CN114623139A - 固定装置和固定装置的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定装置，具有板材和笼罩螺母，其中，所述笼罩螺母具有笼罩和抗扭地容纳在笼罩中的螺母，其中，所述笼罩固定在所述板材上，使得螺钉能够穿过所述板材中的开口旋入所述螺母中。所述固定装置具有用于将螺母的位置固定在笼罩中的固定元件，所述螺母通过所述固定元件被施加指向板材方向的力，所述螺母通过所述力被压紧在所述板材上和/或所述笼罩螺母的加强板上。

Description

固定装置和固定装置的应用

技术领域

本发明涉及一种固定装置和一种固定装置的应用。

背景技术

这种类型的固定装置用于实现借助笼罩螺母将物体固定在板材上。

板材作为材料尤其是在机动车制造中通常在其厚度方面进行优化地设计。这尤其意味着，板材恰好设计为对于在强度和/或刚性方面达到期望的设计目的所必要的厚度，然而在此必须接受所得出的板材结构的尽可能低的重量。这使得板材通常过薄，以至于螺钉无法直接旋拧到板材中来将其它构件与这些板材连接。

该问题可以根据现有技术通过所谓的笼罩螺母解决。笼罩螺母提供的优点为，通过使螺母能够在笼罩中运动来实现公差补偿。该类型的笼罩螺母具有笼罩。螺母抗扭地容纳在该笼罩中。笼罩能够这样固定在板材上，使得螺钉能够穿过板材中的开口旋入螺母中。通过螺钉导入螺母中的力在此通过笼罩传递到板材上。在此不需要使笼罩螺母在螺钉旋入时可触及。以这种方式，笼罩螺母也可以用于无法使用传统螺母的地方，传统螺母在拧紧螺钉时通常需要用合适的工具配合地固持，以防止该螺母“共同转动”。因此例如可以借助板材结构形成空腔，板材在空腔中相互连接。笼罩螺母可以提前这样固定在板材上，使得笼罩螺母在连接板材之后通过形成空腔而处于该空腔中。基于螺母抗扭地容纳在笼罩中的事实，使得尽管无法再通过工具够到空腔中的螺母，但仍能够将螺钉旋入螺母中。

然而根据现有技术已知的笼罩螺母的弊端在于，在笼罩螺母未用于将构件固定在板材上时，螺母可能在笼罩中规律地运动。这例如在将笼罩螺母用于机动车中时可能导致由于机动车的运动由未使用的笼罩螺母产生干扰性的噪声。然而，恰恰是在机动车辆中，未使用的笼罩螺母并不少见。根据相应机动车的不同的装备变型方案，在机动车的板材结构上的不同位置上可能需要或可能不需要用于将构件与板材连接的固定装置。在这些情况中可能适宜的是，在所有被考虑的固定点上设置适宜的固定装置，固定装置根据需要保持被使用或者未被使用。

如果应当在板件上进行表面处理、例如涂漆和/或空腔密封，则可能产生其它问题。由该类型的固定装置在板件中形成的开口在液体不经意地通过这些开口时可能产生负面的作用。

除了由现有技术已知的“经典”的笼罩螺母之外也已知在笼罩中借助摩擦配合地置入的塑料元件悬浮地支承的螺母。例如在文献DE 195 33 138 C1中公开了这种笼罩螺母。摩擦配合地配合在笼罩中的塑料元件使螺母与板材保持距离，从而螺母几乎“自由悬浮”地固定在笼罩中。在将螺钉旋入螺母中时，能够克服将螺母固定在笼罩中的附着并且因此使螺母在笼罩中运动。然而对于这种类型的螺母，在旋入螺钉时，只能在有限的程度上保证螺母的抗扭。

此外，文献US 2018/0180086 A1公开了一种用于将板材与构件连接的夹子，夹子同样是根据笼罩螺母的原理设计的。然而该夹子是相对费事的并且仅能在板材的边缘区域中使用。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有板材和笼罩螺母的固定装置以及这种固定装置的应用，该应用实现了前述的简单笼罩螺母的应用并且在此实现了有效的噪声防护和/或密封作用。

所述技术问题按照本发明通过一种固定装置解决，所述固定装置具有板材和笼罩螺母，其中，所述笼罩螺母具有笼罩和抗扭地容纳在笼罩中的螺母，其中，所述笼罩固定在所述板材上，使得螺钉能够穿过所述板材中的开口旋入所述螺母中，其中，所述固定装置具有用于将螺母的位置固定在笼罩中的固定元件，所述螺母通过所述固定元件被施加指向板材方向的力，所述螺母通过所述力被压紧在所述板材上和/或所述笼罩螺母的加强板上。所述技术问题按照本发明还通过一种固定装置在机动车中的应用解决，其中，借助固定元件实现所述固定装置的密封，以防止在表面处理过程中液体穿过板材中的开口。

按照本发明的固定装置具有板材和笼罩螺母。所述笼罩螺母又具有笼罩和螺母。螺母抗扭地容纳在笼罩中。所述笼罩这样固定在板材上，使得螺钉能够穿过板材中的开口旋入螺母中。

按照本发明规定，固定装置具有用于将螺母的位置固定在笼罩中的固定元件。所述螺母通过固定元件被施加指向板材方向的力。螺母通过所述力被压紧到板材上和/或笼罩螺母的加强板上。

这种固定元件的应用具有的优点为，一方面确保了噪声防护。通过向螺母施加力使所述螺母的位置固定，由此使螺母无法再在笼罩中运动并且因此产生噪声。

另一个优点在于，通过将螺母压紧到笼罩的加强板和/或板材上能够一方面在螺母和板材之间和/或另一方面在螺母和笼罩的加强板之间产生密封。这例如可以在将空腔密封装置置入机动车车身时防止液体渗入螺母和金属板和/或加强板之间。

此外，可以根据笼罩螺母的结构设计实现固定元件的结构设计。换言之，使固定元件能够与待使用的笼罩螺母相适配。由此产生了在选择用于构件连接的笼罩螺母时的很大程度上的自由度。这尤其使得能够使用标准化的笼罩螺母，这同样有助于降低成本。

所述固定元件可以具有至少一个弹性区域，用于产生所述力，所述至少一个弹性区域从固定元件的中心区域远离地延伸并且通过弹性的预紧力支撑在所述笼罩上。所述弹性的预紧力尤其可以通过固定元件的弹性的变形、尤其是固定元件的至少一个弹性区域的弹性的变形产生。所述弹性的变形例如可以在固定元件与笼罩螺母连接时产生。通过弹性的变形产生的预紧力在固定元件的材料中、尤其是所述固定元件的弹性区域的材料中产生施加螺母的力。

所述至少一个弹性区域能够以板簧的形式设计。这种设计方案产生弹性区域的良好的弹性可变性形并且相应地实现了固定元件在笼罩螺母上的伴随着至少一个弹性区域的弹性变形的简单的安装。

所述至少一个弹性区域可以具有用于咬合所述笼罩的突起部。所述突起部尤其可以布置在弹性区域的端部的区域中。所述端部尤其是远离固定元件的中心区域指向的端部，弹性区域从所述中心区域远离地延伸。突起部可以沿着边缘区域或者弹性区域的棱边延伸。在所述类型的固定装置中，突起部有利地在咬合笼罩。以此方式尤其在固定元件和笼罩螺母的笼罩之间产生一种“夹紧连接”。突起部以此方式尤其防止固定元件的不期望的松脱，所述突起部尤其防止支撑在笼罩上的弹性区域从所述笼罩上松脱。这种不期望的松脱过程可以形象地描述为弹性区域从笼罩上“滑落”。这可以通过相应的突起部阻止。

所述至少一个弹性区域能够以固定元件的中心区域为出发点远离该中心区域地既沿径向也朝板材方向指向地延伸。至少一个弹性区域的由此产生的“对角线式的”走向能够使得弹性区域以朝向固定元件的中心的轻微的变形移动到咬合笼罩的朝内部指向的棱边的位置中。至少一个弹性区域通过对角线式的走向产生弹性的回复力，所述弹性的回复力既朝向板材，也朝向固定元件的中心指向，并且该弹性的回复力通过中心区域导入固定元件中。尤其当围绕固定元件的中心区域的圆周布置多个弹性区域时，朝中心指向的弹力使得固定元件定中心并且由此使螺母定中心，并且同时使得固定元件被可靠地固持在笼罩中，而弹性回复力的朝向板材指向的分量使得向螺母施加朝板材指向的力。

有利的是，所述固定元件具有多个弹性区域。这些弹性区域尤其可以沿着周向均匀地分布在固定元件的中心区域的圆周上并且从固定元件的该中心区域远离地延伸。分布在圆周上的弹性区域由此能够将均匀地分布的力施加到固定元件的中心区域上并且由此又施加到螺母上。每个弹性区域都可以单独地和/或以相互组合的方式具有至少一个弹性区域的前述特征。

所述固定元件可以具有用于密封所述螺母的内螺纹的密封区域。这种密封区域能够防止液体进入螺母的内螺纹中并且尤其防止液体流过螺母。与螺母在板材和/或加强板上的压紧相结合地能够借助螺母封闭板材中的开口。这例如是有利的，以防止液体穿过板材中的开口、例如在空腔密封的范围内的开口。

所述密封区域可以设计为相对于所述中心区域伸入所述螺母的内螺纹中的突起部。密封区域的这种造型尤其具有的优点为，所述密封区域还实现了螺母与固定元件的机械连接。尤其是伸入内螺纹中的密封区域为此可以沿着径向相对于螺母的内螺纹的内径具有过盈尺寸。由此在固定元件的密封区域和螺母之间产生过盈配合或者压配合并且由此在螺母和固定元件之间产生摩擦配合的连接。这种设计方案还有助于更可靠地使固定元件固持在笼罩螺母上或者固持在笼罩螺母中。

所述固定元件可以一体式地设计。固定元件的前述功能性能够通过一体式地设计的构件实现。一体式的构件在其制造方面是成本低廉的，因为一体式的构件不必由多个元件组成。

此外，所述固定元件可以是塑料件。塑料件能够成本低廉地制造。一体式的塑料件尤其能够有利地大量制造。塑料件例如可以是塑料注塑件。业已证实，塑料件具有足够的弹性，以便产生必要的力并且将所述力施加到螺母上。

前述固定装置尤其可以在机动车中使用。

与之相关地特别有利的是，借助固定元件实现所述固定装置的密封，以防止在表面处理过程中液体穿过板材中的开口。

该表面处理例如可以是涂漆、例如阴极浸涂。在进行这种涂漆时将机动车的车身浸入浸浴中。通过固定元件能够实现密封。此外能够以简单的方式、例如通过施加用于封闭板材中的开口的附加的塑料层、例如由聚氯乙烯制成的层实现气密的封闭。这尤其在设置了固定装置，然而该固定装置不应当被使用时是有利的。

当板材将湿空间与干空间分离时，固定装置的应用是特别有利的。干空间例如理解为机动车的内部空间、即在按照规定地使用机动车时水和/或灰尘不应当进入的空间。而湿空间则尤其是机动车底部区域中的空间、例如空腔，在按照规定地使用机动车时、例如在驶过湿的路面时液态形式的水一定会进入该空间中。如果固定装置未被用于固定构件，则能够借助固定元件在干空间和湿空间之间产生密封。此外确保了高效的噪声防护。而如果将固定装置用于固定构件，则能够以简单的方式将固定元件从笼罩螺母中压出来。这尤其也能够从板材的远离笼罩螺母的一侧实现。

所述固定装置的密封作用在进行空腔密封形式的表面处理方面是特别有利的。尤其可以以蜡进行该表面处理。在此尤其在板材的存在笼罩螺母的一侧上实现空腔密封。待密封的空腔可以是湿空间。

由于为了之后在笼罩螺母上安装构件，固定元件或者笼罩螺母并非必须是可触及的，因此笼罩螺母可以与固定元件布置在空腔中。在实施空腔密封时，其中所述固定装置防止用于空腔密封的液体通过板材中的开口进入，则所述空腔密封例如可以是使液态形式的蜡进入空腔中。在之后通过使用固定装置安装构件时，尤其能够借助进入螺母中的螺钉将固定元件从笼罩螺母中压出来。固定元件、尤其是当该固定元件由塑料构成时，在此可以留在空腔中。与之相关地尤其有利的是，这样实施空腔密封，使得固定元件附着在所施加的空腔密封结构上。固定元件因此能够留在空腔中，而不用担心由于在空腔内运动的固定元件产生过度的和/或干扰性的噪声作用。尤其是当固定元件由塑料构成时，由于较低的质量一方面能够简单地实现在空腔密封结构上的附着，此外，当固定元件未附着并且在空腔中运动时不必担心或者至少不必担心达到干扰性的程度的噪声作用。

附图说明

以下联系附图描述本发明的另外的具体实施方式。在附图中：

图1示出示例性的固定装置的示例性的应用，

图2示出图1所示的固定装置的示意性的放大视图，

图3示出移除固定元件以便使用图1所示固定装置固定构件的示意性视图，

图4示出对未用于安装的图1所示的固定装置进行密封的示意性视图，

图5示出示例性的固定装置的具有固定元件的示例性的笼罩螺母的细节视图，

图6示出图5所示的固定元件的立体局部视图，

图7示出剖切图5所示的具有固定元件的笼罩螺母得到的剖面图。

具体实施方式

图1示出了示例性的固定装置10的示例性的应用。固定装置10在所示示例中布置在空腔12中。板材14限定空腔12的边界，笼罩螺母20的笼罩16固定在所述板材上。空腔12例如可以是轿车的湿空间。轿车的干空间可以布置在板材14的远离空腔12的一侧上。

笼罩螺母20可以如所示示例那样具有螺母18，所述螺母可以如在所示示例中那样设计为法兰螺母。此外，笼罩螺母20的笼罩16可以具有加强板22。这尤其能够从图1-4、图5和图7中看到。笼罩螺母20的笼罩16可以如示例中所示的那样通过其加强板22与板材14材料接合地连接、尤其是焊接。这在图1-4中示例性地通过焊接连接部24示出。

通过在图1-4中仅示意性地示出的固定元件26使螺母18被朝向板材14的方向或者X方向指向的力加载。通过该力使所示示例中的螺母18压紧到笼罩螺母20的加强板22上。然而备选也可以考虑的是，螺母18直接压紧到板材14上。

在图1所示的装置中能够由此通过固定元件26实现固定装置10的密封。由此，板材14中的开口28尤其能够借助具有固定元件26的笼罩螺母20这样封闭，使得借助固定元件26形成固定装置10的密封，以防流体通过板材14中的开口进入。这尤其能够在对空腔12进行空腔密封时使用。

如果使用固定装置10用于固定构件，则可以如图3所示的那样将固定元件26从笼罩螺母20上移除。螺母18随即优选重新能够完全地在笼罩16中运动。以此方式能够通过螺母18在空间上的移动例如在将螺钉旋入螺母18时实现公差补偿。

如果没有使用固定装置10用于固定构件，则能够可选地进一步加强通过固定元件26形成的密封作用。这例如可以如下实现，即覆盖开口28地将塑料层30施加到板材14上，所述塑料层例如是由聚氯乙烯构成的层。由此能够实现气密的密封。例如可以在涂漆过程中自动化地施加塑料层30。

图5详细地示出了笼罩螺母20连同固定在所述笼罩螺母上的固定元件26。示例性地示出的笼罩螺母20具有笼罩16，在所述笼罩上构造有基板22。该基板例如可以借助焊接工艺固定在板材14上。

图5所示的示例性的固定元件26在图6中单独地示出。示例性的固定元件26具有多个弹性区域32以形成用于加载螺母18的力。弹性区域32以固定元件26的中心区域34为出发点既径向向外地也(在安装状态下)沿着朝向板材14的方向X延伸。弹性区域32在所示示例中分别具有突起部36。突起部36可以如尤其在图7中所示的那样咬合笼罩16的棱边40并且由此实现固定元件26在笼罩16上的卡止连接形式的固定。

如示例中所示的那样，固定元件26可以具有用于密封螺母18的内部螺纹的密封区域38。所述密封区域可以如所示的示例那样是相对于中心区域34的突起部，所述突起部伸入螺母18的内螺纹中。如示意性示出的那样，密封区域38可以沿径向相对于螺母18的内螺纹的内径具有过盈尺寸。

如在示例中所示，固定元件26可以设计为一体式的部件、尤其是一体式的塑料件。

本发明的在前述说明书和附图中公开的特征即能够单独地也能够以任意的组合对本发明的不同实施方式的实现具有重要意义。本发明可以在本发明的范围内并且在考虑到本领域技术人员的认知的情况下进行变型。

附图标记列表

10 固定装置

12 空腔

14 板材

16 笼罩

18 螺母

20 笼罩螺母

22 加强板

24 焊接连接

26 固定元件

28 开口

30 塑料层

32 弹性区域

34 中心区域

36 突起部

38 密封区域

40 棱边

X 方向

Claims (10)

1.一种固定装置(10)，具有板材(14)和笼罩螺母(20)，其中，所述笼罩螺母(20)具有笼罩(16)和抗扭地容纳在笼罩(16)中的螺母(18)，其中，所述笼罩(16)固定在所述板材(14)上，使得螺钉能够穿过所述板材(14)中的开口(28)旋入所述螺母(18)中，其特征在于，所述固定装置(10)具有用于将螺母(18)的位置固定在笼罩(16)中的固定元件(26)，所述螺母(18)通过所述固定元件被施加指向板材(14)方向的力，所述螺母(18)通过所述力被压紧在所述板材(14)上和/或所述笼罩螺母(20)的加强板(22)上。

2.根据前述权利要求所述的具有板材(14)和笼罩螺母(20)的固定装置(10)，其特征在于，所述固定元件(26)具有至少一个弹性区域(32)，用于产生所述力，所述至少一个弹性区域从固定元件(26)的中心区域远离地延伸并且通过弹性的突起部支撑在所述笼罩(16)上。

3.根据权利要求2所述的固定装置(10)，其特征在于，所述至少一个弹性区域(32)以板簧的形式设计。

4.根据权利要求2或3之一所述的固定装置(10)，其特征在于，所述至少一个弹性区域(32)具有用于咬合所述笼罩(16)的突起部(36)。

5.根据权利要求2至4之一所述的固定装置(10)，其特征在于，所述至少一个弹性区域(32)以固定元件(26)的中心区域(34)为出发点既朝板材(14)的方向延伸也沿径向从所述中心区域(34)远离地延伸。

6.根据前述权利要求2至5之一所述的固定装置(10)，其特征在于，所述固定元件(26)具有多个弹性区域(32)。

7.根据前述权利要求之一所述的固定装置(10)，其特征在于，所述固定元件(26)具有用于密封所述螺母(18)的内螺纹的密封区域(38)。

8.根据权利要求7所述的固定装置(10)，其特征在于，所述密封区域(38)设计为相对于所述中心区域(34)伸入所述螺母(18)的内螺纹中的突起部。

9.根据前述权利要求之一所述的固定装置(10)，其特征在于，所述固定元件(26)是一体式的塑料件。

10.一种根据前述权利要求之一所述的固定装置(10)在机动车中的应用，其特征在于，借助固定元件(26)实现所述固定装置(10)的密封，以防止在表面处理过程中液体穿过板材(14)中的开口(28)。

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