CN108240379A - 设计为装配在支撑件上的插入件及包括插入件的固定组件 - Google Patents

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Abstract

一种设计成装配在支撑件(11)上的插入件，包括沿着纵向轴线(B)延伸的主体(12)和包括沿基平面(C)延伸的至少一个板(15a，15b)的基部(13)，沿着垂直于基平面(C)的取向轴线(A)取向的至少一个通孔(16)形成在所述至少一个板(15a，15b)中，至少一个突起形成在所述至少一个板(15a，15b)的第一表面上并且在所述至少一个板(15a，15b)的第二表面上形成中空部。

Description

设计为装配在支撑件上的插入件及包括插入件的固定组件
技术领域
本发明涉及插入件，该插入件被设计成装配在支撑件上，更具体地模制支撑件上。
背景技术
以通常的方式，被设计成装配在模制支撑件上的插入件(也被称为包覆模制的插入件)可以是螺母，铆钉，螺钉或螺栓，或者取决于其功能的任何形式。设计成用于模制支撑件的插入件必须适合承受拉伸和剪切应力，以保证插入件所装配在其上的支撑件与将要固定到插入件上的另一部件之间的机械连接的令人满意的强度。
存在不同类型的包覆模制的插入件。例如，插入件可以被引用为具有一主体，该主体在插入件的主体的整个高度上沉入热塑性或热固性树脂中。
在图1和2中，现有技术的铆钉1已经以示意方式示出。在图1中，已经示出了铆钉1的顶视图。在图2中，已经示出了包括在模制部件3中的铆钉1的横截面图。图1和图2中所示的铆钉1包括沿着铆钉1的纵向轴线X延伸的中空主体4，例如柄，以及焊接到主体4的一端的基部5。基部5为圆形板的形状。基部5另外穿孔，即在基部5中形成多个圆形通孔6。基部5的圆形孔6设计成让树脂纤维穿入内部以产生增强纤维。这样的铆钉1这样被集成在模制部件3中：通过将树脂注入到铆钉1上以便将以便将树脂基部5沉入树脂中从而当树脂硬化时机械地固定所述铆钉1到所述部件3。通常，树脂是一种可以通过热效应硬化并由聚酯和玻璃纤维制成的流体材料。还存在其它热塑性树脂，其通过冷却硬化。但是这些铆钉在注入模制部件中没有提供足够的强度。特别是当铆钉由与树脂不同的材料钉制成时，例如钢铆，难以获得热固性或热塑性复合材料的机械强度。
可以引用法国专利申请FR3013253，其公开了一种插入件，该插入件包括沿着纵向轴线延伸的主体和位于主体的一端处的基部，并且其中形成有多个通孔。通孔相对于纵向轴线在倾斜方向上取向，以便在注入树脂时改善增强纤维的渗透。但是这些插入件预期用于通过注入模制树脂制成的支撑件。它们不适于通过加热和压缩制成的支撑件。
也可以引用法国专利申请FR3021899，其公开了一种由复合材料制成的板，所述复合材料具有由热塑性聚合物构成的基质中的增强纤维，以及一种金属部件，该金属部件包括机械接口以执行技术铰接功能，例如枢轴链接或角分度(indexation)。金属部件被连接到所述板上，并且通过激光焊接将金属接口固定到托盘，该托盘包括基本上垂直于托盘并且穿入所述板中的多个柱形钉状物。具有翻边的孔可以进一步被制造在托盘中，并形成穿入所述板中的耦合图案。但是这些插入件不能为支撑件提供足够的强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计成装配在支撑件上的插入件，该支撑件能够克服上述缺点，特别是提供了插入件在支撑件上的增强的强度。
另一个目的在于提供一种适用于热塑性或热固性支撑件的插入件。
根据本发明的一个特征，提出了一种设计成装配在支撑件上的插入件，该插入件包括沿着纵向轴线延伸的主体和基部，基部包括沿基部平面延伸的至少一个板，在垂直于基部平面的方向取向的至少一个通孔形成在所述至少一个板中。
至少一个突起形成在所述至少一个板的第一表面上，并且在所述至少一个板的第二表面上形成中空部。
因此提供了插入件，其提高了它与支撑件的机械强度。该插入件适用于热塑性和热固性支撑件。特别地，该插入件提供了更好的剪切强度。
根据一个实施例，至少一个突起可以具有隆起的形状，该隆起具有在所述至少一个板的中心部分和外边缘之间延伸的顶点。
根据另一个实施例，至少一个突起可以具有隆起的形状，该隆起具有沿着围绕主体的线延伸的顶点。
该线相对于基平面可以具有起伏的形状。
根据另一个实施例，至少一个突起可以具有在所述至少一个板的中心部分和外边缘之间延伸的托盘的形状。
根据另一个实施例，至少一个突起可以具有沿着围绕主体的线延伸的托盘的形状。
在所述至少一个板的第一表面上可以形成多个突起。
至少一个凸起可以形成在第二表面上，并且在相反的第一表面上形成中空部，该中空部位于在第一表面上形成的两个突起之间。
至少一个通孔可以由相对于所述至少一个通孔的取向轴线以一定角度倾斜的截顶轮廓界定，该角度在10°至80°的范围内或在100°至170°的范围内。
在所述至少一个板中可以形成凹陷，并且若干个突起元件定位成从凹陷的表面突出。
突出元件可以是具有四边形基部的钉状物。
基部可以包括若干板。
根据本发明的另一个特征，提出了一种固定组件，其包括如上所限定的支撑件和装配在支撑件中的插入件。
支撑件可以通过模制制成。
附图说明
从对非限制性的示例性实施例的详细描述和附图的检查中，本发明的其它优点和特征将变得显而易见，其中：
图1和图2示意性地示出了根据现有技术的铆钉的两个视图；
图3示意性地示出了根据本发明的插入件的实施例的透视图；
图4示意性地示出了图3中所示的插入件的透视侧视图；
图5示意性地示出了截头轮廓的实施例的横截面图；
图6示意性地示出了根据本发明的插入件的另一个实施例的从下方的透视图；
图7示意性地示出了一组突出元件的实施例的横截面视图；
图8示意性地示出一组突出元件的另一个实施例的横截面图；
图9示意性地示出了根据本发明的固定组件的横截面图；和
图10至图13示意性地示出了根据本发明的插入件的其他实施例的透视图。
具体实施方式
在图3至图12中，已经示出了设计为装配在支撑件11上的插入件10，该支撑件在图9中示出。有利地，插入件10特别适合于装配在模制的支撑件11上。
插入件10可以是螺母，铆钉，螺钉或螺栓。螺母是螺纹中空部件，即其包括内螺纹，设计成接收另一螺纹部件。铆钉是用于组装平坦部件的元件，其一端膨胀，另一端被压扁。螺钉或螺栓是螺纹实心部件，即其包括外螺纹。优选地，插入件10由金属制成，例如由钢制成。插入件10包括沿着纵向轴线B延伸的主体12(例如柄)以及位于主体12的一端处的基部13。插入件10的主体12具有整体柱形的形状。这里所指的柱体是由圆柱面所限定的实心体，所述圆柱面由称为母线的直线和与所述母线相交的两个平面生成，所述母线描述称为准线的封闭平直曲线。如图3所示，主体12具有等于基部13的厚度的高度。作为变型，主体12从基部13突出，如图9所示。优选地，主体12具有界定通孔或盲孔14的中空柱体。
基部13包括至少一个板15a，15b，其中形成至少一个通孔16。优选地，基部13包括单个板15a。作为变型，基部13包括两个或更多个板15a，15b。在图3中，已经示出了一示例，其中插入件10具有第一板15a和围绕第一板15a的第二板15b。例如，板15a，15b通过焊接彼此结合。作为变型，基部13可以包括若干叠置的板15a，15b。每个板15a，15b沿基平面C延伸。基平面C对应于垂直于图4，5和9的板的平面的平面。每个板15a，15b还提供第一表面17和与第一表面17相反的第二表面18。
以通常的方式，通孔16沿着相应的轴线A，即所谓的取向轴线，取向。换句话说，通孔16各自具有穿过孔16的取向轴线A。通孔进一步包括第一端，该第一端位于第一表面17的水平处并且具有部分Sa，称为开口部分，以及第二端，该第二端位于第二表面18的水平处并具有部分Sb，称为基部部分。更特别地，如图5所示，通孔16的取向轴线A相对于孔16的基部部分Sb垂直。优选地，通孔16的取向轴线A垂直于每个板15，15b的基平面C。也就是说，通孔16的至少一端的部分Sa，Sb位于平行于板15a，15b的基平面C的平面中。例如，取向轴线A可以平行于纵向轴线B，这使得它们易于实现。作为变型，取向轴线A彼此平行且从纵向轴线B倾斜一定角度。这样的板15a，15b使得插入件10的强度在其被装配在模制支撑件11上时能够增强。在这种情况下，增强线被引入到通孔16中，并且增加了插入件10的剪切强度。有利的是，在板15a，15b中形成奇数个通孔16，以相对于插入件10的中心产生不对称并且提供更大的折叠阻力。优选地，插入件10由金属制成，例如由钢制成。作为变型，主体12和板15a，15b可以由相同的材料或由两种不同的材料制成。根据另一变型，插入件10包括若干主体12，每个主体12执行将一部分固定到支撑件11的功能。板15a，15b使第二表面18的一部分填充有大于通孔16的基部表面Sb的总和的材料。从而保证了填充材料的部分与支撑件11之间的实质接触。
支撑件11可以是热塑性或热固性的。例如，支撑件11可以由塑料或复合材料制成。优选地，支撑件11通过模制而形成。热塑性支撑件由在热的作用下具有延展性的材料制成。热固性支撑件其本身由树脂材料制成，其通过延长的加热使其失去可塑性。支撑件可以通过注入热固性树脂来模制。有利地，中空插入件10是盲的以防止树脂渗入主体12的内部。作为变型，它可以通过加热热塑性条带来制造，所述热塑性条带可以由于热的作用而变软。它也可以通过在插入件10的板15a，15b上液化的热固条带的压缩和烘烤而制成。插入件10通常被放置在设计成接收热塑性或热固性材料的模具中以制造支撑件11并且将插入件10装配在支撑件11上。因此获得包括装配在支撑件11上的插入件10的固定组件40。可选地，支撑件11可以包括由强化织物制成的部分，例如设置有玻璃纤维或碳纤维或芳族聚酰胺纤维或三者的混合物的部分或者设置有金属丝或甚至植物纤维的部分。由织物制成的部分可以织编或编织在巴里纱(voile)上以局部加强支撑件11。在模制期间，由织物制成的部分可以固定在插入件10上。
插入件10特别适合于装配在支撑件11上，使得位于插入件11周围的支撑件11的表面41不伸出超过板15a的第一表面17。换句话说，一旦插入件10已经装配在支撑件11上，板15a的第一表面17可以保持是可见的。在此情况下，插入件10承受大部分的机械应力。作为变型，板15a沉入支撑件11中。在此情况下，第一表面17是不可见的。然后增强插入件10和支撑件11之间的附着。
更特别地，至少一个突起19形成在板15a，15b的第一表面17，18上。可以在板15a，15b的表面17，18上形成若干突起19。此外，每个突起19在板15a，15b的相反的第二表面18，17上形成中空部20。例如，至少一个突起19具有隆起的形式，如图3，6，10和11所示。隆起表示圆形的突起19。板15a，15b那么说具有起伏的形状。这意味着板15a，15b包括第一表面17，第一表面17包括形成位于板15a，15b的第二表面18上的中空部20的多个隆起19。相反，板15a，15b的第二表面18包括形成位于相反的第一表面17上的中空部20的多个隆起19。特别地，位于表面17，18上的每个中空部20进一步位于形成于相同的表面17，18上的两个隆起19之间。隆起19在板15a，15b的表面17，18上形成波浪部。例如，板15a，15b包括第一表面17，18，在第一表面17，18上形成隆起19和中空部20。例如，如图3和6所示，每个隆起19具有在板15a，15b的中心部分和位于板15a，15b的外围处的外边缘21a，21b之间延伸的顶点。在图3中，第一板15b，其中心部分对应于插入件10的主体12，第二板15a，其中心部分对应于围绕并结合第一板15b的外边缘21b的内边缘，已经被示出。作为变型，隆起19每个都具有沿着围绕插入件的主体12的线Y延伸的顶点。为了示例目的，在图10中示出了包括单个隆起19的板15a。例如，线Y可以是其中心对应于插入件10的主体12的中心的圆。根据图11中示出的另一示例，线Y相对于基平面C具有起伏的形状。
根据另一个变型，至少一个突起19具有托盘的形式，如图12所示。托盘的意思是突起19提供结合两个角边缘的平坦部分，或两个倾斜边缘具有相对于所述平坦部分的角度差。换句话说，板15a包括第一表面17，该第一表面17包括形成位于板15a的第二表面18上的中空部20的多个托盘19。如图12所示，第一表面17包括三个托盘。相反，板15a的第二表面18包括形成位于相反的第一表面17上的中空部20的多个托盘19。特别地，位于表面17，18上的每个中空部20也位于形成在相同表面17，18上的两个托盘19之间。如图12所示，托盘19各自都在板15a的中心部分和板15a的外边缘21a之间延伸。作为变型，托盘19各自沿着围绕插入件的主体12的线Y延伸。
与相同的平板相比，突起19增强了板15a，15b的刚性。此外，突起19增加了插入件10与支撑件11的接触表面，这增强了对拉伸、压缩或剪切应力的抵抗力。换句话说，插入件10伴随着支撑件11的应变，即，当机械压缩、拉伸和剪切应变发生时，其保持与支撑件11的附着。
板15a，15b的外边缘21a，21b可以具有各种形状，例如圆形，矩形，正方形，星形等。此外，外边缘21a，21b可以由垂直于板15a，15b的表面17，18的清楚的截取部限定。根据另一个例子，外边缘21a，21b终止于相对于表面17，18中的一个弯曲的边缘，即相对于基平面C弯曲的边缘。
以通常的方式，通孔16由形成在板15a，15b中的轮廓22界定。轮廓22例如通过在板15a，15b中钻通孔16而形成。轮廓22优选具有相对于通孔22的取向轴线A以10°至80°之间或者100°至170°之间的角度23倾斜的截顶形状。所谓锥面表示由称为母线的可移动线穿过称为顶点的固定点并且沿着称为准线的封闭曲线移动生成的表面。基部部分Sb由准线界定。锥体可以被截顶，并且当锥体的表面没有延伸到其顶点时被称为锥体被截顶。优选地，角度23等于80°。如图6所示，通孔16的基部部分Sb可以是圆形的或半月形的。例如，如图6所示，轮廓22的一部分被截顶，另一部分是平坦的。
通孔16可以由从板15a，15b的表面17，18突出延伸的延伸部25界定。延伸部25可以具有如上所限定的内部轮廓22。例如在建立从一个表面17，18突出的延伸部25的同时通过在板15a，15b中钻出通孔16而形成延伸部25。延伸部25相对于它从其突出的表面17，18具有高度H，包括在板15a，15b的厚度Ep的一半和板15a，15b的厚度Ep的两倍之间。优选地，延伸部25具有等于板15a，15b的厚度的0.7倍的高度H。高度H对应于它从其突出的表面17，18与延伸部25的端部之间的距离。延伸部25的端部界定开口部分Sa。更特别地，对于通孔16，开口部分Sa和基部部分Sb之间的比率在0.3和0.9之间。比率Sa/Sb优选等于0.6。
这样的延伸部25使得板15a，15b与支撑件11之间的接触表面能够增加，这增强了插入件10与支撑件11之间的附着。
在图13中，已经示出了设计成装配在支撑件11上的插入件10的实施例。插入件10包括沿纵向轴线B延伸的主体12和包括至少一个沿基本平面C延伸的板15a的基部13。沿着垂直于基平面C的取向轴线A取向的至少一个通孔16形成在所述至少一个板15a中。至少一个通孔16由相对于所述至少一个通孔16的取向轴线A以10°至80°的范围内或100°至170°的范围内的角度23倾斜的截顶轮廓22界定。此外，所述至少一个板15a提供了第一表面17和与第一表面17相反的第二表面18。例如，如图13所示，插入件10包括一个平板15a。换言之，板15a的表面17，18是平坦的。
板15a，15b可以包括多个突出元件26，以增加插入件10和支撑件11之间的接触表面，由此增强插入件10与支撑件11的附着。特别地，突出元件26使得剪切强度和滑动阻力增加。突出元件26将应力分布在板15a，15b的表面17，18上。
例如，突出元件26是具有四边形基部的钉状物。该基部可以是正方形，长方形，菱形或平行四边形的形式。优选地，钉状物的高度在0.3倍T至0.5倍T的范围内，其中T对应于四边形基部的较小对角线。较大对角线的一半与结合钉状物的顶点的边缘之间的长度比Q在0.6至0.8的范围内。优选地，边缘与四边形基部的平面之间的角度等于75°，这使得插入件10具有增强的滑动阻力。另外，当四边形基部为菱形时，基部的侧面优选相对于四边形基部的较大对角线倾斜30°。突出元件26可以通过材料推出或通过模制来制造。优选地，在板15a，15b中形成凹陷27。作为变型，在板15a，15b中形成多个凹陷27。凹陷27由定位成从板15a，15b的表面17，18安置在背部的表面28界定。此外，多个突出元件26可以定位成从凹陷27的表面28突出。
作为变型，如图8所示，突出元件26被定位成从板15a的表面17突出。
刚刚已经描述的插入件使得能够增强装配在支撑件上的插入件的机械强度。这样的插入件能够使部件装配在由热固性或热塑性材料制成的支撑件上。该插入件特别适用于汽车工业，也可用于海军部门或航空领域。

Claims (15)

1.一种设计成装配在支撑件(11)上的插入件，包括沿着纵向轴线(B)延伸的主体(12)以及基部(13)，该基部包括沿着基平面(C)延伸的至少一个板(15a，15b)，沿着垂直于所述基平面(C)的取向轴线(A)取向的至少一个通孔(16)形成在所述至少一个板(15a，15b)中，以及至少一个突起形成在所述至少一个板(15a，15b)的第一表面上并且在所述至少一个板(15a，15b)的第二表面上形成中空部，其特征在于，至少一个突起(19)具有在所述至少一个板(15a，15b)的中心部分和外边缘(21a，21b)之间延伸的托盘的形式。
2.根据权利要求1所述的插入件，其中，至少一个突起(19)具有沿着围绕所述主体(12)的线延伸的托盘的形式。
3.根据权利要求1所述的插入件，其中，若干突起(19)形成在所述至少一个板(15a，15b)的第一表面上。
4.根据权利要求3所述的插入件，其中，至少一个突起形成在所述第二表面上并且在相反的第一表面上形成中空部，该中空部位于形成在所述第一表面上的两个突起(19)之间。
5.根据权利要求1所述的插入件，其中至少一个通孔(16)由相对于所述至少一个通孔(16)的取向轴线(A)以在10°至80°的范围内或在100°至170°的范围内的角度(23)倾斜的截顶轮廓(22)界定。
6.一种设计成装配在支撑件(11)上的插入件，包括沿着纵向轴线(B)延伸的主体(12)以及基部(13)，该基部包括沿着基平面(C)延伸的至少一个板(15a，15b)，并且沿着垂直于所述基平面(C)的取向轴线(A)取向的至少一个通孔(16)形成在所述至少一个板(15a，15b)中，其特征在于，至少一个通孔(16)由相对于所述至少一个通孔(16)的取向轴线(A)以在10°至80°的范围内或在100°至170°的范围内的角度(23)倾斜的截顶轮廓(22)界定。
7.根据权利要求6所述的插入件，其中至少一个突起形成在所述至少一个板(15a，15b)的第一表面上并且在所述至少一个板(15a，15b)的第二表面上形成中空部。
8.根据权利要求7所述的插入件，其中至少一个突起(19)具有隆起的形式，该隆起具有在所述至少一个板(15a，15b)的中心部分和外边缘(21a，21b)之间延伸的顶点。
9.根据权利要求7所述的插入件，其中至少一个突起(19)具有隆起的形式，该隆起具有沿着围绕所述主体(12)的线延伸的顶点。
10.根据权利要求9所述的插入件，其中，所述线相对于所述基平面(C)具有起伏的形状。
11.根据权利要求6所述的插入件，其中，凹陷(27)形成在所述至少一个板(15a，15b)中，并且若干突出元件(26)被定位成从凹陷(27)的表面(28)是突出的。
12.根据权利要求11所述的插入件，其中所述突出元件(26)是具有四边形基部的钉状物。
13.根据权利要求1或6所述的插入件，其中所述基部(13)包括若干板(15a，15b)。
14.一种固定组件，包括支撑件(11)和根据权利要求6所述的装配在支撑件(11)上的插入件。
15.根据权利要求14所述的组件，其中所述支撑件(11)通过模制而制成。
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