CN102203437B - 带密封垫片的连接紧固件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带密封垫片的连接紧固件，该连接紧固件包括：主体(1)，其沿轴向(A)延伸，并且具有头部(2)、支柱(3)和布置在头部(2)与支柱(3)之间的柔性裙状凸缘盘(4)；以及环形密封垫片(5)，其密封凸缘盘(4)的外围缘部(42)的长度，所述环形密封垫片(5)具有朝向凸缘盘(4)的相对侧的下面(57)，该下面(57)具有在环形密封垫片(5)的下面(57)上限定第一密封线的至少一个环形唇部。环形密封垫片(5)适于可拆卸地安装在所述凸缘盘(4)的外围缘部(32)上，并且包括与下表面(57)相对的上表面，该上表面限定从凸缘盘(4)一侧突出的环形肩，并且在该环形肩上承载所述凸缘盘(4)的外围缘部(42)，所述环形肩在环形密封垫片(5)的上表面上限定另一条密封线。

Description

带密封垫片的连接紧固件
技术领域
本发明涉及连接紧固件，该连接紧固件包括：主体，其沿轴向延伸，并且具有头部、支柱和位于头部与支柱之间的裙状柔性凸缘盘；以及环形密封垫片，其用于保证沿凸缘盘外围缘部的密封，该密封垫片具有朝向凸缘盘的相对侧的内面，该内面上具有至少一个环形唇部或凸缘，以便在垫片的下表面上形成至少第一密封线。
背景技术
目前，使用各种连接紧固件将例如面板、管子或电缆等部件安装在诸如机器或机动陆地车辆的板或门等支持件上，同时保证密封安装。通过将连接紧固件插入分别钻在面板和支撑件上的两个孔来进行安装。这些孔部件也是引入不利于机器正常工作的物质的开口。这些不利物质可以是例如灰尘或者会引起更大问题的水或任何其它液体。实际上，机构或机器中存在水会导致腐蚀和过早磨损的现象，还会引发电连通性的问题等。
专利EP-1895171披露了配置有以下部件的连接紧固件：头部，其适于通过面板上的孔安装在面板上；支柱，其适于通过支撑件上的孔安装在支撑件上；凸缘盘，其布置在支柱与头部的接合处；以及密封垫片，其由相对柔性材料制成且压制在凸缘盘的外周上，以保证与支撑件的密封。垫片以下述方式形成，垫片的下侧具有两个外周唇部，内唇沿轴向从垫片下侧延伸出的距离小于外唇沿轴向从垫片下侧延伸出的距离，以便在连接紧固件的支柱与头部之间适应不同的支撑件厚度。这类连接紧固件因垫片与连接紧固件之间的化学或机械作用而出现问题，从而在紧固件的工业制作期间必须经常进行控制。
专利US-2006099051披露了类似于上述紧固件的另一种连接紧固件，其中垫片由柔性材料制成并且加到凸缘盘上。垫片形式简单，并且与支撑件之间具有精细且唯一的接触点。
发明内容
本发明旨在进一步增强由连接紧固件的垫片(诸如以上限定的垫片)提供的密封作用，尤其是防流体的密封作用。
为此，本发明旨在提供一种连接紧固件，该紧固件包括：主体，其沿轴向延伸，并且具有头部、支柱和位于头部与支柱之间的柔性裙状凸缘盘；以及环形密封垫片，其用于保证沿凸缘盘的外围缘部的密封，该密封垫片具有朝向凸缘盘的相对侧的内面，该内面具有至少一个环形唇部或凸缘，以便在垫片的下表面上至少形成第一密封线，其特征在于，所述密封垫片设计成，以可拆卸的方式安装在所述凸缘盘的外围缘部上，并且包括与所述下表面相对的上表面，该上表面形成从凸缘盘一侧突出并且上表面设置有所述凸缘盘的外围缘部的环形肩，该环形肩在垫片的上表面上形成另一条密封线。
这种方式保证了良好的防流体的密封作用。另外，连接紧固件的主体与相关密封垫片的制造很简单，并且不需要专用工具，诸如具有用于紧固件主体的刚性材料和用于密封垫片的柔性材料的双材料模压，从而减小了连接紧固件的整体制造成本。
根据本发明的密封垫片的具体优点在于，其结合了两种挤压效应，其一，柔性凸缘盘挤压垫片的上表面；其二，垫片上的凸缘挤压支撑件，从而在连接紧固件与支撑件之间形成理想的密封。可变形凸缘盘在垫片的整个外围周围上对垫片的上表面提供了良好的附着和恒定的力。密封垫片的两个同心环形唇部构成两条密封线，以挡住可能渗入支撑件与垫片之间的流体。
根据本发明的紧固件尤其适用但非专用于在支撑件上安装部件。在安装位置，紧固件的头部连接所述部件，并且在大致呈截锥形状的可变性凸缘盘的配合下，垫片被装在凸缘盘与支撑件之间，这样垫片为组件提供了极佳的密封作用。此外，该密封方案可适用于具有可变性部件或凸缘盘的各类型连接紧固件。
根据本发明的连接紧固件可以具有以下特征：
-所述密封垫片的上表面形成有环形槽，所述凸缘盘的外围缘部插入该环形槽，所述环形肩由所述槽的外围缘部形成；
-所述槽的所述外围缘部通过以下截锥形状的壁来限定，所述截锥具有圆形或椭圆形基部，且由相对于所述截锥形状的壁突出的环形肩延长；
-相对于所述截锥形状的壁突出的所述环形肩具有圆形表面。
所述密封垫片具有外周缘部，该外周缘部限定出用于卡住凸缘盘的定位卡齿；
-所述密封垫片具有在与所述轴向大致正交的平面内延伸的下表面；
-环形槽具有设置在密封垫片的下表面的两个环形同心唇部或凸缘之间的轴向突出上的底部；
-紧固件的主体，凸缘盘和密封垫片分别具有圆形截面；
-紧固件的主体，凸缘盘和密封垫片分别为椭圆形；
-主体通过模制第一塑性材料而成，并且密封垫片通过模制比第一塑性材料软的第二塑性材料而成；
-构成密封垫片的第二塑性材料为弹性体；
本发明适用于将电缆、管子或其它待安装部件安装在设置有孔的支撑件上的连接紧固件，该紧固件具有通过夹具、齿条、带子或任何其它方式连接的头部。
附图说明
通过阅读参照附图所进行的以下描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是沿图2中线I-I截取的根据本发明的连接紧固件在带有密封垫片的情况下的纵向剖面；
图2是图1中的连接紧固件在不带密封垫片的情况下的正视图；
图3是另一种连接紧固件在不带密封垫片的情况下的正视图；
图4是另一种连接紧固件在带有密封垫片的情况下的局部纵向剖面的正视图；
图5是用于连接紧固件的密封垫片的等轴测图；
图6是图5的密封垫片的纵向剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于将在部件(未示出)安装在板式支撑件(未示出)上的紧固件，该紧固件包括由第一相对刚性模压塑性材料制成且沿轴向A延伸的主体1，该主体1配置有头部2、支柱3和位于头部2与支柱3之间的裙状柔性凸缘盘4。第一塑性材料选择为在主体1为刚性的同时使凸缘盘4柔软且可变形，例如可注入注塑模的热塑性材料，如聚酰胺类材料。
连接紧固件还包括可拆卸的环形密封垫片5，以保证沿凸缘盘4的外围缘部42的密封。环形密封垫片5由第二相对柔软的塑性材料制成，换句话说，由比构成紧固件主体1的第一塑性材料更柔软的材料制成，例如，可注入注塑模的弹性体或比第一塑性材料柔软的任何其它材料，如橡胶类材料。
如图1和图2中所示，连接紧固件的头部2形成有用于将部件安装至紧固件的装置2a，此处该连接装置2a在第一实施方式中以销21的形式示出，该销21能够沿横向滑动并且用于容纳将所述部件安装在连接紧固件上的螺丝(未示出)。销21可以设计为：当适合在销21内自攻螺纹的柔顺或柔软材料的螺丝拧入头部2时容纳该螺丝。
应该理解，可以设想出根据本发明的连接紧固件的头部2的其它实施方式，以便用适当的安装装置将各种类型的部件安装在紧固件上。例如，头部2还可以配置如图3所示的竖琴状的管支撑件2b、图4中所示的电连接器安装装置2c或帮扎带(未示出)。
支柱3形成用于将紧固件连接在其支撑件上的系统32，并且配置有定位表面33，支撑件的一面保持在该定位表面33上，以使凸缘盘4挤压支撑件的另一面并形成密封，以防止尤其是灰尘进入。定位表面33和连接系统32的形式可以根据使用的连接紧固件而改变。
例如，在图1和图2所示的连接紧固件的实施方式中，支柱3配置有称为“四分之一周系统”的连接系统32，该系统包括适于将支撑件向上引导至定位表面33的至少一个斜面34。在该情况下，支柱33由具有矩形截面和锥形末端31的中央芯部组成，其中锥形末端31使支柱3易于插入支撑件的椭圆形孔中。
为了将支柱3安装在支撑件上，将支柱3插入支撑件的孔中，接着将支柱3旋转四分之一周。斜面34将支撑件引导至支柱3的定位表面33，并且以这种方式帮助凸缘盘4挤压支撑件。当凸缘盘4与支撑件接触时，所述四分之一周旋转使得凸缘盘4的整个外围明显压扁。
应该理解，就不同的连接系统32而言，可以设想出根据本发明的连接紧固件的支柱3的其它实施方式。如图3和图4所示，支柱3可以设计成锚35的形状，该锚35包括中央芯部37和形成有多级定位表面33的两个可弹性变形支柱36，其中，在所述定位表面33上施加较大的力以使凸缘盘4挤压支撑件。
所示的凸缘盘4为裙状且具有以下截锥形状：从凸缘盘4的与紧固件主体1连接的缘部41突出，并且沿紧固件支柱3的方向朝着凸缘盘4的外围缘部42张开或逐渐变大。截锥形壁4在与紧固件连接的缘部41处的厚度比在外围缘部42处的厚度更厚，凸缘盘4具有柔性和弹性使得凸缘盘4由于自身的几何形状或机械特性而变形以便增加与环形密封垫片5的接触。由此，凸缘盘4对灰尘起到良好的密封作用。根据连接紧固件的应用，凸缘盘4可以具有与连接紧固件的主体1相适的圆形截面或椭圆形截面。
如图5中清晰示出，环形密封垫片5形成为具有环形壁51的环，并且具有与凸缘盘4的形状互补的圆形或椭圆形截面，通过使环形密封垫片5在支柱3上方滑动来将环形密封垫片5插在或夹在凸缘盘4的外围缘部42上。
从图6中更佳地看出，环形壁51的朝向凸缘盘4的相对侧的下表面57用于定位在支撑件上，并且此处配置有三个同心环形唇部或肩55a、55b和55c，环形唇部的各个自由末端布置在与方向A正交的同一径向平面B中，以便形成三个同心密封线。此处第一环形唇部55a布置在环形密封垫片5的下表面57的外周上，以便在支撑件与环形密封垫片5之间形成第一接触线或密封线。离第一环形唇部55a最远的第二环形唇部55c布置在环形壁51的下表面57的内周上，以便在支撑件与环形密封垫片5之间创建第二密封线。第三环形唇部55b布置在第一环形唇部55a与第二环形唇部55c之间，并且在支撑件与环形密封垫片5之间形成第三密封线。三个环形唇部55a、55b和55c以这种方式在支撑件与环形密封垫片5之间形成两个堵塞区，并且构成针对各种流体，尤其是处于压力下的流体的有效密封屏障。
环形壁51的与下表面57相对的上表面58以下述方式形成，即：构造有环形槽53，凸缘盘4的外围缘部42容纳在环形槽53中，并且从图6中可以观察到，壁51的上表面58形成有从凸缘盘4一侧突出的环形肩54，凸缘盘4的外围缘部42位于该环形肩54上从而形成第四同心密封线。
更确切地说，如图6所示，壁51的上表面58包括由截锥形状的沿着环形密封垫片5的中心方向向上倾斜的壁60限定的外围缘部59，所述截锥具有圆形或椭圆形基部，所述外围缘部59由相对于截锥的壁60突出的环形肩(或凸缘)54延长，以使上表面58与凸缘盘4的外围缘部42的形状一致。
应该理解，在部件与支撑件之间安装连接紧固件之前，环形肩54和上表面58与凸缘盘4未直接接触或紧密接触，但是挤压支撑件与连接紧固件之间的环形密封垫片5使得凸缘盘4在倾斜的上表面58上压缩并且变形，并且环形肩54以这种方式保证凸缘盘4的外围缘部42与环形密封垫片5之间的良好接触，从而保证良好的防流体的密封作用。
环形槽53具有优选地设置在两个环形唇部55a和55c之间的轴向突出上的底部61，所述环形唇部55a和55c在环形密封垫片5的下表面57上彼此离得最远，从而在底部61上对凸缘盘4的外围缘部42提供稳定支撑。
此处，环形唇部55a、55b和55c，以及环形肩54具有稍微呈圆形的表面，但应该理解，它们可以具有任何其它形状，例如三角形。
如图6所示，环形密封垫片5的径向截面是完整的并且因其几何形状而具有一定的刚性，环形密封垫片5的形状与用于制造环形密封垫片5的材料的柔性结合使环形密封垫片5具有适当的坚固性，并且在将环形密封垫片5插入连接紧固件与支撑件之间时具有良好的抗摩擦性能且必要时具有抗剪切性能。
环形密封垫片5通过中介物，即将凸缘盘4卡在适当位置上的至少两个安装卡齿56来保持在凸缘盘4上，在本文中沿环形密封垫片5的连续外围缘部52对称地布置4个卡齿56。卡齿56还可以布置在例如形成在环形密封垫片5的上表面58上的外围凸起(未示出)上，该环形密封垫片5的外围缘部52在这种情况下在环形密封垫片5的全部外围周围是不连续的且由所述凸起形成。
在图5和图6所示的环形密封垫片5的实施例中，环形密封垫片5的截面为L形，当将环形密封垫片5滑到连接紧固件上时，环形径向壁51构成L的在正交于方向A的平面B内延伸的一个分支，并且当将环形密封垫片5滑到连接紧固件上时，环形密封垫片5的外围缘部52形成L的另一个分支，外围缘部52与壁51正交并且沿方向A延伸。在本文中，环形密封垫片5的壁51与环形密封垫片5的外围缘部52的相交处限定出环形槽53，凸缘盘4的外围缘部42插入该环形槽53，并且缘部52为垫片提供了坚固性和刚性。
由于卡齿56的存在，因此在生产现场安装连接紧固件期间，以及操作员在装配现场安装密封连接紧固件的期间，环形密封垫片5不会从连接紧固件上脱落。由于构造连接紧固件的主体1的第一塑性材料，卡齿56具有一定的柔性，凸缘盘4也如此并且顶部的插入斜面用于使环形密封垫片5容易插在凸缘盘4上。应该注意，如果通过注塑成型来一起制造卡齿56和环形密封垫片5，则卡齿56形成在环形密封垫片5的壁51的底部61上所形成的各个孔56a的上方，以便于从环形密封垫片5的模子上拆下。卡齿56布置在两个环形唇部55a和55b之间，以便在不利物质通过孔56a中的一个引入环形密封垫片5时，该物质挡在由环形唇部55a、55b和55c形成的两条密封线之间的保持区内。
为了将根据本发明的连接紧固件以密封的方式安装在具有两个平行面的板式支撑件上，将环形密封垫片5安装在连接紧固件的凸缘盘4上，将紧固件的支柱3插入支撑件的孔内，直到支柱3的定位表面33设置在支撑件的一面上，同时支撑件的另一面设置在环形密封垫片5的下表面57上。接着支撑件将环形密封垫片5压在凸缘盘4上，凸缘盘4的外围壁稍稍变形并且以密封的方式设置在垫片的环形肩54上，同时垫片的环形唇部55a、55b和55c以密封的方式设置在支撑件上。
在图6所示的实施方式中，密封垫片的环形壁51具有大约23mm的外径，以及大约16mm的内径，环形密封垫片5的外围缘部52的厚度大约2.5mm，并且根据连接紧固件和凸缘盘4的类型而改变。在轴向A上，环形密封垫片5的外围缘部52的高度大约3.4mm，并且环形壁51的厚度大约1.2mm。环形唇部55a、55b和55c具有大约0.15mm的高度，换句话说，环形唇部从壁51的下表面57伸出0.15mm的量，该值根据环形密封垫片5的塑性材料和连接紧固件的应用而改变。壁51的上表面58向上倾斜大约20°，并且倾斜角与凸缘盘4的形状相适应。

Claims (11)

1.一种连接紧固件，其包括：主体(1)，其沿轴向(A)延伸，并且具有头部(2)、支柱(3)和布置在所述头部(2)与所述支柱(3)之间的柔性裙状凸缘盘(4)；以及环形密封垫片(5)，其用于保证沿凸缘盘(4)的外围缘部(42)的密封，所述环形密封垫片(5)具有朝向所述凸缘盘(4)的相对侧的下表面(57)，该下表面(57)具有至少一个环形唇部或凸缘(55a、55b、55c)以便在所述环形密封垫片(5)的下表面(57)上形成至少一条第一密封线，
其特征在于，所述环形密封垫片(5)设计成，以可拆卸的方式安装在所述凸缘盘(4)的外围缘部(42)上，并且包括与所述下表面(57)相对的上表面(58)，该上表面(58)形成从所述凸缘盘(4)一侧突出并且上表面设置有所述凸缘盘(4)的外围缘部(42)的环形肩(54)，该环形肩(54)在所述环形密封垫片(5)的上表面(58)上形成另一条密封线。
2.根据权利要求1所述的连接紧固件，其中，
所述环形密封垫片(5)的上表面(58)以下述方式形成，即：限定环形槽(53)，所述凸缘盘(4)的外围缘部(42)插入该环形槽(53)，并且所述环形肩(54)由所述环形槽(53)的外围缘部(59)形成。
3.根据权利要求2所述的连接紧固件，其中，
所述环形槽(53)的所述外围缘部(59)通过以下截锥形状的壁(60)来限定，所述截锥具有圆形或椭圆形基部，且由相对于所述截锥形状的壁(60)突出的环形肩(54)延长。
4.根据权利要求3所述的连接紧固件，其中，
相对于所述截锥形状的壁(60)突出的所述环形肩(54)为圆形表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述环形密封垫片(5)具有外周缘部(52)，该外周缘部(52)限定出用于卡住凸缘盘(4)的定位卡齿(56)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述环形密封垫片(5)具有在与所述轴向(A)大致正交的平面(B)内延伸的下表面(57)。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述环形槽(53)具有设置在所述环形密封垫片(5)的下表面(57)的两个环形唇部或凸缘(55a、55c)之间的轴向突出上的底部(61)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述紧固件的主体(1)，所述凸缘盘(4)和所述环形密封垫片(5)分别具有圆形截面。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述紧固件的主体(1)，所述凸缘盘(4)和所述环形密封垫片(5)分别为椭圆形。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的连接紧固件，其中，
所述主体(1)通过模制第一塑性材料而成，并且所述环形密封垫片(5)通过模制比第一塑性材料软的第二塑性材料而成。
11.根据权利要求10所述的连接紧固件，其中，
构成所述环形密封垫片(5)的第二塑性材料为弹性体。
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