CN1100215C - 紧固件 - Google Patents

Abstract

一种具有支脚(3)的紧固件，其支脚用于插入位于板上具有一定周边形状的孔内，并固定在该板上，支脚的杆体(9)上有一些柔性抗拉片(13A，13B，13C)和至少三条纵向筋条(10B，10C)，筋条分别位于相交于杆体纵向中轴的平面上，当杆体和孔对正后，每个筋条的自由端面与孔的周边相邻。

Description

紧固件

本发明涉及一种具有支脚的紧固件，其支脚用于插入位于板上具有一定周边形状的孔中，并固定在该板上。

已知的一些这样的紧固件被称为船锚或圣诞树，其支脚具有一个杆体，上面有柔性抗拉片，每个抗拉片沿与杆体纵向轴线倾斜的平面延伸，杆体与弹性抗拉片的连接横向于抗拉片的倾斜方向，在不工作的位置，当杆体与孔对正时，每个抗拉片的端部伸出孔的确定周边之外，在插入孔的过程中，抗拉片与孔边接触，并弯曲进入孔的周边内，以便进入孔中，当紧固件插入孔之后，如果紧固件被向外拉，柔性抗拉片将向打开的方向变形，使得紧固件可以抵抗拉力。

一般地说，本发明是要改善这种紧固件的性能，即紧固件插入孔的性能，和紧固件一旦插入孔中后固定在孔中的能力。

为此，本发明提供了一种具有支脚的紧固件，其支脚用于插入位于板上具有一定周边形状的孔中，并固定在该板上，支脚的杆体上有一些柔性抗拉片，抗拉片沿相对于杆体的中轴线倾斜的平面延伸，当孔和杆体对正，每个抗拉片处于正常位置时，其端部的一部分超出孔的周边；其特征为：杆体上至少有三条纵向筋条，它们分别位于对应的平面上，这些平面在纵向中心轴线处相交，当杆体和孔对正之后，每个筋条的自由端面与形状确定的孔的周边相邻。

纵向筋条是刚性的，相互之间以相等的平面角度分布，它们的端部构成杆体与孔之间的导向，以便在支脚插入过程中使支脚与孔之间保持同心。这使得紧固件的插入比现有的紧固件更容易、更方便。

另外，在使用时，各个筋条的端面与孔边的合作将使支脚和孔之间的径向间隙得到限制，这将改善防止拉出的能力，这是由于支脚和孔的保持同心将使抗拉片保持在最好的工作条件。

另外，在诸如汽车这样的结构中，当壁受到机械激振的情况下，限制该间隙将减少紧固件产生振动、发出噪声的危险。

根据一个有利的特征，纵向筋条中的至少一条的至少一个侧面上有一列柔性抗拉片，它们相互平行地阶梯状排列。

这种将一列或数列柔性抗拉片连接在杆体上的方式很容易实施，特别是当紧固件用塑料注塑成型时更是如此。抗拉片列能够应用于不同的壁厚。

根据该实例的其它特征，支脚上至少有两列柔性抗拉片，每列抗拉片沿纵向中心轴与另外的抗拉片列错开。

由于相互错开，在插入过程中可以防止不同列的抗拉片在同一时刻处于同样的弯曲状态，以避免在支脚插入孔的过程中，作用力时大(每个抗拉片列的抗拉片均处于最大弯曲状态)时小(每个抗拉片列的抗拉片均处于开始弯曲状态)，使得作用力相对更规律，且作用力的最大值较小。

另外，在支脚穿过壁板的情况下，抗拉性能是由靠在壁板表面的柔性抗拉片的弯曲产生的，弯曲的方向与支脚穿过孔时相反，各列抗拉片之间的错开使得支脚的第一片抗拉片接触壁板之前，支脚的轴向移动距离减少。

支脚在遇到第一个阻止其轴向移动的抵抗之前只能移动较小的距离(在移动更多的距离，使不同抗拉片列中的多个抗拉片顶上壁板之后将获得最大的抗力)的优点在于防止上述的危险，紧固件将不会振动，不会产生噪声。

可以看到，如果没有各列抗拉片之间的错开，要获得相同的结果，必须使同一列的两个相邻抗拉片之间的距离达到各列抗拉片相互错开的量值，这将使抗拉片的数量成倍增加，使得原材料消耗增大；当紧固件用热塑性材料制造时，将使模子的制造非常困难，这是因为为获得一列相继的抗拉片，模子的两个槽之间的壁将非常薄。

为了制连方便和比较规则，一列抗拉片与其它列抗拉片沿纵向轴线错开的距离最好为xp/n，这里，p为同一列抗拉片中的相邻两片之间的距离，n为抗拉片的列数，x是一个1到n-1之间的整数，分别对应于其它列抗拉片中的一列。

这样，如果有四到柔性抗拉片，每列抗拉片之间的距离为2.4毫米，第一列抗拉片和第二列抗拉片之间错开的距离应为0.6毫米，第一列抗拉片和第三列抗拉片之间错开的距离应为1.2毫米，第一列抗拉片和第四列抗拉片之间错开的距离应为1.8毫米。

根据另一个特征，紧固件有正好四条纵向筋条。

这样，杆体的横截面为十字交叉形，该形状使得原材料使用量和支脚与孔之间的导向性能的比值非常好。

根据另一个特征，紧固件有正好四条纵向筋条，其中两条筋条的两个相对的侧面上各有一列柔性抗拉片，另外两条筋条上没有任何柔性抗拉片。

杆体的这种结构和抗拉片的设置以极为简单、方便和经济的方式获得极好的效果。

根据另一个特征，每片柔性抗拉片与纵向筋条的连接方向沿着抗拉片的倾斜方向。

这样，与现有的紧固件相反，在支脚插入时，每个柔性抗拉片相继与孔边接触，这样，将支脚插入孔中而作用在紧固件上的力将比较小。

根据另一个特征，每片柔性抗拉片是倾斜的，在紧固件插入孔的过程中，抗拉片与孔边接触的区域将逐渐接近连接着抗拉片的筋条。

这样，柔性抗拉片首先产生支脚抽出抗力的区域位于与抗拉片连接的筋条附近，该区域具有较小的柔性，使得固定的质量较高。

根据其它的特征，为了使得将支脚插入孔中的作用力比较小并更平滑，抗拉片在静止位置伸出孔的确定周边的部分的形状是月牙形。

根据另外的特征，为了使用方便，支脚的一端与头部连接，另一端有一个锥形的尖端，尖端与纵向中心轴线对正。

下面将结合一个示意和非限制性的实例介绍本发明，附图中：

图1和图2分别为本发明紧固件的立体图和正视图；

图3为沿图2中III-III平面的剖视图；

图4为局部剖开的正视图，示出紧固件置于一个物体和支承件的孔内，将两者固定，物体和支承件以剖面图示出；

图5与图4类似，显示当物体和支承件要相互分离时，紧固件如何抵抗拉力。

图中的紧固件1是用热塑性材料注塑成型的。

它有一个头部2和一个支脚3，支脚3的一端连接在头部2上，另一端有一个圆锥形的尖端，杆体3和头部2具有共同的纵向轴线5。头部2的形状如大家知道的一样，它有一个凹的底面6，底面相对于支脚3径向向外伸出。

尖端4的端部7是圆的，尖端4使得支脚3可以方便地以已知的方式与将要插入的孔对正，尖端4的根部8与孔的形状相同，支脚3将插入该孔中。

在尖端4根部8和头部2之间是支脚3的杆体9，它上面有四条纵向的筋条10A至10D，筋条10A和10C沿平面11A延伸，而筋条10B和10D沿平面11B延伸，平面11A和平面11B相互垂直，并在轴5处相交。

限定筋条的自由端的表面12A至12D突出根部8的轮廓，这在图3中可以看到。即当杆体9和紧固件要插入的孔对正时，表面12A至12D首先与孔的周边相接。这里，孔为圆形。

筋条10B和10D的两侧面上各有两列柔性抗拉片，它们的标号为13A至13D。

现在，具体描述柔性抗拉片列13B，而柔性抗拉片列13A，13C，13D是相同的。

这里共有六片抗拉片13B，它们相互平行地以阶梯状排列，其沿轴5方向的间距相等，为P(图2)，它可以是2.4毫米。

每个抗拉片13B基本上是平的，位于与轴线5成斜角的平面上，该平面的倾斜方向是同时向尖端4和轴线5接近。

如图3所示，在未使用状态，即图1和图3所示的状态，抗拉片13B的端部部分14，这里是月牙形状，超出了根部8的轮廓，也就是说，超出了紧固件要插入的孔的周边，插入时支脚与孔对正。

可以看到，每个抗拉片13B均与筋条10B连接，由于抗拉片是斜着与筋条连接，则抗拉片只能逐渐与支脚3要插入的孔的周边接触。考虑到抗拉片的斜度，与孔边的接触区将从靠近筋条13C的一端开始，然后逐渐靠近与抗拉片13B连接的筋条10B。

如从图1和图2中所见，每一列沿轴线5排列的柔性抗拉片均与其它列的柔性抗拉片错开。

更确切地说，抗拉片列13B相对于抗拉片列13A向尖端4错开一个距离e(图2)，抗拉片列13D相对于抗拉片13A向相同的方向错开距离e，抗拉片13C相对于抗拉片13D也是一样。

在图示的实例中，错开的距离e为任意一个抗拉片列的两个相邻抗拉片之间的距离P的四分之一，使得抗拉片列13C从头部2开始的第一片与抗拉片列13B从头部2开始的第二片之间错开的距离仍为e，更一般地说，抗拉片列13C从头部2开始的第n片与抗拉片列13B从头部2开始的第n+1片之间错开的距离为e。

可以看到，不与抗拉片连接的筋条10A和10C的端面12A和12C是圆的，其直径远小于根部8的半径。而端面10B和10D的半径与根部8相同。这使得筋条10A和10C与孔边是线接触，而筋条10B和10D与孔边的接触宽度较大。

筋条10B和10D与抗拉片连接的侧面为张开角很大的凹两面角，其角度约为165度，这样就可以调整柔性抗拉片的悬伸程度，也就是调整它们的弯曲能力。

柔性抗拉片外端面的形状使得由这些端面构成的表面平行于轴线5。

现在看图4和图5，这是一个使用紧固件1的实例，它将一个物体15固定在支承件16上，该支承件和物体均有一个薄壁部分，上面钻有与根部8直径相同的圆孔，两个薄壁厚度之和大致等于头部2到最近的抗拉片13B之间的距离。

支脚3首先插入物体15的孔中，首先插入的是尖端4，它将使支脚和孔对正，当根部8插入孔中时，支脚和孔就完全对正了。在作用于头部的压力作用下，支脚将插入孔中，该压力可以用姆指来实现。

抗拉片列13C中最远离头部2的柔性抗拉片首先与孔边接触，并将开始弯曲以通过孔，然后相应地是抗拉片13D，13A，13C依次以相同的方式与孔接触并通过孔，支脚3上的各个抗拉片将依次弯曲通过孔。

紧固件1将以相同的方式插入支承件16上的孔，这可以是在紧固件插入物体15的孔以后，也可以同时插入物体15和支承件16相互重合的孔。

当紧固件1插入两个孔中之后(图4)，头部的表面6与物体15接触，而最靠近头部的抗拉片13A至13D的上表面至少有一部分对着支承件16。

可以看到，在紧固件1的插入过程中，表面12A至12D靠在孔边上构成导向，使得插入更容易。在图4所示的位置，这些表面将限制紧固件1与物体15和支承件16之间的径向间隙，使得紧固件1与物体15和支承件16之间的连接更牢固。

接合的轴向间隙由物体15和支承件16贴在一起的壁的总厚度与头部2和最接近它的抗拉片(这里是抗拉片13B中的一个)之间距离的差值决定，间隙一方面由物体15与头部2的接触来限制，另一方面由支承件16与抗拉片13B的接触来限制。

当一个较大的拉力作用在紧固件1上时，如图5所示，物体15要离开支承件16，与支承件最先接触的抗拉片13B将弯曲，使得抗拉片13A中的一个与支承件16接触。根据拉力的大小，抗拉片13A至13D可以全部与支承件16接触以抵抗拉力。

可以看到，由于上述的设计，紧固件1可以插入叠在一起的一层或几层薄壁的孔中，插入力比较均匀，最大值比较低，不管怎样，它比将紧固件从孔中拉出所需的力要小得多。

从图4和图5所示的实例可以看出，只有最接近头部2的几个抗拉片对防止紧固件脱出起作用。

由于图4和图5中的壁是带冲制孔的金属薄板，考虑到物体15和支承件16尺寸的变化，每列抗拉片最好有至少两片抗拉片。

在另外一个使用紧固件的实例中，物体15上的孔可以大于支承件16上的孔，但其直径小于头部2的直径。

在另外一个实例中，支脚3插入一个厚壁中，但没有穿过该壁。

根据实际情况可以有许多不同的变型。

在一些未示出的变型中，每列抗拉片13A至13B只有两片抗拉片；杆体9由一个只有三个支叉的杆体所代替，或者由具有多于四个支叉的杆体所代替，这些支叉以相同的角度分布，也就是说，在三个支叉时，相互之间的角度为120度，在五个支叉时，相互之间的角度为72度；杆体上的柔性抗拉片的列数可以小于四，例如可以只有一列，也可以大于四；这时抗拉片以其它的方式连接在杆体上，例如每个筋条只在一个侧面上有一列抗拉片，或者每个抗拉片与对应的筋条的连接横向于抗拉片的倾斜方向；将要穿过紧固件的孔可以不是圆形的，而是例如椭圆形的；头部2可以由另一种头部代替，例如头部上可以有将物体固定在薄板上的装置，而紧固件本身将要穿过该薄板，或者支脚3本身与要固定的物体连成一体，或者可以将头部2取消，而在杆体上设置一个孔，以便插入例如螺钉。

需要强调的是，本发明并不仅限于所描述和示出的几个实施例。

Claims (14)

1.一种紧固件，它包括：

一个支脚，具有一纵向中心轴线，用于插入位于一个板上的具有一预定周边形状的孔中；

一个头部，连接到支脚的第一端，当支脚插入到所述板上的孔内时，头部与板的第一表面部分相接合；

一个尖端，其根部的轮廓形状基本与所述板上的孔的预定形状相适应，与支脚的第二相对端连接，用于所述紧固件进入所述孔的初始引导；

至少三条纵向延伸的筋条，位于支脚上，从支脚的纵向轴线径向向外突出，使得远离支脚纵向轴线的筋条的远端部分基本与所述尖端根部的周边相重合，以便当紧固件插入孔时，对紧固件进行轴向引导；

至少三个柔性抗拉片装置，安装在所述至少三条纵向筋条上，置于相对于支脚纵向轴线倾斜的平面内，具有处于正常非弯曲位置的端部，端部延伸到所述尖端根部的周边之外，以便在所述支脚插入所述孔时与所述板上限定的孔的边缘部分相接合，抗拉片装置的端部从所述正常位置径向向内弯曲，使支脚的一部分可以穿过所述板上的孔，当抗拉片装置的端部通过所述孔之后，所述抗拉片装置的端部返回到所述正常位置，以便与所述板的第二表面部分相接合，从而固定插在所述板上的紧固件；

其中，所述至少三个固定在所述至少三条纵向筋条上的抗拉片装置相互纵向错开一个预定的距离，使每个抗拉片装置相对其它每个抗拉片装置均纵向错开，以利于紧固件在所述孔内的插入，并增强紧固件从所述孔出来的抗拉强度。

2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述至少三条筋条包括四条围绕所述支脚的纵向中心轴线等角度间隔开的筋条。

3.根据权利要求2所述的紧固件，其特征在于，所述至少三个柔性抗拉片装置包括四列抗拉片装置。

4.根据权利要求3所述的紧固件，其特征在于，所述四列抗拉片装置固定在两个纵向筋条的相对侧，使得四列抗拉片装置中的两列固定在所述两个纵向筋条中每一个筋条的相对的两侧。

5.根据权利要求4所述的紧固件，其特征在于，所述两列抗拉片装置中的每一列相对于另一列抗拉片装置纵向错开一个第一预定距离，并相对于另一个筋条上的另外两列抗拉片装置纵向错开一个不同于第一预定距离的第二预定距离，以利于所述紧固件在所述孔内的插入，并增强紧固件从所述孔出来的抗拉强度。

6.根据权利要求5所述的紧固件，其特征在于，所述第一和第二预定距离为xp/n，其中，p为同一列抗拉片装置中相邻抗拉片之间的距离，n为抗拉片的列数，x在1到n-1之间，对应所述特定的一列抗拉片装置与另一列抗拉片装置之间的间隔的列数。

7.根据权利要求3所述的紧固件，其特征在于，每列抗拉片装置中的抗拉片相互平行。

8.根据权利要求3所述的紧固件，其特征在于，每列抗拉片装置包括六个柔性抗拉片。

9.根据权利要求2所述的紧固件，其特征在于，所述四个筋条位于两个相互交于所述支脚的纵向中心轴线的平面内。

10.根据权利要求9所述的紧固件，其特征在于，所述两个平面相互正交。

11.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述至少三条纵向筋条在所述紧固件的头部和所述尖端的根部之间纵向延伸。

12.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述尖端部分基本上呈锥形，其顶点具有圆角。

13.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述抗拉片的端部呈月牙形。

14.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述至少三个柔性抗拉片装置包括至少三列纵向间隔开的抗拉片装置，每列抗拉片装置相对于另一列抗拉片装置纵向错开一个预定距离，使得每列抗拉片装置与每列相邻的抗拉片装置纵向错开一个预定距离，使某一列抗拉片装置中的某一个抗拉片相对于围绕支脚纵向轴线的圆周方向的其它列抗拉片装置中的其它抗拉片逐步地错开一个预定距离。

Images