具有开口21，夹子10通过卡扣在开口21中的适当位置而沿轴向接合在开口21内。在夹子10卡扣在第一零件19中的步骤之前，第二零件20(图2)紧扣在安装夹子10中。
顶部基体11呈大致U形，并且包括中间部分16，中间部分16包含在侧向以及与轴向和侧向这两个方向垂直的横向D3中。中间部分16的侧边与在轴向D1上的直立边缘17、18连接。
在外侧腿12、13沿轴向插入开口21中以便外侧腿12、13与第一零件19接合并确保夹子10卡扣在第一零件19中之后，外侧腿12、13沿着侧向D2朝向夹子10的外侧弹性地复原。为了这个目的，每一个外侧腿12、13包括中空形的卡钩22、23，卡钩22、23通过挠性片24、25与相应的一个直立边缘17、18连接，挠性片24、25在朝向顶部基体11沿轴向移动的同时朝向夹子10的内侧沿侧向倾斜。对于每一个外侧腿12、13来说，卡钩22、23与所关联的挠性片24、25在交接处大致形成直角，并且卡钩22、23构成穿过第一零件19的开口21的边缘上的硬化点的卡扣到位元件。卡钩22、23的侧向移动具体地是挠性片24、25的弹性变形的结果。
对于每一个外侧腿12、13来说，位于顶部基体11的直立边缘17、18和相应的挠性片24、25之间的交接区包括沿着轴向D1偏置并且具有相反曲率的两个连续的弯折部：第一弯折部与直立边缘17、18连接并指向夹子10的内侧，并且第二弯折部与挠性片24、25连接并指向夹子10的外侧。两个连续的弯折部的组合存在具有改善机械应力的分布的效果。
各自沿侧向与所关联的外侧腿12、13相邻的内侧腿14、15和顶部基体11组合起来限定中央空间26，中央空间26供插入开口21中的第二零件20上的呈现肋形式的保持柄脚27沿轴向插入在内侧腿14、15之间。如下进一步所述，每一个内侧腿14、15承载有钩部28、29，钩部28、29沿着中央空间26的方向沿侧向指向夹子10的内侧，以便将柄脚27保持在中央空间26内。
对于内侧腿14、15来说，每一个内侧腿14、15包括与顶部基体11连接的分别以附图标记30、31表示的第一部分。每一个第一部分30、31通过向后弯曲的第二部分32、33沿着顶部基体11的方向朝向夹子10的外侧延伸。向后弯曲的每一个第二部分32、33包括可弹性变形的折叠区321、331和折叶322、332，折叶322、332能够承载相应的钩部28、29自由地沿侧向移动。
每一个折叶322、332由第一节322a、332a和第二节322b、332b组成，第一节322a、332a与折叠区321、331连接并且大致指向夹子10的轴向D1，第二节322b、332b在朝向顶部基体11移动的同时朝向夹子10的内侧沿侧向倾斜。
折叠区321、331确保折叶322、332部分地沿侧向插入在第一部分30、31和相邻的外侧腿12、13之间，与此同时，折叠区321、331确保该折叶的一部分沿侧向位于由相邻的外侧腿12、13所承载的卡钩22、23所在的平面上。折叶的沿侧向设置在卡钩22、23的平面(换言之，位于与由相邻的外侧腿12、13所承载的卡钩22、23的背面相同的侧向平面)上的部分沿着折叶的第一节322a、332a设置，而折叶322、332的其余部分(具体地是第二节322b、332b)沿侧向准确地插入在第一部分30、31和相邻的外侧腿12、13之间。钩部28、29设置在第二节322b、332b的自由端。沿侧向在卡钩22、23的背面的整个厚度上形成的通道将折叶322、332的位于与卡钩22、23的背面相同的平面上的部分保持在适当位置，避免了折叶的该部分和卡钩22、23之间的任何直接接触。
折叠区321、331的弯曲和弹性连同折叶322、332的弹性变形使得向后弯曲的每一个第二部分32、33构成允许相应的钩部28、29的侧向移动的弹性元件，从而钩部28、29能够选择性地在锁定位置(图5和图6)和解除位置(图4)之间切换，在该锁定位置，钩部28、29伸入到中央空间26内部以沿轴向阻挡柄脚27，在该解除位置，柄脚27从中央空间26内退回，换言之，到达空间26外部。折叶的沿侧向保持在卡钩22、23的平面上的部分形成使钩部28、29朝向其锁定位置移动的致动装置，这些致动装置通过夹子10在第一零件19中的卡扣作用而自动地受到控制。在解除位置，钩部28、29位于空间26外部以便松开柄脚27并使柄脚27能够从空间26中沿轴向退回。
相关联的内侧腿14、15和外侧腿12、13(换言之，直接相邻的腿)沿着夹子10的横向D3位于同一平面。为了使每一个钩部28、29都能够在其锁定位置和解除位置之间切换，每一个内侧腿14、15的第一部分30、31设置有用于由内侧腿14、15所承载的钩部28、29的间隙开口34、35。
每一个内侧腿14、15的第一部分30、31设置有用于柄脚27的保持爪36。保持爪36指向夹子10的内侧。由于彼此正对的第一部分30、31沿侧向限定中央空间26，所以无论夹子10的状态如何，换言之，无论夹子10是否卡在第一零件19中，并且无论第二零件20的柄脚27是否插入中央空间26内，保持爪36都会连续地伸入到中央空间26内部。这种保持爪36的作用在于：在柄脚27沿轴向插入时，保持爪36通过接合在柄脚27的外表面上来使柄脚27保持在中央空间内部的适当位置。保持爪36自动地将柄脚27保持在适当位置，以确保在如下时间之前第二零件20与夹子10预先组装(第一组装步骤：图4)：该时间是当夹子10卡扣在第一零件19上(第二组装步骤：图5和图6)时钩部28、29朝向其锁定位置进行移动的时间。
如图1所示，每一个钩部28、29具有沿侧向指向夹子10的内侧的两个主齿，这两个主齿在横向D3上相对于彼此偏置，并且这两个主齿通过朝向夹子10的外侧沿侧向弯曲的加压边缘沿着夹子10的横向D3连接。在所示的变型中，每一个加压边缘包括沿侧向指向夹子10的内侧的辅助齿。辅助齿的末端相对于主齿的末端朝向夹子10的外侧偏离。
应当注意到，主齿和弯曲的加压边缘具有不同的功能。带尖的齿构成侵蚀区，在该侵蚀区中，钩部28、29对柄脚27的侵入迅速开始，而弯曲的加压边缘的作用是逐渐地增大钩部28、29和柄脚27之间的接触表面。主齿的深层侵入增大了对组件的机械保持力。辅助齿用于柄脚27的材料较软的情况，并且辅助齿形成减小柄脚27的弱机械阻力的安全元件。
在第一组装步骤(图4)中，柄脚27在中央空间26内沿轴向插入在内侧腿14、15之间。由于设置在内侧腿14、15的第一部分30、31上的预组装保持爪36在柄脚27的轴向插入的过程中沿侧向侵入柄脚27，所以夹子10与第二零件20自动地连接，但是轴向保持力还未达到最大。
然后，在第二组装步骤(图5和图6)中，夹子10的外侧腿12、13连同第二零件20的柄脚27沿轴向插入第一零件19的开口21中，促使外侧腿12、13沿侧向靠近，更准确地说，使卡钩22、23朝向彼此而移动。卡钩22、23的这种移动是通过挠性片24、25的弯曲来实现的，并且该移动一直持续到硬化点在挠性片24、25和卡钩22、23之间经过为止。除此之外，挠性片24、25的弹性复原连同卡钩22、23的边缘倾斜促使夹子10沿着开口21沿轴向滑动，直到外侧腿12、13的卡钩22、23接合在第一零件19的开口21的边缘上为止。当外侧腿12、13处于其自然状态(换言之，不受外部应力)时，开口21的在侧向D2上的尺寸略微小于卡钩22、23之间的距离。这样，当卡钩22、23接合在开口21的边缘上时，外侧腿12、13朝向夹子10的内侧略微地发生变形，从而外侧腿12、13以永久方式自然地朝向外侧复原，确保了夹子10卡扣在第一零件19中。
按照互补的方式，尤其是当外侧腿12、13处于其自然状态时，折叶322、332的设计为沿侧向设置在与相邻的外侧腿12、13的卡钩22、23的背面相同的平面上的部分占据了该位置。结果是，在夹子10的卡扣位置，折叶322、332的设计为位于与卡钩22、23的平面相同的侧向平面上的部分彼此沿侧向被拉近(通过折叠区321、331的变形，也可能连同折叶322、332的变形)，并且折叶322、332彼此被拉近的速率与卡钩22、23彼此被拉近的速率相等。折叶322、332的第一节322a、332a的上述部分的靠近量是比钩部28、29的靠近量成比例地大的靠近量。
当柄脚27已经沿轴向移动到中央空间26内的适当位置时，钩部28、29进行对柄脚27的插入。这种组装方式不会引起劣化。
由于卡钩22、23的位于与挠性片24、25的交接处的一侧的边缘是倾斜的，所以这些边缘在组装状态下具有在零件19、20之间产生永久轴向压缩的效果。如果将趋向于使零件19、20彼此离开的力沿轴向施加在柄脚27上，则卡钩22、23的倾斜边缘促使零件19、22彼此自动地复原。在反向越过硬化点之前，在卡钩22、23的倾斜边缘沿着开口21全部或部分地沿轴向移动的过程中，在折叶322、332的第一节322a、332a的长度的作用下，钩部28、29保持在锁定位置。这样，与现有技术相反，在夹子10相对于第一零件19的开口21沿轴向退回的一开始，夹子10与第二零件20的安装状态可以得到稳固的保持。
为了进行拆卸，必须向柄脚27施加足够大的轴向力，以使柄脚27越过卡钩22、23和挠性片24、25之间的硬化点。当经过硬化点时，夹子10在第一零件19中的卡扣作用终止，并且钩部28、29弹性地复原而返回其松开柄脚27的位置。
作为实例，夹子10可以通过切割和弯曲厚度较小的金属片而制得，该金属片经过适当的热处理从而具有弹性。第二零件20(更具体地说，保持柄脚27)由比夹子10的钩部28、29更软的材料制成，从而允许钩部28、29的主齿和辅助齿刺入柄脚27的材料中。例如，所选择的材料可以是可注射的热塑性材料。
挠性片24、25和第二节322b、332b的V形构造便于将夹子安装在第一零件19中。另一方面，在向后弯曲的两个第二部分附近，第一部分30、31在接近顶部基体11的同时朝向夹子10的内侧沿侧向倾斜，以便形成便于将柄脚27插入空间26内的V形。

Claims (7)

1.一种用于将第一零件(19)和第二零件(20)保持在一起的夹子(10)，所述第一零件(19)具有开口(21)，所述夹子(10)卡扣在所述开口(21)中，并且所述第二零件(20)具有用于插入所述开口(21)中的柄脚(27)，所述夹子(10)包括：
-顶部基体(11)；
-一对外侧腿(12、13)，在所述外侧腿(12、13)沿轴向插入所述开口(21)中之后，所述外侧腿(12、13)沿侧向(D2)朝向所述夹子(10)的外侧弹性地复原，以便所述外侧腿(12、13)与所述第一零件(19)接合并确保所述夹子(10)卡扣在所述第一零件(19)中；
-一对内侧腿(14、15)，每一个所述内侧腿(14、15)与所关联的所述外侧腿(12、13)相邻，并且所述内侧腿(14、15)与所述顶部基体(11)组合起来限定中央空间(26)，所述中央空间(26)供所述柄脚(27)沿轴向插入在所述内侧腿(14、15)之间；以及
-钩部(28、29)，其在所述中央空间(26)的方向上由每一个所述内侧腿(14、15)所承载，所述钩部(28、29)用于将所述柄脚(27)保持在所述中央空间(26)内，
所述夹子(10)的特征在于，每一个所述内侧腿(14、15)包括弹性元件，所述弹性元件允许相应的所述钩部(28、29)的侧向移动，以便使所述钩部(28、29)选择性地占据锁定位置或解除位置，在所述锁定位置，所述钩部(28、29)伸入到所述中央空间(26)内部以沿轴向阻挡所述柄脚(27)，在所述解除位置，所述钩部(28、29)离开所述中央空间(26)，并且所述夹子(10)设置有致动装置，所述致动装置使所述钩部(28、29)朝向其锁定位置移动，所述致动装置通过所述夹子(10)卡扣在所述第一零件(19)中而自动地受到控制。
2.根据权利要求1所述的夹子，其特征在于，每一个所述内侧腿(14、15)包括第一部分(30、31)，所述第一部分(30、31)与所述顶部基体(11)连接并且通过向后弯曲的第二部分(32、33)沿着所述顶部基体(11)的方向朝向所述夹子(10)的外侧延伸，向后弯曲的每一个所述第二部分(32、33)包括可弹性变形的折叠区(321、331)和折叶(322、332)，所述折叶能够承载相应的所述钩部(28、29)自由地沿侧向移动，所述折叠区(321、331)确保所述折叶(322、332)定位成沿侧向部分地插入所述第一部分(30、31)和相邻的所述外侧腿(12、13)之间，而所述折叶(322、332)的一部分沿侧向位于由所述外侧腿(12、13)所承载的卡钩(22、23)所在的平面上。
3.根据权利要求2所述的夹子，其特征在于，每一个所述折叶(322、332)由第一节(322a、332a)和第二节(322b、332b)组成，所述第一节(322a、332a)与所述折叠区(321、331)连接并指向所述夹子(10)的轴向(D1)，所述第二节(332b、332b)在朝所述顶部基体(11)轴向移动时朝向所述夹子(10)的内侧沿侧向倾斜，并且所述折叶(322、332)的沿侧向保持在所述卡钩(22、23)的平面上的部分沿着所述折叶的所述第一节(322a、332a)定位。
4.根据权利要求2或3所述的夹子，其特征在于，每一个所述内侧腿(14、15)的所述第一部分(30、31)设置有用于所述柄脚(27)的保持爪(36)，所述保持爪(36)连续地伸入到所述中央空间(26)内部。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的夹子，其特征在于，每一个所述内侧腿(14、15)的所述第一部分(30、31)设置有间隙开口(34、35)，所述间隙开口(34、35)用于由所述内侧腿(14、15)所承载的所述钩部(28、29)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的夹子，其特征在于，每一个所述钩部(28、29)包括沿侧向指向所述夹子(10)的内侧的两个齿，所述两个齿通过朝向所述夹子(10)的外侧沿侧向弯曲的加压边缘在所述夹子(10)的横向(D3)上连接。
7.根据权利要求6所述的夹子，其特征在于，每一个所述加压边缘包括沿侧向指向所述夹子(10)的内侧的辅助齿。
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