CN112384707A - 用于附接两个平面元件的紧固装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于附接包括至少两个平面元件的组件的紧固装置(1)，所述平面元件设置有开口，当所述平面元件处于组装位置时，所述开口彼此面对，该紧固装置包括：夹具(2)，其旨在被插入所述平面元件中的所述开口中并将所述平面元件一起保持在第一支撑点和第二支撑点之间，所述夹具(2)包括：平面头部(21)，其用于在所述平面元件中的一个平面元件的主表面上形成所述第一支撑点，所述平面头部(21)具有中央开口，以便允许进入所述夹具(2)的内腔；以及两个侧向直立构件(22)，其被设计为在所述平面元件中的另一个平面元件上形成所述第二支撑点，所述侧向直立构件(22)具有被固定到所述头部(21)的第一端，还具有第二端，所述第二端以所述两个侧向直立构件(22)限定所述夹具(2)的所述内腔这样的方式彼此接合；销(3)，其旨在被插入所述夹具(2)中的所述内腔中，以便将所述组件锁定。所述销(3)包括具有中央部(331)的至少一个柔性桥接件(33)，所述中央部(331)借助两个柔性部(332)连接到所述销的主体(32)，并且所述销(3)旨在与所述夹具(2)的侧向直立构件(22)接触，以便被力锁定在所述第二支撑点处并将组装好的所述平面元件保持在一起。

Description

用于附接两个平面元件的紧固装置

技术领域

本发明涉及用于附接平面元件的紧固装置。这种类型的装置在汽车领域中特别有用。

背景技术

在汽车领域中，可能有必要能够将诸如车辆的零件上的支撑件或模块这样的平面元件紧固在一起。例如，这可涉及将面板附接到门上或甚至将挡泥板安装到车身的组成部分上。存在许多紧固技术用于实现该目标，诸如利用连接铆钉或螺钉。然而，这些技术可使紧固件安装变复杂且难以拆卸。

从文献US8496420、DE1020010034006和WO2016171863中得知的紧固装置试图弥补这些缺点。这些文献提出了由夹具和销组成的紧固装置。每个平面元件设置有开口，并且当两个平面元件彼此抵靠放置且处于组装位置时，开口彼此相对放置。将夹具引入靠口中，然后将销放置在夹具中，从而将组件锁定并将两个平面元件紧固在一起。

平面元件可具有因组件而异的可变厚度。现有技术的紧固装置的组装力，特别是必须施加到销以使其刺入夹具中的力，可基于必须组装的两个平面元件的有效厚度而变化。因此，当组件的厚度超过确定的厚度时，该组装力可变得过大，这是不期望的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于附接两个平面元件的紧固装置，与根据现有技术的紧固装置相比，对于该紧固装置来说，组装力对平面元件的厚度的依赖性不大。

为了实现该目的，本发明的目的提供了一种用于附接包括至少两个平面元件的组件的紧固装置，平面元件设置有开口，当所述平面元件处于组装位置时，所述开口彼此面对，紧固装置包括夹具，夹具旨在被插入平面元件的开口中并将平面元件一起保持在第一支撑点和第二支撑点之间。

夹具包括：平面头部，其用于在平面元件中的一个平面元件的主表面上形成第一支撑点，平面头部具有中央开口以便允许进入夹具的内腔；两个侧向直立构件，其被设计为在平面元件中的另一个平面元件上形成第二支撑点，侧向直立构件具有被固定到头部的第一端，还具有第二端，第二端以两个侧向直立构件限定夹具的内腔这样的方式彼此接合。

紧固装置还包括销，销旨在被插入夹具的内腔中以便将组件锁定。根据本发明，销包括具有中央部的至少一个柔性桥接件，中央部通过两个柔性部连接到销的主体，柔性桥接件旨在与夹具的侧向直立构件接触，以便被力锁定在第二支撑点处并将组装好的平面元件保持在一起。

根据本发明的其他有利的、非限制性的特征(这些特征被独立地或任何技术上可行组合地采用)：

-夹具的平面头部由两个支撑托板形成，每个支撑托板都被固定到侧向直立构件；

-每个支撑托板都包括部分地限定中央开口的轮廓的至少一个臂；

-夹具的头部设置有用于与布置在销上的引导肋协作的槽；

-侧向直立构件具有V形；

-销带有至少一个保持凹口，保持凹口旨在被容纳在夹具的至少一个锁定孔中，以在输送位置将销保持在夹具中；

-销带有至少一个锁定凹口，锁定凹口旨在被容纳在夹具的锁定孔中，以在锁定位置将销保持在夹具中；

-夹具的每个侧向直立构件都具有阻挡突片，阻挡突片旨在与销的阻挡区域协作，从而在锁定位置将销保持在夹具中；

-销的顶部是头部；

-销的头部设置有至少一个槽，槽旨在容纳工具的端部，从而促成拆除紧固装置；

-桥接件的中央部带有凸台；

-销由塑料制成并且夹具由金属制成；

-销包括用于接触夹具的侧向直立构件的一对柔性桥接件。

附图说明

根据以下参照附图的对本发明的具体描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚，在附图中：

-图1以分解图示出了根据本发明的紧固装置；

-图2示出了根据本发明的紧固装置的夹具；

-图3示出了根据本发明的第一实施方式的紧固装置的销；

-图4示出了根据第二实施方式的紧固装置的销的横截面；

-图5示出了处于输送位置的根据本发明的紧固装置；

-图6A、图6B和图6C示出了使用根据本发明的紧固装置组装两个平面元件的各个阶段。

-图7示出了处于锁定位置的根据本发明的紧固装置的截面图；

-图8A和图8B示意性示出了针对两个不同厚度的平面元件的处于锁定位置的根据本发明的紧固装置。

具体实施方式

为了简化以下的描述，相同的附图标记用于相同的元件或用于执行相同功能的元件。这些附图是示意性表示，出于可阅读的缘故，它们不是按比例的。

对紧固装置的总体描述

图1示出了按照本公开的包括至少两个平面元件的组件的紧固装置1。紧固装置1由夹具2和销3组成。其目的是使平面元件4彼此抵靠。术语“平面元件”4被理解为意指在将放置紧固装置1的区域中至少局部具有平面表面的元件。平面元件不一定被完全包含在平面中。平面元件4可呈各种类型；例如，这可以是车门(期望将特定覆盖件附接至该车门)或者可以是挡泥板(期望将该挡泥板附接到车身的一部分)。

出于简化以下描述的缘故，将考虑该组件由两个平面元件形成；然而，例如，即便将一个或多个绝缘元件插入两个元件之间从而形成组件是有益的，这也没有排除能够将较大数量的平面元件4保持在它们之间的可能性。

如参照图6A至图6C将更详细描述的，每个平面元件4设置有开口41，并且当两个平面元件4彼此抵靠放置且处于组装位置时，开口41彼此相对放置。将夹具2引入开口41中，从而将其平面头部21抵靠平面元件4中的一个平面元件(被称为上平面元件)的主表面放置，因此形成第一支撑点A。然后，将销3定位在夹具2中，以便将组件锁定并且将两个平面元件4一起紧固在第一支撑点A和第二支撑点B之间，第二支撑点B形成在夹具2和另一平面元件4(被称为下平面元件)之间。

对紧固装置的描述

在图2中更详细示出的夹具2有利地由金属制成，以便提升其相对于平面元件的机械强度。它可由金属板通过弯曲和切割制成。

夹具2包括：平面头部21，其用于在平面元件4中的一个平面元件的主表面上形成第一支撑点A；以及两个侧向直立构件22，其被配置为在平面元件4中的另一个平面元件上形成第二支撑点B。平面元件4因此将通过两个支撑点A、B被保持在夹具2的平面头部21和侧向直立构件22之间。

平面头部21具有中央开口23，以便允许进入夹具2的内腔，销3将被引入通过该内腔。

优选地，夹具2的平面头部21由被机械分开的两个支撑托板24形成，各支撑托板24被固定到侧向直立构件22。支撑托板24和侧向直立构件22可因此彼此背离地或更靠近地移动，因此增大或减小了中央开口23的大小。

有利地，各支撑托板24可包括朝向相对的托板伸出的至少一个侧向臂25，从而部分地限定了中央开口23的轮廓。因此，这些臂25使得可以封闭中央开口23，并限制了夹具2在制造这些零件或运输它们的各阶段期间变得缠结并形成零件簇的风险。

臂25可按不同的配置布置，这些配置决不是限制性的。因此，有可能在每个托板24上具有臂25，在仅一个支撑托板24上具有两个臂25，或者在每个支撑托板24上具有许多臂25，如图2中所示。

侧向直立构件22具有固定到头部21(这里分别被固定到托板24)的第一端以及具有第二端。第二端以两个侧向直立构件22限定夹具2的内腔这样的方式彼此接合。

优选地，侧向直立构件22具有V形，各V的凹部转向彼此。该V形提升了侧向直立构件22的外面与下平面元件之间的接触，以便形成第二支撑点B。

图3示出了根据本发明的第一实施方式的销3。如已经阐述的，销3旨在穿过中央开口23被插入夹具2的内腔中，以便锁定组件。

销3有利地由塑料制成并且例如通过注射或通过增成制造来制成。

销3由主体32形成，并包括至少一个柔性桥接件33(此处为形成在主体32相对侧的一对柔性桥接件33)，柔性桥接件33旨在与侧向直立构件22中的至少一个(此处与这些侧向直立构件22中的每个)接触，从而与第二支撑点B力锁定并将组装好的平面元件4保持在一起。这些桥接件33的柔性使得可以通过能够变形和补偿不同的厚度值而使紧固装置1的组装力对平面元件4的厚度的依赖性不大。

柔性桥接件33设置在销3的主体32的两侧，从而面对夹具2的两个侧向直立构件22。柔性桥接件33有利地包括中央部331，中央部331通过两个柔性部332连接到销3的主体32。柔性部332的厚度总体比中央部331的厚度小，以便为各桥接件赋予柔性性质。中央部331旨在承载在面对它的侧向直立构件22上。

根据图4中示出的第二实施方式，柔性桥接件33的中央部331可带有凸台。该凸台具有顶点，顶点的位置可被选定为在组装期间的精确时刻(例如，在销的插入行程结束时)与面对它的侧向直立构件接触。

有利地，销3的主体32的顶部是平面头部31。销3的头部31旨在用作支撑表面，以使通过简单的压力能够将销3容易地插入夹具2中。销3的头部32还用于通过止挡作用来限制销3插入夹具2中，以便防止销3完全穿透夹具2的内腔，而不再可以抽出它。

优选地，销3的头部设置有至少一个槽311，槽311旨在接纳工具的端部，从而促成拆除紧固装置1。它可例如是平头螺丝刀，平头螺丝刀被插入这些槽311中的一个中，以便能够发挥杠杆作用并将销3与夹具2分开。

为了能够指示和引导将销3插入夹具2的内部腔室中，夹具2的头部21可有利地设置有槽26，从而与设置在销3中的引导肋34协作。在图2和图3所例示的实施方式中，销3被设置成在各柔性桥接件33的任一侧具有两对引导肋34，并且夹具2的头部21因此包括两对槽26。

另外，有利地，销3带有至少一个保持凹口35，保持凹口35旨在被容纳在夹具2的至少一个锁定孔27中，以使销3保持在夹具2中且处于输送位置。输送位置对应于在柔性桥接件33穿过夹具2的中央开口23并与侧向直立构件22接触之前销3组装到夹具2所处的位置。为了获得该位置，保持凹口35总体上在销的插入方向上设置在柔性桥接件33的上游。保持凹口35可有利地包括倾斜面，以便在有足够的压力施加在销3上时能够从锁定孔27收回。

销3还可包括至少一个锁定凹口(图中未示出)，锁定凹口旨在被容纳在夹具2的锁定孔27中，以便在锁定位置将销3保持在夹具2中。锁定位置对应于销3的头部31与夹具2的头部21邻接所处的位置。为了获得该位置，该锁定凹口总体上在销的插入方向上设置在柔性桥接件33的下游。

为了在锁定位置将销3保持在夹具2中，夹具2的各侧向直立构件22可有利地具有阻挡突片28，阻挡突片28穿到夹具2的内腔中，旨在与销的阻挡区域36协作。有利地，两个阻挡区域36朝向销3的主体32的与平面头部31相对的自由端定位。阻挡区域36可以是合闸斜坡。

紧固装置的实现方式

本发明的紧固装置1不需要任何工具即可组装在平面元件4上，该组装包括几个步骤。

图5中示出的第一个步骤包括：组装夹具2和销3，以便使紧固装置处于输送位置，在该位置，夹具2固定到销3。

在该步骤期间，将销3引入夹具2的中央开口23中，从而将引导肋24与夹具2的头部的槽26对准，直到销3的保持凹口35装配到夹具2的锁定孔27中并标记停止点。

在第二步骤期间，如图6A和图6B所示，紧固装置1与平面元件4组装在一起。紧固装置1被插入平面元件4的开口41中，直到夹具2的平面头部21(特别是形成平面头部的托板)与上平面元件邻接。因此，在夹具2和平面元件4中的一个平面元件之间形成第一支撑点A。组装好的平面元件被设置在夹具2的头部下方并抵靠侧向直立构件的外面，特别是当侧向直立构件22具有V形时。在该步骤期间，夹具2和销3仍保持在输送位置。

在图6C和图7中示出的第三步骤期间，紧固装置1被锁定在由平面元件形成的组件上。将压力施加到销3的头部31上，以便从锁定孔27收回保持凹口35并将销3插入夹具2的内腔中，直到销3的头部31邻接夹具2的头部21和/或抵靠上平面元件。

在保持凹口35被从锁定孔27收回之后，该对柔性桥接件33进入夹具2的内腔并变得承载在侧向直立构件22上，从而将它们压靠在平面元件4(特别是下平面元件)的开口41的边缘，从而形成第二支撑点B，使得可以将平面元件彼此抵靠地保持。在紧固装置1的锁定位置，如在图7中可看到的，平面元件4因此通过楔入夹具2的头部21和侧向直立构件22之间被保持在一起，头部21与平面元件4中的一个平面元件的主表面形成第一支撑点A，侧向直立构件22在另一平面元件4上形成第二支撑点B。换句话说，从图7和图8中可看到的，在锁定位置，柔性桥接件至少部分位于第一支撑点A和第二支撑点B之间的开口处。

图8A和图8B例示了针对两个不同厚度的平面元件的处于锁定位置的紧固装置1。更具体地，图8B的平面元件的厚度比图8A的平面元件的厚度大。可看到，当平面元件4的厚度较大时，侧向直立构件22往往会彼此更靠近并减小了它们所限定的内部空间。同样，在这种情况下，柔性桥接件33变形以允许通过夹具，而无需增加组装力。在没有这些柔性桥接件33的情况下，将必须施加非常大的组装力以允许通过夹具2并将第二支撑点B力锁定在侧向直立构件上。

归因于桥接件33的柔性，因此可以通过施加对平面元件4的厚度的依赖性不大的组装力来保持支撑点A、B，同时确保有足够的保持力防止紧固装置1被抽出。

实际上，取决于平面元件4的厚度，夹具2的直立构件22凭借其V形而在夹具2插入通过开口41期间将或多或少地变得彼此更靠近，从而改变了中央开口23的尺寸。中央开口23的尺寸特别是随着平面元件4的厚度的增大而变小。

柔性桥接件33的存在允许销3通过桥接件的变形而适应中央开口23的尺寸变化。在不存在柔性桥接件33的情况下，将必须随着平面元件4的厚度的增大而提供越来越大的力，以便使固定大小的销3穿过尺寸变小的中央开口23。

因此，由于桥接件33的柔性，组装力对平面元件4的厚度的依赖性不大，这允许销3的尺寸被调节成中央开口23的大小。

当将销3插入夹具2的内腔中时，夹具2的阻挡突片28还与销3的主体的阻挡区域36接触。这些阻挡突片28首先被阻挡区域36分开，然后再次在阻挡区域36上方靠近。因此，阻挡突片28在销3的阻挡区域36上施加保持力，以便将销3保持在锁定位置。

此外，位于桥接件33下游的锁定凹口(当其存在时)可被容纳在锁定孔27中，以便改善将紧固装置保持在锁定位置。

如果期望从平面元件4拆卸锁定装置1，则可将工具的端部插入销3的头部31的槽311中的一个中，以便产生杠杆作用并施加足以使装置1脱离锁定状态的力。

如将容易理解的，本发明不限于所描述的实施方式，并且可在不脱离由权利要求书限定的本发明的范围的情况下对所述实施方式添加变型。

Claims (13)

1.一种用于附接包括至少两个平面元件(4)的组件的紧固装置(1)，所述平面元件(4)设置有开口(5)，当所述平面元件处于组装位置时，所述开口(5)彼此面对，该紧固装置(1)包括：

a.夹具(2)，其旨在被插入所述平面元件(4)的所述开口(41)中并旨在将所述平面元件一起保持在第一支撑点(A)和第二支撑点(B)之间，所述夹具(2)包括：

i.平面头部(21)，其用于在所述平面元件(4)中的一个平面元件的主表面上形成所述第一支撑点(A)，所述平面头部(21)具有中央开口(23)，以便允许进入所述夹具(2)的内腔；

ii.两个侧向直立构件(22)，其被设计为在所述平面元件(4)中的另一个平面元件上形成所述第二支撑点(B)，所述侧向直立构件(22)具有被固定到所述头部(21)的第一端，还具有第二端，所述第二端以所述两个侧向直立构件(22)限定所述夹具(2)的所述内腔这样的方式彼此接合；

b.销(3)，其旨在被插入所述夹具(2)的所述内腔中，以便将所述组件锁定；

所述紧固装置(1)的特征在于，所述销(3)包括具有中央部(331)的至少一个柔性桥接件(33)，所述中央部(331)通过两个柔性部(332)连接到所述销的主体(32)，所述柔性桥接件(33)旨在与所述夹具(2)的侧向直立构件(22)接触，以便被力锁定在所述第二支撑点(B)处并将组装好的所述平面元件(4)保持在一起。

2.根据权利要求1所述的紧固装置(1)，其中，所述夹具(2)的所述平面头部(21)由两个支撑托板(24)形成，每个支撑托板(24)都被固定到侧向直立构件(22)。

3.根据权利要求2所述的紧固装置(1)，其中，每个支撑托板(24)都包括部分地限定所述中央开口(23)的轮廓的至少一个臂(25)。

4.根据权利要求3所述的紧固装置，其中，所述夹具(21)的所述头部设置有用于与布置在所述销(3)上的引导肋(34)协作的槽(26)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置(1)，其中，所述侧向直立构件(22)具有V形。

6.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置，其中，所述销(3)带有至少一个保持凹口(35)，所述至少一个保持凹口(35)旨在被容纳在所述夹具(2)的至少一个锁定孔(27)中，以在输送位置将所述销(3)保持在所述夹具(2)中。

7.根据权利要求6所述的紧固装置(1)，其中，所述销(3)带有至少一个锁定凹口，所述至少一个锁定凹口旨在被容纳在所述夹具(2)的所述锁定孔(27)中，以在锁定位置将所述销(3)保持在所述夹具(2)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置(1)，其中，所述夹具(2)的每个侧向直立构件(22)都具有阻挡突片(28)，所述阻挡突片(28)旨在与所述销(3)的阻挡区域(26)协作，从而在锁定位置将所述销(3)保持在所述夹具(2)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置(1)，其中，所述销(3)的顶部是平面头部(31)。

10.根据权利要求9所述的紧固装置(1)，其中，所述销(3)的所述头部(31)设置有至少一个槽(311)，所述槽(311)旨在容纳工具的端部，从而促成拆除所述紧固装置(1)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置(1)，其中，所述桥接件(33)的所述中央部(331)带有凸台。

12.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置，其中，所述销(3)由塑料制成并且所述夹具(2)由金属制成。

13.根据前述权利要求中任一项所述的紧固装置，其中，所述销(3)包括用于接触所述夹具(2)的所述侧向直立构件的一对柔性桥接件(33)。

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