CN113819121A - 紧固件 - Google Patents

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CN113819121A CN202110590819.8A CN202110590819A CN113819121A CN 113819121 A CN113819121 A CN 113819121A CN 202110590819 A CN202110590819 A CN 202110590819A CN 113819121 A CN113819121 A CN 113819121A
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Abstract

本发明提供了一种用于固定薄板部件的紧固件，所述紧固件包括：本体，所述本体包括一对可弹性变形的臂，所述一对可弹性变形的臂被布置为在使用过程中延伸穿过所述薄板部件上的开口；以及销，所述销可旋转地安装在所述本体内并且包括一对锁定腿。所述销可在解锁位置与锁定位置之间旋转，在所述解锁位置，所述固位臂是可变形的以便穿过所述薄板部件上的开口，在所述锁定位置，所述锁定腿与所述固位臂接合以限制所述固位臂的变形并且将所述紧固件固定于所述薄板部件。

Description

紧固件
技术领域
本发明涉及一种用于联接两种结构(例如塑料面板和金属薄板)的紧固件系统。特别地，本发明提供了一种用于(一个或多个)塑料面板与金属薄板(例如具有0.7mm至2.0mm的较宽的厚度范围)的紧固方案，因此，允许塑料面板的预组装功能沿两个轴线都具有相对较大的公差(例如+/-1.0mm)，以便使所需要的空间、组装重量、以及与金属薄板最终组装所需要的时间最小化。
背景技术
铆钉或螺纹铆钉(scrivet)可以用于将塑料面板固定到金属薄板。然而，这种紧固件需要在将塑料面板固定到金属薄板时进行组装，这是因为需要将铆钉或螺纹铆钉定位穿过这两个部件、然后将其紧固(即，从铆钉中抽出销或将螺钉旋进螺纹铆钉中)。另外，如果铆钉或螺纹铆钉要预组装到这些部件之一，则其需要空间，并且在这种情况下，存在铆钉或螺纹铆钉在固定到另一部件之前断裂的风险。
其他已知的用于将塑料面板固定到金属薄板上的紧固件包括旋拧方案，比如扩张型索环。扩张型索环可以被预固定(即预安装)在金属薄板或塑料面板上。然而，公差范围可能受到限制，并且通常需要金属螺钉来完成固定，由此导致重量更大以及组装时间更长。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于固定薄板部件的紧固件，该紧固件包括：本体，该本体包括一对可弹性变形的臂，这对可弹性变形的臂被布置为在使用过程中延伸穿过薄板部件上的开口；以及销，该销可旋转地安装在本体内并且包括一对锁定腿，该销可在解锁位置与锁定位置之间旋转，在该解锁位置，固位臂是可变形的以便穿过薄板部件上的开口，在该锁定位置，锁定腿与固位臂接合以限制固位臂的变形并且将紧固件固定于薄板部件。
固位臂中的每一个可以包括肋，该肋具有在其上形成的狭槽。狭槽可以被配置为当销旋转到锁定位置时接纳销的相应的锁定腿。
本体可以被配置为附接到另一薄板部件，使得紧固件用于将薄板部件固定到另一薄板部件。例如，本体可以包括头部部分和突片，突片与头部部分轴向间隔，使得另一薄板部件的一部分可被接纳在头部部分与突片之间，以便将紧固件附接到另一薄板部件。在一些示例中，突片被成形为使得突片可以穿过另一薄板部件上的成形开口，并且本体是可旋转的以使另一薄板部件的一部分在头部部分与突片之间移动。突片可以是大致方形的，并且另一薄板部件上的开口可以是大致方形的。另一薄板部件可以包括凹部，该凹部从开口延伸以接纳突片。
相应地，通过使用突片将本体附接到另一薄板部件，紧固件可以与另一薄板部件预组装。然后通过使固位臂穿过薄板部件的开口并且使销旋转，可以使预组装件附接到薄板部件。
本体可以包括具有第一横截面轮廓的孔。锁定腿可以限定与第一横截面轮廓相对应的第二横截面轮廓。在解锁位置，锁定腿能够穿过孔而使得销可与本体分离。这样有利地允许本体独立于销被安装到另一薄板部件。通过提供可分离的紧固件，本体的固位臂可以通过在其穿过在另一薄板材料上形成的孔时变形而被按压穿过该孔，并且一旦固定于另一薄板部件时就会卡扣回到适当的位置。
销可以包括至少一个瘤状凸出部，该至少一个瘤状凸出部被布置为当销处于解锁位置时与本体接合，使得在解锁位置将销保持在本体内。因此，通过使销穿过本体上的开口并且将销按压到适当的位置，在本体固定于另一薄板部件后，销可以被固定到本体。
在另一个示例中，本发明提供了一种薄板部件，该薄板部件包括以上描述的紧固件，该紧固件固定于薄板部件。
在另一个示例中，提供了一种预组装薄板。该预组装薄板包括：薄板部件，该薄板部件具有在其上形成的孔；以及紧固件，该紧固件包括本体，该本体具有头部部分和突片，该突片被布置为穿过孔，使得当本体在孔内旋转时使薄板部件的一部分置于头部部分与突片之间。由于薄板部件上的孔的轮廓和形状以及紧固件的头部部分和突片的对应形状，紧固件固定于薄板部件。优选地，当本体在孔内旋转大约45度时，紧固件固定于薄板部件。
附图说明
在附图中图示了本发明的(一个或多个)示例性实施例，其中：
图1图示了本发明的铆钉紧固件组件的示例性实施例在使用时(即联接塑料面板和金属薄板)的(a)侧视图和(b)横截面侧视图；
图2图示了图1中的铆钉紧固件组件的锁定元件(即销)的(a)立体图、(b)正视图以及(c)俯视图；
图3图示了图1中的铆钉紧固件组件的铆钉固位器元件的(a)立体图、(b)正视图以及(c)横截面视图；
图4图示了铆钉固位器元件的(a)俯视图和(b)仰视图；
图5图示了(a)金属薄板的安装孔的俯视图以及(b)安装到安装孔中的铆钉紧固件组件的俯视图；
图6图示了(a)金属薄板的安装孔的仰视图以及(b)安装到安装孔中的铆钉紧固件组件的仰视图；以及
图7示出了当使锁定元件(或销)在(a)锁定位置与(b)解锁位置之间移动时的已安装的铆钉紧固件组件的示意性图示的俯视图和仰视图。
具体实施方式
所描述的示例性实施例涉及一种用于与车辆部件一起使用的紧固件组件，尤其涉及一种用于对薄板部件进行固定的紧固件组件。然而，本发明并不限于与车辆部件一起使用，而是可以用于任何适合的紧固。
以下描述中使用的某些术语仅是为了方便，而不是限制性的。词语“右”、“左”、“低”、“高”、“前”、“后”、“向上”、“下”、“向下”、“上方”和“下方”表示附图中所参考的方向，并且是相对于所描述的组装时和安装时的部件的(例如在原位置)。词语“内部”、“向内”和“外部”、“向外”分别指朝向和远离所描述的元件的指定中心线或几何中心(例如，中心轴线)的方向，特定含义从描述的上下文中是显而易见的。
进一步，如本文所用，术语“连接的”、“附接的”、“联接的”、“安装的”旨在包括两个构件之间的直接连接而没有插入其间的任何其他构件，以及其中一个或多个其他构件插入其间的构件之间的间接连接。术语包括上面特别提及的词语、其派生词和类似含义的词语。
进一步，除非另有说明，序数形容词的使用，比如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指示引用了相似对象的不同实例，并不旨在意味着如此描述的对象必须在时间上、空间上、在等级上或以任何其他方式处于给定的序列中。
在本说明书的描述和权利要求中，术语“包括”和“包含”及其变体被解释成意为“包括但不限于”，并且它们不旨在(并且不)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。在本说明书的描述和权利要求中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的情况下，说明书应被理解为考虑了复数形式以及单数形式，除非上下文另有要求。
在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤都可以按任何组合方式进行组合，除非这些组合中的至少一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的。本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明扩展到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要或附图)中所公开的这些特征中的任何新颖特征或任何新颖特征组合、或扩展到在如此公开的任何方法或过程的这些步骤中的任何新颖步骤或任何新颖步骤组合。
如图1所示，紧固件组件10由销20和本体40形成，该紧固件组件可以选择性地将塑料面板12固定于金属薄板5。在图2中图示了紧固件组件10的销20的一个示例。销20包括头部22，该头部具有孔或孔口30，用于接纳合适的工具(未示出)以使销旋转并且锁定或解锁紧固件组件10。孔30可以部分地或完全地穿过头部22的深度。虽然图示的孔30具有六边形轮廓，但是显然这不是必要的，并且用于相对应的工具的其他轮廓也将会适合于与本紧固件组件10一起使用。工具简单地允许使用者将销20在本体40内旋转以锁定或解锁紧固件组件10。
销20进一步包括沿着纵向轴线远离头部22延伸的长形部分24，长形部分24具有四个锁定腿26，这些锁定腿在与纵向轴线(例如销20的中心轴线)大致垂直的方向上远离纵向轴线延伸。锁定腿26中的每一个可以包括在其上形成的脊28，并且该脊被配置为当紧固件组件10处于锁定构型时与本体40(参见图3)上的相对应的凹部58接合。虽然图示的脊28形成为直脊，但是显然这不是必要的，并且其他轮廓也将会适合于与本紧固件组件10一起使用。虽然脊28被图示为与长形部分24的远端相邻，但是显然这不是必要的，并且脊28可以沿着锁定腿26的抵接部位于不同位置和不同长度处。
四个锁定腿26在彼此相互(径向)垂直的方向上延伸，以便限定长形部分24的大致十字形的横截面轮廓。虽然示出了四个锁定腿26，但是显然这不是必要的，多于或少于四个锁定腿26也将会适合于与本紧固件组件10一起使用。此外，虽然在一些情况中，期望的是紧固件组件10具有与固位臂46数量相等的锁定腿26，但是这不是必要的。长形部分24还被图示为具有锥形轮廓，使得当远离销20的头部22延伸时，长形部分24的横截面面积增加。相邻的多对锁定腿26限定了纵向凹部34，一对瘤状凸出部32位于该纵向凹部中，这对瘤状凸出部被布置为使得当紧固件组件10处于解锁位置时将销20保持在本体40内。
图3图示了用于与本紧固件组件10一起使用的示例性本体40。本体40具有头部部分42、中间板44、以及在与本体40的中心纵向轴线平行的方向上远离头部部分42延伸的四个臂46。头部部分42具有中心凹部52，用于当对紧固件组件10进行组装时接纳销20的头部22。在本体40的头部部分42与中间板44之间限定凹部或空间50，其用于接纳第一面板12的一部分。每个臂46被示出为具有内表面，该内表面具有置于其上的肋56。每个肋56被示出为在与相应的固位臂46的方向大致平行的方向上延伸，但是显然这不是必要的。每个肋56还被示出为具有在其中形成的凹部58。如上所述，凹部58被配置为接纳在销20的长形部分24的抵接部上形成的相对应的脊28，以便当处于锁定构型时锁定紧固件组件10。固位臂46还被图示为被布置成十字构型的成对的对置固位臂，这些成对的对置固位臂限定了空腔54，用于接纳销20的长形部分24。弹性固位臂46适应于朝向和远离中心轴线弹性变形(以便于朝向其未变形位置偏置返回)。这允许当锁定腿26与固位臂46接合时，固位臂46将销20固定在适当的位置，即推动固位臂46远离中心轴线并且产生朝向中心轴线返回的偏置。在锁定构型中，固位臂46抵接地与相对应的脊28接合，从而防止固位臂46朝向中心轴线挠曲(变形)，这样确保金属板5保持夹持于面板12(即，金属板5无法滑动经过弹性固位臂46)。
图4a图示了本体40的顶部侧视图。如图所示，头部部分42具有在其上形成的两个止动件60，这两个止动件通过当销20达到旋转限制时与销20的头部22抵接来限制销20在本体40内旋转，例如，如图7a所示。所示第一旋转限制对应于当销20的锁定腿24与在每个固位臂46上形成的相对应的肋56接合时的情况。具体地，旋转限制对应于当锁定腿26上的脊28与在每个肋56内形成的凹部58接合时的情况。这对应于紧固件组件10的锁定构型。第二旋转限制对应于当销20的锁定腿26与固位臂46脱离接合时的情况，这是紧固件组件10的解锁构型，例如，如图7b所示。头部部分42具有在其中形成的中心孔或孔口62，用于接纳销20的长形部分24。如图4a和图4b所示，孔62的轮廓对应于长形部分24的轮廓。这允许长形部分24穿过，同时防止销20的头部22穿过。
图5a图示了第一面板12(比如塑料面板)，具有凹入部分14以及用于接纳紧固件组件10的孔或孔口16。孔16形成在面板12的凹入部分14内，并且被布置为使得紧固件组件10能够部分地穿过孔16。如图5b所示，当紧固件组件10被组装并安装到面板12时，本体40的头部部分42以及销20的头部22置于面板12的一侧，同时固位臂46、中间板44和长形部分24置于面板12的另一侧。图5b中图示的布置可以被认为是预组装面板。图6a图示了面板12的底面，并且图示了在面板12的底面上形成的第二凹部18。
为了制备预组装面板，紧固件组件10被插入穿过孔16直至本体40的头部部分42与面板12抵接，并且面板12置于中间板44与头部部分42之间。为了将紧固件组件10固定于面板12并且制备预组装面板，使紧固件组件10在孔16内旋转，直至使面板12在形成于中间板44与头部部分42之间的凹部或空间50内滑动。如图6b所示，旋转四分之一圈，即大约45度，致使中间板44的多个部分与面板12的第二凹部18压靠或接合。中间板44的与第二凹部18接合的多个部分可以被认为是将本体40固定于面板12的突片45。由于安装孔16的轮廓和形状，紧固件组件10被固持在适当的位置。这种设计允许在两个方向上都具有+/-1mm的公差。虽然紧固件组件10被旋转大约45度角以固定于图6b的面板，但是显然这不是必要的，并且本体40的不同轮廓可以对应于孔16的其他形状。此外，显然预组装面板可以包括一系列布置在相应各孔中的紧固件组件10，这些紧固件组件被设计成与第二板(例如金属板5)配合。预组装面板可以随后压靠在金属板5上，并且紧固件组件10中每一个的固位臂46都可以弹性变形，以便穿过在金属板5中形成的相对应的孔，使得预组装面板可以被夹在金属板5上。操作者然后可以简单地锁定紧固件组件10中的每一个以将金属板5固定于塑料面板12(参见图7a)。
在锁定构型中，紧固件组件10被防止移动脱出与面板12和/或金属薄板5的接合。当销20处于解锁位置时，弹性固位臂46可以朝向紧固件组件10的中心轴线弯曲，这样允许由固位臂46的外周所限定的横截面面积减小，使得本体40滑动穿过金属板5的孔。当销20处于锁定位置时，弹性固位臂46被防止向内且朝向紧固件组件10的中心轴线偏转，由此保持由固位臂46限定的横截面面积，并且防止紧固件组件10与塑料面板12和/或金属薄板5中的任一者脱离接合(即无法滑动穿过金属板5和面板12的相应的孔)。
本领域技术人员将理解的是，以上(一个或多个)实施例已经仅通过示例的方式进行了描述，并且没有任何限制意义，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，各种改变和修改是可能的。对如上所述的具体设计的各种修改是可能的，例如，形状、大小、布置(即单一整体部件或两个单独部件)、组装等可以存在变化。

Claims (7)

1.一种用于固定薄板部件的紧固件，所述紧固件包括：
本体，所述本体包括一对可弹性变形的臂，所述一对可弹性变形的臂被布置为在使用过程中延伸穿过所述薄板部件上的开口；以及
销，所述销可旋转地安装在所述本体内并且包括一对锁定腿，所述销可在以下位置之间旋转：
解锁位置，在所述解锁位置，所述固位臂是可变形的以便穿过所述薄板部件上的所述开口，以及
锁定位置，在所述锁定位置，所述锁定腿与所述固位臂接合以限制所述固位臂的变形并且将所述紧固件固定于所述薄板部件。
2.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述固位臂中的每一个都包括肋，所述肋具有在其上形成的狭槽，并且其中，所述狭槽被配置为当所述销旋转到所述锁定位置时接纳所述销的相应的锁定腿。
3.根据权利要求1或2所述的紧固件，其中，所述本体被配置为附接到另一薄板部件，使得所述紧固件用于将所述薄板部件固定到所述另一薄板部件。
4.根据权利要求3所述的紧固件，其中，所述本体包括头部部分和突片，所述突片与所述头部部分轴向间隔开，使得所述另一薄板部件的一部分可被接纳在所述头部部分与所述突片之间，以便将所述紧固件附接到所述另一薄板部件。
5.根据任一前述权利要求所述的紧固件，其中，所述本体包括具有第一横截面轮廓的孔，其中，所述锁定腿限定了与所述第一横截面轮廓相对应的第二横截面轮廓，并且其中，在所述解锁位置，所述锁定腿能够穿过用于对紧固件进行组装的孔。
6.根据任一前述权利要求所述的紧固件，其中，所述销进一步包括至少一个瘤状凸出部，所述至少一个瘤状凸出部被布置为当所述销处于所述解锁位置时与所述本体接合，使得在所述解锁位置将所述销保持在所述本体内。
7.一种薄板部件，包括固定于其上的根据任一前述权利要求所述的紧固件。
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