CN102469850A - 槽内卡合紧固件 - Google Patents

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CN102469850A CN201080033741XA CN201080033741A CN102469850A CN 102469850 A CN102469850 A CN 102469850A CN 201080033741X A CN201080033741X A CN 201080033741XA CN 201080033741 A CN201080033741 A CN 201080033741A CN 102469850 A CN102469850 A CN 102469850A
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Abstract

披露了一种槽内卡合紧固件，用于可靠地连接两个壳体构件并用于提供大致气密密封。槽内卡合紧固件包括从第一壳体构件延伸的第一槽构件和第二槽构件，在两者之间限定有槽。槽构件之一包括朝向另一槽构件定向的凸起表面，且另一槽构件限定孔。具有一体式舌部和锁定部的凸片构件沿槽方向从第二壳体构件延伸。舌部与凸起表面协配以提供形成大致气密密封的在槽构件之间的过盈配合。凸起表面还推压锁定部与孔协配，以将第一壳体构件固定至第二壳体构件。

Description

槽内卡合紧固件
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年7月23日提交的美国临时申请第61/227,897号的权益。
发明的技术领域
本发明涉及用于连接两构件的紧固件；更具体地涉及具有用于连接两个壳体构件的卡合结构的舌槽式紧固件。
发明背景
典型的壳体组件通过将两个或多个壳体构件连结在一起而形成。常规舌槽式紧固件通常用于以简单且有效的方式将两个壳体构件连结和密封。在典型的舌槽紧固件中，舌片沿一壳体构件的连结表面设置，而槽沿另一壳体构件的相应连结表面设置。将壳体构件的连结表面对准并然后将舌片插入槽内以连接和固定壳体构件以形成完整的壳体组件。对于非加压式壳体组件，舌槽式紧固件可能足以保持两壳体构件之间的连接。但是，对于加压式壳体组件，仅舌槽式紧固件可能是不够的。例如，在正常操作条件下，加热、通风和空气调节(HVAC)壳体的内部空气压力可能大于壳体外部的环境空气压力。更大的内部空气压力作用在HVAC壳体内表面上将壳体构件推开，由此将舌片与槽分离开。舌片与槽分离可能造成明显的空气泄漏，这会不利地影响HVAC系统的总体效率，或者甚至造成两壳体构件的完全分离；因此需要与舌槽式紧固件结合作用的附加紧固件来保持固定连接。
授予Gilliam等人的美国专利第5,699,601号(Gilliam‘601)披露了与舌槽式紧固件结合使用的外部卡合紧固件以将第一壳体构件与第二壳体构件连接以形成HVAC壳体组件。舌槽式紧固件提供基本上气密密封，而外部卡合紧固件保持两壳体构件之间的连接以防止舌片与槽分离。与舌槽式紧固件结合使用的外部卡合紧固件的缺点在于各部件的组合本身导致复杂且臃肿的结构。臃肿结构或者减少HVAC壳体的容量(如果卡合结构位于壳体内部)或者减少包装空间(如果卡合结构位于HVAC壳体外部)。
长久已来感觉需要一种具有紧凑结构的紧固件，但仍能够提供两壳体构件之间的牢固连接。还需要一种能够提供和保持大致气密密封的紧凑紧固件。还仍需要一种允许容易地组装壳体构件的紧凑紧固件。然而，仍还需要一种成本有效且制造简单的紧凑紧固件。
发明内容
本发明提供一种槽内式卡合紧固件，用于可靠地连接两个壳体构件并用于提供大致气密密封。槽内式卡合紧固件包括从第一壳体构件延伸的第一槽构件和第二槽构件并在它们之间限定有槽。槽构件之一包括朝向另一槽构件定向的凸起表面，且另一槽构件限定孔。具有一体式舌部和锁定部的凸片构件沿槽方向从第二壳体构件延伸。凸片构件能插入槽内，其中舌部与槽构件的凸起表面协配以提供形成大致气密密封的在槽构件之间的过盈配合。凸起表面还将凸片构件的锁定部推压至与另一槽构件的孔协配，以将第一壳体构件固定至第二壳体构件。
设置在槽构件限定的槽内(槽内)的具有与锁定部一体的舌部的凸片构件以紧凑包装提供既具有舌槽式紧固件功能又具有卡合式紧固件功能的单个紧固件。
槽内卡合紧固件的紧凑性使HVAC壳体容量的减少最小化以改进总体HVAC性能以及由于较少的材料用量而节省成本并降低制造复杂度。通过阅读本发明的实施例的以下具体说明，本发明的另一些特征和优点将变得更加清楚，参照附图并以非限制性实例方式给出该说明。
附图说明
将参考附图来进一步描述本发明，其中：
图1示出具有用于连接两壳体构件的外部卡合紧固件的现有技术舌槽式紧固件的立体图。
图2示出沿剖面线2-2截取的图1的现有技术紧固件的横截面图。
图3示出具有根据本发明实施例的槽内卡合紧固件的两个分离开的壳体构件的立体图。
图4示出用将壳体件锁定就位的槽内卡合紧固件将图3的壳体构件组装在一起的立体图。
图5示出沿图3的剖面线5-5截取的组装之前槽内卡合紧固件的横截面图。
图6示出当插入槽内时图5的槽内卡合组件的横截面图。
图7示出完全插入第一壳体的槽内的第二壳体构件的凸片件，其中舌部和凸片件的锁定部与槽构件配合。
具体实施方式
图1中示出用于连接HVAC模块的两个壳体构件12、14的现有技术卡合凸片紧固件10的立体图。图2示出沿剖面线2-2截取的图1的卡合凸片紧固件10的横截面图。如图1中最清楚示出的，从第一壳体构件12延伸有舌片16和与舌片16相邻并定位在舌片16上方的环框22。从第二壳体构件14延伸有其间限定有槽32的第一槽构件28和第二槽构件30。槽32朝向第一壳体构件12定向，并适于接纳从第一壳体构件12延伸的舌片16以形成大致气密密封。从第一槽构件28延伸有凸片52，该凸片52包括具有斜坡端54的锁定构件55。斜坡端54适于使环框22弹性变形以将锁定构件55定位成将凸片52锁定至环框22，由此将第一壳体构件12固定至第二壳体构件14。
在凸片52的锁定构件55提供固定连接以保持舌片16和槽32连结的整体性时，舌片16和槽32提供相对气密密封。还已知分裂式舌片(未示出)用于提供更牢靠的气密密封。但是，现有技术卡合凸片紧固件10的缺点在于凸片52设置在舌槽式连结部56外部上；如图2最清楚所示。通常使用多个卡合凸片紧固件10来连接壳体构件以形成HVAC壳体。由卡合凸片紧固件10占据的累积体积量或者减少HVAC壳体的容量(如果卡合凸片紧固件10的凸片52位于HVAC壳体内)或者减少可利用的包装空间量(如果凸片52位于HVAC壳体外部上)。
根据本发明的较佳实施例，参照图3至7的是一种紧凑式槽内卡合紧固件100，该紧固件100包括凸片构件120，该凸片构件120具有一体式舌部122和锁定部124，舌部122与槽构件110、112协配以提供大致气密密封，锁定部124与形成在槽构件110、112之一内的孔116协配以将第一壳体构件102固定至第二壳体构件104。具有与锁定部124一体的舌部122的凸片构件120设置在由槽构件110、112限定的槽114内或槽内，提供紧凑的紧固件。换言之，凸片构件120既用作舌片又用作锁定件；由此减少所需部件的数量；因此形成较小的紧固件。槽内卡合紧固件100的紧凑性在车辆内提供更多的包装空间并使HVAC壳体容量的减少最小化以改进总体HVAC性能以及由于较少的材料用量而节省成本并降低制造复杂度。
图3示出与第二壳体构件104间隔开的第一壳体构件102的立体图，其中第一壳体构件102和第二壳体构件104中的每个包括限定相应开口的周界103、105。第一壳体构件102的周界103对应于第二壳体构件104的周界105，使得第一壳体102和第二壳体104可连结以形成完整或部分壳体组件。从第一壳体构件102的周界103沿第二壳体构件104方向延伸有其间限定有槽114的第一槽构件110和第二槽构件112。第二槽构件112限定沿第一壳体构件102的周界103大致均匀间隔开的多个孔116。图3所示的孔116设置在壳体外部上。在壳体外部设置孔116的优点在于需要时可接近锁定部124以使两壳体构件102、104能够分离。一替代实施例(未示出)在壳体构件102、104的内部上设置孔116以防止接近锁定部124；其优点在于防止槽内卡合紧固件100意外脱开。
从第二壳体构件104的周界延伸有凸片构件120。凸片构件120包括围绕第二壳体构件104的周界105的舌部122，其中舌部122朝向由第一槽构件110和第二槽构件112限定的槽114定向并能插入该槽114内。凸片构件120还包括多个锁定部124，多个锁定部124对应于限定在第一壳体构件102的第二槽构件112内的各孔116的位置。每个锁定部124将第二壳体构件104可靠地配合并锁定至第一壳体构件102，如图4所示。
图5示出在凸片构件120插入槽114之前沿线5-5截取的图3的横截面图。第一壳体构件102包括端部106，该端部106沿A轴线延伸并过渡到第一槽构件110。从端部106径向延伸有桥接部113，该桥接部113过渡到第二槽构件112，第二槽构件112大致平行于第一槽构件110延伸。第一槽构件110和第二槽构件112在其间限定槽114。第二槽构件112的桥接部113限定孔116，孔116具有搭接表面118，该搭接表面118大致垂直于第一槽构件110并面向背离第二壳体构件104的方向。第一和第二槽构件110、112各包括向内朝向槽114倾斜的远端132、133。第一槽构件110还包括朝向第二槽构件112定向的凸起表面111。凸起表面111朝向第一槽构件110的远端132相对于A轴线以角度θ倾斜，下文将详细讨论其重要性。
参照图5和6，凸片构件120沿朝向第一壳体构件102的槽114的方向从第二壳体构件104延伸。凸片构件120从第二壳体构件104轴向延伸或凸片构件120可包括凸片桥接部分128，该凸片桥接部分128从第二壳体构件104延伸并然后平行于第二壳体构件104过渡。凸片桥接部分128提供将凸片件120与第一壳体构件102的槽114对准的径向偏移量。凸片构件120包括舌部122和限定锁定部124的远端。凸片构件120还可包括限定分裂式舌片的两个平行的舌部。舌部122可在对应于第一壳体构件102的槽114的第二壳体构件104的整个或部分周界105上延伸。锁定部124绕第二壳体构件104的周界105的位置对应于各孔116绕第一壳体构件102的周界103的位置。
锁定部124包括楔形部129和沿第二壳体构件104的方向定向的平坦边缘126。锁定部124的平坦边缘126穿过第二槽构件112的孔116插入并与孔116的搭接表面118配合，如图7所示。
壳体构件中102、104的任一个或两个由诸如聚丙烯、TFPP、尼龙等的弹性材料制成。图6中示出正在插入第一壳体构件102的槽114内的第二壳体构件104的凸片构件120。第二壳体构件104的凸片构件120的一部分可具有稍大于第一槽构件110与第二槽构件112之间宽度距离(w)的宽度(W)以提供如图7所示的过盈配合(I)。槽构件110、112的倾斜远端132、133有助于将凸片构件120定位和引导到槽114内。
当锁定部124插入槽114时，锁定部124或槽构件110、112或两者弹性变形，允许凸片构件120进入槽114，在槽114内，舌部122过盈配合在槽构件110、114之间。凸片构件120的锁定部124卡入被锁定位置，如图7所示，产生卡合声以给出凸片构件120完全插入且壳体构件102、104锁定在一起的听觉指示。
如图7所示，一旦凸片构件120完全插入，则锁定部124的平坦边缘126与孔116的搭接表面118配合，由此锁定并防止凸片构件120从槽114滑出。此外，第一壳体构件102和第二壳体构件104中的每个包括朝向由壳体限定的空腔定向的内表面140。在正常运行条件下，HVAC壳体内的空气压力增加到环境空气压力以上。增加的空气压力作用在第一壳体构件102和第二壳体构件104的内表面140上并使壳体构件102、104向外挠曲。第一壳体构件102的向外挠曲推压第一槽构件110的凸起表面111密封抵靠凸片构件120的舌部122，由此形成壳体内部与外部之间的大致气密密封。具有角度θ的凸起表面111将凸片部分120抵靠第二槽构件112楔入并将锁定部120的平坦边缘126抵靠孔116的搭接表面118楔入。
本文披露的槽内卡合固定件没有特征构件内的挖切部，且构件的起模斜度允许槽内卡合紧固件沿单个拔模方向模制而成。这无需模制过程所需的滑动件、提升件或专用工具。
本发明的优点是提供具有紧凑外部尺寸同时提供两壳体构件之间牢靠的大致气密连结的卡配结构。另一优点是本发明提供既具有舌槽式紧固件功能又具有卡合紧固件功能的单个紧固件。本发明的另一优点是由于减少材料用量而降低材料成本。除此之外，另一优点在于凸片构件120和槽构件110、112在铸模工艺的拔模方向内；因此，降低了模具复杂度并减少了模制过程的操作次数。
尽管就本发明的较佳实施例对本发明进行了说明，但其不意在作出限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

Claims (17)

1.一种槽内卡合紧固件，用于将第一壳体构件连接至第二壳体构件，所述槽内卡合紧固件包括：
第一槽构件和第二槽构件，所述第一槽构件和所述第二槽构件从所述第一壳体构件的端部延伸，在所述第一槽构件和所述第二槽构件之间限定槽，其中所述第一槽构件包括朝向所述第二槽构件突出的凸起表面；
凸片构件，所述凸片构件从所述第二壳体构件的端部朝向所述槽延伸并能与所述槽构件配合，使得所述第一槽构件的所述凸起表面推压所述凸片构件抵靠所述第二槽构件，由此将所述第一壳体构件固定至所述第二壳体构件并形成大致气密密封。
2.如权利要求1所述的槽内卡合紧固件，其特征在于：
所述第二槽构件限定孔；
所述凸片构件包括锁定部，所述锁定部能与所述孔配合从而将凸片构件固定至所述第二槽构件。
3.如权利要求2所述的槽内卡合紧固件，其特征在于：
所述孔包括搭接表面，所述搭接表面面向背离所述第二壳体构件的方向；以及
所述锁定部包括突出边缘，所述突出边缘能插入穿过所述孔并能与所述搭接表面配合，从而防止所述凸片构件从所述槽退出。
4.如权利要求3所述的槽内卡合紧固件，其特征在于：
所述第二槽构件包括朝向所述第一槽构件的所述凸起表面定向的内表面；
所述凸片构件包括压缩在所述第一槽构件的所述凸起表面与所述第二槽构件的所述内表面之间的舌部，提供所述凸片构件在所述槽构件之间的过盈配合。
5.如权利要求4所述的槽内卡合紧固件，其特征在于：
所述槽从第一壳体构件的所述端部从所述端部轴向偏移并大致平行于所述端部；以及
所述凸片构件从所述第二壳体构件轴向偏移并与所述槽对准。
6.如权利要求5所述的槽内卡合紧固件，其特征在于：
所述第一槽构件与第一壳体构件轴向对准，以及
所述第二槽构件从所述第一壳体构件径向偏移并大致平行于所述第一槽构件。
7.如权利要求2所述的槽内卡合紧固件，其特征在于，所述第一槽构件和第二槽构件中的每个槽构件包括弹性材料。
8.如权利要求3所述的槽内卡合紧固件，其特征在于，所述锁定部位于所述凸片构件的远端。
9.如权利要求3所述的槽内卡合紧固件，其特征在于，所述第一槽构件的所述凸起表面相对于通过所述第一壳体构件部分延伸的轴线以角度θ倾斜，其中所述凸起表面的所述倾斜推压所述锁定部分以与所述孔的所述搭接表面可靠地配合。
10.如权利要求9所述的槽内卡合紧固件，其特征在于，所述凸片构件的所述锁定部分包括适于与所述孔的所述搭接表面配合的平坦边缘和与所述平坦边缘相对的楔形部分。
11.如权利要求4所述的槽内卡合紧固件，其特征在于，所述凸片构件包括第二凸片部分，所述第二凸片部分大致平行于所述凸片部分以限定分裂式舌片。
12.一种槽内卡合紧固件，用于将第一壳体构件连接至第二壳体构件，所述槽内卡合紧固件包括：
第一槽构件和第二槽构件，所述第一槽构件和所述第二槽构件从所述第一壳体构件的端部延伸，在所述第一槽构件和所述第二槽构件之间限定槽；
孔，所述孔具有搭接部并形成在所述槽构件之一内；
凸片构件，所述凸片构件从所述第二壳体朝向所述槽延伸，其中所述凸片构件适于与所述槽构件和所述孔协作，从而将所述第一壳体构件固定至所述第二壳体构件。
13.如权利要求12所述的槽内紧固件，其特征在于，所述凸片构件包括：
舌部，所述舌部具有远端；以及
锁定部，所述锁定部从所述舌部的所述远端延伸，
其中所述凸片构件的所述舌部和锁定部都能插入所述槽内，其中所述舌构件与槽构件协配以形成过盈配合，且所述锁定构件与所述孔的所述搭接部协配以将所述第一壳体构件固定至所述第二壳体构件。
14.如权利要求13所述的槽内紧固件，其特征在于：
所述槽构件中的一个包括朝向所述槽构件中另一个突出的凸起表面；以及
所述孔形成在所述槽构件中的另一个内，
其中所述凸起表面推压所述锁定部以与所述孔的所述搭接表面可靠地配合。
15.一种壳体组件，包括：
第一壳体构件，所述第一壳体构件包括第一壳体周界，所述第一壳体周界具有第一槽构件和第二槽构件，在所述第一槽构件与所述第二槽构件之间限定槽；以及
第二壳体构件，所述第二壳体构件包括第二壳体周界，所述第二壳体周界具有凸片构件，所述凸片构件适于能插入所述槽内；
其中所述第二槽构件限定具有搭接部的孔；
其中所述凸片构件包括舌部和一体式锁定部，所述舌部能插入所述槽内且所述一体式锁定部能插入所述孔内并能与所述搭接部配合以将所述第一壳体构件固定至所述第二壳体构件。
16.如权利要求15所述的壳体组件，其特征在于，所述第一槽构件包括朝向所述第二槽构件定向的凸起表面。
17.如权利要求16所述的壳体组件，其特征在于，所述凸起表面相对于通过所述第一槽构件的轴线以角度θ倾斜。
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