CN104024660A - 弹性紧固件、紧固装置以及相应的制造方法 - Google Patents

Abstract

弹性紧固件（12），具有：壁（15），壁载有至少一个爪（17）和至少一个带有封闭轮廓的孔（19）；爪（17）具有与孔（19）的边部（43）相固连的基部（21）、与基部（21）相对的自由端（23）、以及第一和第二侧边部（25，27），爪（17）相对于壁（15）凸伸。所述爪（17）在孔（19）的平面中的正交投影限定孔（19）的第一区域（39），孔（19）还具有邻近第一区域（39）的自由的第二区域（41），爪（17）的第一侧边部（25）在孔（19）的平面中的投影邻近孔（19）的边部（43），爪（17）的第二侧边部（27）在孔（19）的平面中的投影邻近第二区域（41）。

Description

弹性紧固件、紧固装置以及相应的制造方法

技术领域

本发明一般涉及用于使第一构件与第二构件彼此固定在一起的弹性紧固件。

更确切的说，本发明涉及一种紧固件，其具有：

-壁，其具有至少一个爪，爪用于同布置在第一构件上的联接壁相配合；

-所述壁具有至少一个带有封闭轮廓的孔；

-爪具有与孔的一边部相固连的基部、与基部相对的自由端、以及彼此相对的第一和第二侧边部，每个侧边部都使自由端连接于基部，所述爪从基部起倾斜且相对于壁的第一表面凸伸。

背景技术

这种紧固件从文献US-3869760中已知。该紧固件呈U形形状，具有面对的两个壁，每个壁都具有一孔和朝U形体内部凸伸的一爪。

这种紧固件用于围绕突出部分跨骑安装。

这种紧固件围绕突出部分的安装需要操作人员施加很大的嵌插力。实际上，爪弹性小，会难以回复到孔的平面中。还由此使得难以拆卸弹性紧固件及难以将紧固件从突出部分释放开。

此外，机动车厂家在其技术规范中要求可施加小于确定限度的作用力来安装这种弹性紧固件，可取下弹性紧固件而不会损坏紧固件固定在其上的构件。

发明内容

在这种背景下，本发明旨在提出一种弹性紧固件，操作人员无需施加过大的作用力即可固定该弹性紧固件，该弹性紧固件可易于取下。

为此，本发明涉及前述类型的一种弹性紧固件，其特征在于：

-所述爪在孔的平面中的正交投影限定孔的第一区域，所述孔还具有邻近第一区域的自由的第二区域；

-爪的第一侧边部在孔的平面中的投影邻近孔的边部，爪的第二侧边部在孔的平面中的投影邻近第二区域。

换句话说，当爪向孔的平面弹性弯曲回复时，爪的第一侧边部沿孔的边部收起。如果在孔的该边部处、尤其是在爪形成及相对于壁弯曲时材料被拉伸的部位处存在凹凸不平，那么，这些凹凸不平会影响爪的行程。但是，由于爪的第二侧边部邻近孔的自由区域即第二区域，因此，爪在其弯曲过程中可向该第二区域偏移。因此，爪可向孔进行弹性弯曲回复，而其运动不受孔的边部处材料的凹凸不平妨碍。

在文献US3869760中，当爪弹性弯曲回复到孔的平面中时，其两个侧边部邻近孔的边部。爪不能向孔的自由区域侧向偏移。因此，爪的行程会由于沿孔的边部可能存在的材料凹凸不平而受到很大影响。

当弹性紧固件用金属材料制成时，当爪用弯折作业获得时，本发明特别有利。所谓弯折，这里是指旨在使壁的一区域机械变形以使所述区域弯曲而形成爪的一种作业。该作业伴随有在爪的第一侧边部处构成壁的金属材料的撕裂。在弯折作业之前，爪沿其第一侧边部与壁成一体。当爪被弯曲以处于相对壁倾斜的位置时，金属材料沿爪的第一侧边部撕裂开。这种撕裂通过沿爪的第一侧边部切断金属材料来获得。在该作业的过程中，看来常常会因撕裂而沿孔的边部出现材料凹凸不平。此外，在切断壁时，由于金属材料的拉伸，材料不是在与载有爪的壁垂直的平面、而是在朝爪内略微倾斜的平面中撕裂开，这种倾斜形成一种楔子，防止爪跳动。

弹性紧固件用于使任何种类的构件彼此固定。更特别的是，弹性紧固件设置用于车辆、尤其是机动车如轿车或卡车中。例如，弹性紧固件用于使通风器本体固定在车辆的仪表板上。该本体是一种管形件，车辆的通风装置通过它向座舱内送风。该本体一般用塑料制成。本体通常用多个根据本发明的弹性紧固件固定于设于仪表板中的开口的边部。

用于同每个爪相配合的联接壁则位于通风器本体的外周表面上。

弹性紧固件通常具有两个彼此相同的爪。

壁于是具有两个带封闭轮廓的孔，每个爪具有的基部与两个孔之一的边部相固连。在变型中，壁仅具有一个爪，或者壁具有三个爪或多于三个的爪。

爪可具有任意形状。爪的自由端尤其可以是尖顶形、或圆形、或矩形或多角形等。例如，其可具有指向基部相反方向的V形凸状的自由边，或相反地具有凹状边。

所谓爪在孔的平面中的正交投影，这里是指爪的每个点沿着垂直于孔的平面的方向在该孔所处的平面中的投影。这种投影具有确定的形状，其完全处于孔内。该投影占据且限定孔的第一区域。孔的第二区域由孔的未被第一区域占据的整个表面构成。该第二区域因由空间构成而是自由的。或者说，第一区域相应于爪在被带回孔中时所占据的表面。

爪的第一侧边部在孔的平面中的投影邻近该孔的边部的事实，这里应理解为其表示：该第一侧边部的投影沿孔的边部延伸，且在第一侧边部的投影与所述孔的边部之间间距很小。例如，该间距在第一侧边部的任一点都小于1毫米。

如上所述，爪的第二侧边部在孔的平面中的投影邻近第二区域。换句话说，爪的第二侧边部的投影邻近空着的区域，该区域大得足以在爪向孔的平面中弯曲回复时允许该爪离开孔的边部，该离开趋向于使爪的第一侧边部远离其所邻近的边部区域。

孔可具有各种形状。一般来说，孔具有不规则的形状，该形状取决于主要与爪的弯折作业和/或爪的挠性需要相关的工艺要求。

弹性紧固件还可具有以下一个或多个特征，以下特征可单独地或根据所有可能的技术组合考虑。

有利地，爪的自由端在孔的平面中的投影至少部分地邻近第二区域。

因此，当爪向孔的平面中回复时，爪的自由端也可向第二区域偏移。该投影的形状和邻近第二区域的该投影边部的百分比，取决于爪自由端的形状。

不管怎样，优选地，第二区域在爪的整个高度上延伸，即从基部延伸直至爪的自由端。

优选地，弹性紧固件的壁的其中设置有所述孔的区域处于一平面中，所述壁具有凸起，所述凸起相对于该平面凸伸，形成防错定位装置。

所谓防错定位装置，这里是指形成防错标记的凸起，其用于使紧固件不能安装在非正常位置，例如反过来安装。凸起可具有各种形状。凸起可以或者相对于壁的第一表面凸伸，或者相对于壁的与第一表面相对的第二表面凸伸。

通常，紧固件具有至少一个翼片，翼片与壁一起限定U形区域，爪向U形内倾斜。

因此，在紧固件安装到第一构件上之前，爪由翼片加以保护。因此限制了该爪在弹性紧固件的贮存过程中或在运输过程中被损坏的危险。这特别重要，因为紧固件经常散装贮存在容器中。

有利地，翼片具有基本平行于壁并与孔相对就位的部分。

这有助于保护爪的端部。

翼片的与孔相对的所述部分通常是翼片的终端部分。该部分确切地与孔相对，以致爪的端部确切地位于壁和翼片的该部分之间。

通常，壁具有两个爪，紧固件具有两个翼片和一弹性片，弹性片与壁相固连，弹性片用于同第二构件相配合，弹性片位于两个翼片之间，爪在弹性片和两个翼片之间具有空隙。

弹性片用于同第二构件相配合，以将第一构件相对于第二构件锁定。

弹性片连接于壁的一边部，例如连接于壁的该边部的中央部分。两个翼片连接于壁的该相同边部，例如连接于位于翼片两侧的区域。翼片和弹性片彼此完全独立，因为翼片和弹性片之间不存在任何直接接触点。翼片和弹性片仅仅彼此由所述壁连接。

因此，在第一构件上的装配和定位功能与在第二构件上的固定功能区分开。

根据第二方面，本发明涉及一种紧固装置，其具有布置在第一构件上的槽座、和根据前述权利要求中任一项所述的紧固件，载有爪的壁适于接合在所述槽座中。

槽座通常由塑料构成。槽座例如与第一构件一体制成，例如一体注塑成型。在变型中，槽座形成于附属构件上，所述附属构件本身附装在第一构件上。

有利地，槽座由基本彼此面对的联接壁和后支承壁限定，紧固件的壁用于在槽座中接合于爪抵靠联接壁、且与第一表面相对的壁第二表面抵靠在后支承壁上的位置。

因此，爪紧压靠在联接壁上。爪与该联接壁相配合，以防止弹性紧固件脱出槽座。但是，由于第二区域的形状而获得的爪的挠性可使弹性紧固件从槽座释放和从槽座取出，而不会损坏槽座。

联接壁和后支承壁基本为直线形，彼此平行。紧固件的壁会安置于联接壁和后支承壁之间。

通常，紧固件的壁的其中设置有孔的区域处于一平面中，壁具有相对于所述平面呈凸伸状的凸起，该凸起形成防错定位装置，槽座的联接壁和后支承壁之一具有凹空状凸起，用以在壁接合到槽座中时接纳凸伸状的凸伸。

因而避免了弹性紧固件沿错误方向安装。

通常，凹空状凸起形成于后支承壁。

有利地，槽座的联接壁在用于与爪接触的区域中载有至少一个加强肋条。

加强肋条通常在朝向槽座外的联接壁一侧布置。

根据第三方面，本发明旨在制造具有上述特征的弹性紧固件的一种制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

–获得金属材料制的紧固件粗坯，其具有完整的壁；

-在壁中切割出第二区域，从而形成爪的第二侧边部；

-使爪弯曲，而沿爪的第一侧边部和孔的边部之间的接合处撕裂开金属材料。

该方法允许用很少的制造步骤经济地获得具有上述优越性的紧固件。尤其是，爪的弯折步骤不影响爪的弹性，这是因为爪的第二侧边部在孔的平面中的投影邻近第二区域，其中爪的弯折步骤引起沿爪的第一侧边部和孔的边部之间的接合处撕裂开金属材料。金属材料制的紧固件粗坯具有完整的壁的事实，这里应当理解为表示：所述孔尚未在金属材料中切割形成。因此，在将要设置孔的区域中，壁是完整的。

用所有适合的方法、例如用冲切法，切割出壁的第二区域。

爪的弯曲也称弯折的步骤，用模压或冲压法进行。

第二区域的切割步骤总是在爪的弯曲步骤之前进行。

附图说明

从下面参照附图以示意性且非限制性的方式对本发明进行的详细描述中，本发明的其它特征和优越性将更好地体现出来，附图如下：

-图1是通过根据本发明的紧固装置固定于仪表板的通风器本体的侧视剖面图，通风器本体和仪表板仅部分地示出；

-图2是图1的紧固装置的透视图；

-图3是图1的紧固件的正视图；

-图4是图1的紧固件的仰视图；

-图5是用于接纳紧固件的槽座的俯视图；以及

-图6至8示出制造图1的紧固件的不同步骤。

具体实施方式

如图1中所示，紧固装置1用于使通风器本体3固定于仪表板5。仪表板5和通风器本体3仅部分地示于图1中。

仪表板5具有开口7，通风器本体3接合在该开口中。通风器本体3具有管形套的形状。其在内部限定导道9，用于供车辆通气设备吹送的空气通过。

通风器本体3由围绕本体3分布的彼此相同的多个紧固装置1固定于仪表板。

每个紧固装置1具有槽座11和弹性紧固件12，所述槽座布置在与本体9相固连的支承件13上。支承件13与通风器本体9整体制成，或附接在通风器本体上。

紧固件12具有壁15，该壁承载与壁15相固连的一弹性片18和两个爪17。壁15可逆地接合在槽座11中。弹性片18与开口7的边部相配合，如图1中所示。

如图3所示，壁15具有两个带有封闭轮廓的孔19。每个爪17则具有与孔19之一的边部相固连的基部21、与基部21相对的自由端23、以及彼此相对的第一侧边部25和第二侧边部27，每个侧边部使自由端23连接于基部21。

如图1中可见，壁15呈矩形的总体形状，具有自由边部29和与自由边部29平行且相对的边部31。弹性片18连接于边部31。

每个爪17的基部21与孔19的朝向自由边部29的一段边部成一体。

爪17从基部21起朝边部31的方向倾斜延伸。爪相对于壁15的第一大表面32凸伸（图1和图4）。

每个爪的端部部分23呈尖顶状形成。其由两个边侧33、35限定，所述两个边侧33、35分别延长侧边部25、27并向尖顶37收敛。边侧33与边部25排成直线。边侧35相对于边部27倾斜。

侧边部25、27从基部21起略微彼此相向地收敛。

如图3和图8中可见，每个孔19可细分成第一区域39和第二区域41。第一区域39相应于爪17在孔19的平面中的正交投影。第二区域41由孔19的其余部分构成，即由孔19的未处于第一区域39中的整个表面构成。如例如在图8中可见的，爪的第一侧边部25在孔的平面中的投影邻近孔的边部43。同样，端部部分的第一边侧33的投影邻近边部43。相反，第二侧边部27和第二边侧35各自的投影邻近第二区域41。因此，第二区域41在爪17的投影的整个高度上延伸，延长超出爪17的自由端。

孔19位于壁15的两个相对的侧部分中。壁15的中央部分具有凸起45，凸起45相对于壁的与第一表面32相对的第二表面47凸伸。凸起45通过壁15局部变形而成。如后所述，该凸起形成防错定位装置（poka yoke），用以防止弹性紧固件沿错误方向安装。

紧固件12还具有两个翼片49，每个翼片都与壁15一起限定一U形区域。每个翼片49呈角形件的形式，具有与壁15相固连的部分51以及基本垂直于部分51的自由部分53。部分51连接于壁15的边部31处，两个翼片围绕弹性片18。部分53从部分51向自由边部29延伸。这些部分53每个与壁15的设置有孔19之一的区域相对布置且平行。

爪17指向U形区域的中心。每个爪的端部部分23位于部分53和壁32之间。

在图1中可看到，部分53的高度低于壁15的高度。

弹性片18通过空隙55与翼片49分开。这些空隙由布置在部分51和弹性片18之间的凹口构成。这些凹口在壁15的相反方向上是敞开的。

弹性片18具有多个段部57、59、61、63，这些段部布置在彼此的延伸部分中且相对于彼此倾斜。这些段部成形成可使弹性片18抵靠在开口7的边部上，例如在段部61和63之间的夹角处。因此，弹性片18可以或者在径向上向通风器本体3的中央轴线、或者与通风器本体的中央轴线平行地弹性弯曲。

如图5中可见，槽座11由基本呈平面且彼此平行的联接壁65和后支承壁67限定。壁65和67彼此由端壁69连接。后支承壁67具有凹空状凸起71，其用于接纳凸伸状凸起45。凹空状凸起71朝槽座外凸出。联接壁65载有两个肋条73，这些肋条用于加强联接壁65的用于同爪17相配合的区域。槽座11朝支承件13方向是封闭的，而在支承件13的相反向上是敞开的。如图1所示，要注意到的是，壁65、67、69限定接纳壁15的内部容积，该内部容积延伸到支承件13的厚度中，超出壁65、67、69的基部。

使壁15插入槽座11中，而将紧固件12固定于通风器9。壁15的第二表面47抵靠在后支承壁67上。凸伸状凸起45被接纳在凹空状凸起71中。不能反向安装紧固件，因为联接壁65没有等同于凸起71的凹空状凸起。

壁65和67之间的间距比壁15的厚度加爪17相对于壁的第一表面32凸出的高度之和要小。

因此，爪17被弹性夹持在壁65和67之间，通过弯曲被推向孔19。由于爪17的挠性，操作人员为使壁15插入槽座11中而提供的作用力不会过大。

一旦壁15插入槽座11中，翼片49就迭盖联接壁65和加强肋条73。

弹性片18在段部61和63之间的夹角处抵靠开口7的边部。

现在，参照图6至图8，将详述弹性紧固件的制造方法。

所述方法包括以下步骤：

-提供金属材料、这里是不锈钢制的板片（flanc），

-用模压或冲压法形成图6中所示的紧固件粗坯，

-然后在壁15中切割出每个孔19的第二区域41，如图7中所示，

-朝向壁15的第一表面32弯曲爪17，而使金属材料沿着一方面是第一侧边部25和第一边侧33、另一方面是孔19的边部43之间的接合线撕裂开。

粗坯成形步骤可至少使壁15、翼片49和弹性片18成形。该粗坯成形步骤可能需要一次或多次模压或冲压作业。粗坯的壁15在孔19尚未形成的意义上是完整的。在图6中，孔19的界限用虚线示出。

切割步骤例如用冲切法进行。第一区域的界限在图7上用虚线示出。

弯曲步骤例如用模压或冲压法进行。该步骤以单道或多道实现。

Claims (11)

1.弹性紧固件，用于使第一构件（3）和第二构件（5）彼此固定在一起，所述弹性紧固件（12）具有：

-壁（15），所述壁载有至少一个爪（17），所述爪用于同设置在所述第一构件（3）上的联接壁（65）相配合；

-所述壁（15）具有至少一个带有封闭轮廓的孔（19）；

-所述爪（17）具有与所述孔（19）的边部（43）相固连的基部（21）、与所述基部（21）相对的自由端（23）、以及彼此相对的第一侧边部（25）和第二侧边部（27），每个侧边部使所述自由端（23）连接于所述基部（21），所述爪（17）从所述基部（21）起倾斜并相对于所述壁（15）的第一表面（32）凸伸；

其特征在于，

-所述爪（17）在所述孔（19）的平面中的正交投影限定所述孔（19）的第一区域（39），所述孔（19）还具有自由的第二区域（41），所述第二区域邻近所述第一区域（39）；

-所述爪（17）的第一侧边部（25）在所述孔（19）的平面中的投影邻近所述孔（19）的边部（43），所述爪（17）的第二侧边部（27）在所述孔（19）的平面中的投影邻近所述第二区域（41）。

2.根据权利要求1所述的弹性紧固件，其特征在于，所述爪（17）的自由端（23）在所述孔（19）的平面中的投影至少部分地邻近所述第二区域（41）。

3.根据权利要求1或2所述的弹性紧固件，其特征在于，所述壁（15）的其中设置有所述孔（19）的区域处于平面中，所述壁（15）具有凸起（45），所述凸起相对于所述平面凸伸，形成防错定位装置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的弹性紧固件，其特征在于，所述弹性紧固件具有至少一个翼片（49），所述翼片与所述壁（15）一起限定U形区域，所述爪（17）向U形内部倾斜。

5.根据权利要求4所述的弹性紧固件，其特征在于，所述翼片（49）具有基本平行于所述壁（15）并与所述孔（19）相对的部分（53）。

6.根据权利要求4或5所述的弹性紧固件，其特征在于，所述壁（15）具有两个爪（17），所述弹性紧固件具有两个翼片（49）和一弹性片（18），所述弹性片与所述壁（15）相固连，所述弹性片用于同所述第二构件（5）相配合，所述弹性片（18）位于所述两个翼片（49）之间，所述弹性紧固件具有在所述弹性片（18）和所述两个翼片（49）之间的空隙（55）。

7.紧固装置，所述紧固装置具有设置在第一构件（3）上的槽座（11）、和根据前述权利要求中任一项所述的弹性紧固件（12），载有爪（17）的壁（15）适于接合在所述槽座（11）中。

8.根据权利要求7所述的紧固装置，其特征在于，所述槽座（11）由基本彼此面对的联接壁（65）和后支承壁（67）限定，所述弹性紧固件的壁（15）用于在所述槽座（11）中接合于这样的位置：在该位置，所述爪（17）抵靠所述联接壁（65）且所述壁（15）的与第一表面（32）相对的第二表面（47）抵靠在所述后支承壁（67）上。

9.根据权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，所述弹性紧固件的所述壁（15）的其中设置有孔（19）的区域处于平面中，所述壁（15）具有相对于所述平面呈凸伸状的凸起（45），所述凸起形成防错定位装置，所述槽座（11）的联接壁（65）和后支承壁（67）之一具有凹空状凸起（71），所述凹空状凸起用以在所述壁（15）接合于所述槽座（11）中时接纳所述凸伸状的凸起（45）。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述槽座（11）的联接壁（65）在用于与所述爪（17）接触的区域中载有至少一个加强肋条（73）。

11.用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的弹性紧固件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

-获得带有完整的壁（15）的金属材料制的紧固件粗坯；

-在壁（15）中切割出第二区域（41），因而形成爪（17）的第二侧边部（27）；

-弯曲爪（17），而使金属材料沿爪（17）的第一侧边部（25）和孔（19）的边部（43）之间的接合处撕裂开。