CN116592027A - 将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置和紧固系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出一种用于将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置。该紧固装置包括：壳体装置，该壳体装置具有用于沿轴向方向接纳销的接纳空间；以及布置在壳体装置的接纳空间中的紧固夹；其中紧固夹包括优选弹簧状设计的至少两个卡锁臂，在这些卡锁臂的自由端部处形成有优选线性的、用于保持销的卡锁边缘，其中卡锁臂的卡锁边缘相对于轴向方向倾斜。

Description

将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置和紧固系统

本发明涉及一种用于将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置和紧固系统。

在DE 10 2017 125 796 A1中公开了一种用于紧固在载体构件的接纳部中的紧固系统。该紧固系统包括：紧固元件，该紧固元件具有引导部分，该引导部分能够沿插入方向插入接纳部；以及插到引导部分上的夹紧元件，该夹紧元件具有与接纳部的内表面共同作用的保持边缘，以将紧固元件和夹紧元件保持在接纳部中，其中引导部分和夹紧元件具有共同作用的卡锁区段，通过这些卡锁区段将夹紧元件以卡锁的方式保持在引导部分上，并且其中卡锁区段被设计成使得用于将紧固元件和夹紧元件从接纳部松脱的轴向拉力引起径向向外作用于夹紧元件的保持边缘的力。

从DE 10 2019 134 582 A1中得知一种用于紧固在销上的销接纳件。该销接纳件包括基体，该基体具有沿装配方向延伸的、用于接纳销的穿通开口。销接纳部的特征在于设有至少三个卡锁臂，其中这些卡锁臂以径向环绕的方式彼此间隔不均匀地围绕穿通开口布置，并且其中这些卡锁臂各自具有至少一个卡锁凸耳，用于将销接纳部以卡合的方式固定在销上。

本发明的目的在于，提出一种用于将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置，该紧固装置给出了现有技术已知的紧固装置的替代方案。

本发明的另一个目的在于，提出一种紧固装置，该紧固装置应用灵活并且可以被固定在不同类型的销上。

此外，本发明的目的在于，设计一种用于将构件紧固在载体构件上的紧固装置，该紧固装置结构简单并且在使用中安全且可靠。

这些目的中的一个或多个通过独立专利权利要求1和9的特征来实现。有利的设计方案在相应的从属权利要求中给出。

根据本发明，提出一种用于将构件紧固在载体构件的销上的紧固装置。该紧固装置包括：壳体装置，该壳体装置具有用于沿轴向方向接纳销的接纳空间；以及布置在壳体装置的接纳空间中的紧固夹；其中紧固夹包括优选弹簧状设计的至少两个卡锁臂，在这些卡锁臂的自由端部处形成有优选线性的、用于保持销的卡锁边缘，其中卡锁臂的卡锁边缘相对于轴向方向倾斜。

通常，销紧固系统可能只能与特定的销表面结合使用。因此，销紧固系统被设计成用于螺纹销或具有光滑周壁的销。此外，用于对应设计的紧固系统的、具有底切的销也是已知的。

根据本发明，现在首次提供紧固装置或由壳体装置和紧固夹构成的结构组件，该紧固装置或结构组件的特征在于设有弹簧状设计的至少两个卡锁臂，在这些卡锁臂的自由端部处一体形成有用于保持销的卡锁边缘，其中卡锁臂的卡锁边缘被设计为线性的并且相对于轴向方向倾斜。这意味着，卡锁边缘的尺寸以径向环绕的方式或者以切向方式增大或减小，因此卡锁臂的卡锁边缘以径向环绕的方式或者切向于待接纳的销或切向于轴向轴线的方式具有预先确定的倾斜度。

由于卡锁边缘相对于轴向方向相对应的倾斜度，因此该装置适用于螺纹销和具有光滑周壁的销。

对于具有光滑周壁的销，卡锁臂的卡锁边缘卡合在销的表面上或表面内。而对于螺纹销，卡锁臂的卡锁边缘卡合在对应的螺纹之间，因为卡锁边缘以类似于螺纹的倾斜度的方式相对于轴向方向或接纳空间的轴向轴线倾斜。

因此，卡锁边缘可以具有大致或恰好与螺纹销的螺纹的倾斜度相对应的倾斜度。

以这种方式提供灵活的紧固装置，该紧固装置适用于不同类型的销并因此适用于螺纹销和具有光滑周壁的销。

紧固夹优选地由金属形成，其中壳体装置优选地由塑料形成。

紧固夹被设计或成形成使得紧固装置可以通过拧松而以简单的方式从销上拆除。

因此，首次提出一种紧固装置，该紧固装置可以沿轴向方向装配在销上并且同时可以通过拧松轻易地再次从销上移除。

平行于销的轴向方向或平行于紧固装置的轴向方向的方向在下文中也被称为装配方向，紧固装置可以沿该方向装配在载体构件的销上。

卡锁臂的卡锁边缘可以相对于X/Y平面与轴向方向正交地分别在两个不同的方向、即X方向和Y方向上倾斜。

这意味着，线性的卡锁边缘不仅相对于纵向方向倾斜，使得卡锁边缘平行于X/Y平面延伸，而且还对应于螺纹的的倾斜度相对于X/Y平面在X方向和Y方向上倾斜。

因此，卡锁边缘优选分别切向于轴向方向或切向于接纳空间的轴向轴线以预先确定的角度倾斜。

如上文已经阐明的，通过设置这样在X方向和Y方向上倾斜的线性卡锁边缘可以实现借助于紧固装置将构件布置在具有光滑表面的销和螺纹销上并且从其上拆除。

待紧固的构件例如可以是保持元件，如管线支架或紧固元件或装饰件或覆盖件等。

由于卡锁边缘相对于轴向方向和/或X/Y平面的倾斜，卡锁臂可以被设计使得紧固装置能够通过沿轴向方向的(优选线性的)运动而被装配在销上并且能够通过围绕销的沿轴向方向延伸的纵向轴线的旋转运动而被拆除。

卡锁臂以预先确定的角度相对于轴向方向且尤其与装配方向相反地倾斜。这意味着，卡锁臂从紧固夹的自由端部朝壳体装置的顶壁的方向延伸。对应的倾斜角为至少15°或至少20°或至少25°或至少40°或至少45°，并且最大为50°或55°或60°或65°或75°。

壳体装置可以具有：带有用于将销引入接纳空间的销穿通开口的底壁、彼此径直相对的两个侧壁部分和顶壁。在此，底壁藉由这两个侧壁部分与顶壁相连接。侧壁部分的朝向接纳空间的、被称为止挡部分的那部分可以被设计成在底壁的区域中从侧壁朝底壁的方向锥形渐缩地形成，其中紧固夹的、在其上形成有卡锁臂的自由端部在止挡部分的区域中可以具有锥形渐缩的压力部分。

在优选不受压力的最终装配位置(其中紧固装置卡合在销上)，压力部分可以与相应的止挡部分间隔开布置，并且其中在受压力的最终装配位置(在该位置，紧固装置受到张力作用)，压力部分可以贴靠或碰触止挡部分，使得紧固夹的压力部分可以由于止挡部分和压力部分的锥形渐缩的构型而向卡锁臂的卡锁边缘施加沿径向方向向内朝接纳空间的方向并且因此朝销的方向作用的压力。

以这种方式，一旦销受到应力作用，由于紧固夹的压力部分触碰到壳体装置的止挡部分，卡锁臂的卡锁边缘经受到布置于接纳空间中的销的方向上作用的力。在不受压力状态下，压力部分与止挡部分间隔开布置。

因此，相较于不受压力的最终装配位置，在受压力的最终装配位置可以使布置在接纳空间中的销经受较高的压力，以便显著提高保持力。

在侧壁部分的朝向接纳空间的、与止挡部分相邻布置的部分处可以形成有防旋转部分，这些防旋转部分具有朝向接纳空间的防旋转元件，其中紧固夹在该区域中具有防旋转凹口，防旋转部分被接纳在这些防旋转凹口中，使得紧固夹防旋转地被接纳在壳体装置的接纳空间中。

由于紧固夹藉由防旋转部分和防旋转元件防旋转地被接纳在壳体装置中，因此紧固装置或与其相连接的部分可以以简单的方式从载体构件的销上被拧松。

因此，根据本发明的装置还被设计成用于重复使用或重复装配构件并且用于对应地拆除构件。

在底壁上可以形成有朝接纳空间的方向锥形渐缩的插入元件，以便使紧固夹经受偏压，使得紧固夹能够在装配位置布置在接纳空间中。

凭借插入元件显著简化了根据本发明的紧固装置的组装或紧固夹到壳体装置的接纳空间中的引入。

在引入紧固夹时，紧固夹的自由端部沿锥形渐缩的插入元件滑动，这使得紧固夹受到挤压。因此，在将紧固夹引入壳体装置的接纳空间的过程中，当该紧固夹经受到正交于轴向方向延伸的压力时，该紧固夹受到挤压。以这种方式，壳体装置的防旋转元件可以布置在紧固夹的防旋转部分中，以便将紧固夹牢固可靠且以简单的方式并且在无较大技术耗费的情况下布置在装配位置，在该装配位置，紧固装置可以被装配在销上。

在接纳空间中可以布置有沿轴向方向延伸从而形成管状的、用于引导和定位待接纳的销的销接纳部，其中该销接纳部将顶壁和底壁相互连接。

这样的销接纳部用于引导和定位并且因此易于将紧固装置装配在载体构件的销上。

销接纳部的管状设计的区段优选具有的直径比待接纳的销的直径大至少0.1mm或至少0.2mm且大最多0.3mm至最多0.4mm，因此在销接纳部的管状设计的部分与销之间存在对应的径向环绕的游隙。

紧固夹可以被设计为大致U形，其中销接纳部的管状部分藉由沿轴向方向延伸且彼此径直相对的两个支柱与底壁相连接并且藉由连接部分与顶壁相连接，因此与连接部分相对地形成有接纳凹口，该接纳凹口用于将紧固夹插入壳体装置的接纳空间中。

以这种方式，紧固夹的横向支腿(该横向支腿将紧固夹的两个自由支腿相互连接)可以布置在接纳空间中，而不会妨碍到横向部分的正交于轴向方向的横向插入。

此外，根据本发明提出一种系统，该系统具有上文描述的紧固装置、和载体构件的对应的销。销可以具有平滑的周壁。替代性地，销还可以是对应的螺纹销。

根据本发明的系统的优点类似地与上述借助紧固装置所阐述的优点相对应。

此外，根据本发明提出一种用于组装根据本发明的紧固装置的方法。该方法包括以下步骤：

-正交于轴向方向朝壳体装置的接纳空间的方向移动紧固夹；

-借助于对应的、锥形渐缩的插入元件挤压紧固夹的自由端部并且由此使紧固夹的自由支腿经受偏压；

-沿正交于轴向方向的方向使紧固夹继续滑动；

-将壳体装置的防旋转部分布置在紧固夹的对应的防旋转凹口中，并且由此将紧固夹防旋转地布置在壳体装置的接纳空间中。

下面将借助在附图中示出的示例性实施例来详细描述根据本发明的紧固装置：

图1示出根据本发明的紧固装置的立体图；

图2示出根据本发明的紧固装置的另一立体图；

图3示出紧固装置的侧视图，其中紧固夹被插入紧固装置的壳体装置中；

图4示出处于装配位置的紧固装置的侧视图，其中紧固夹完全布置在紧固装置的壳体装置的接纳空间中；

图5示出处于最终装配位置的紧固装置的侧视图，其中紧固装置处于受到应力作用的状态以及布置在销上的状态；

图6示出不带紧固夹的紧固装置的另一侧视图；

图7示出不带紧固夹的紧固装置的立体图；

图8示出从下方观察底壁的俯视图，该底壁具有用于接纳销的穿通开口；

图9示出紧固装置的侧视图；

图10示出紧固夹的另一侧视图；

图11示出紧固夹的另一侧视图；以及

图12示出从上方观察紧固夹的顶壁的俯视图。

下文将借助示例性实施例来详细描述用于将构件(未展示)紧固在载体构件(未展示)的销2上的紧固装置1(图1至图12)。

这样的结构组件或紧固装置1包括基体或壳体装置3以及布置在壳体装置3的接纳空间4中的紧固夹5。

壳体装置3是借助于单组分注塑成型方法制造而成的并且因此由塑料形成。紧固夹5是由金属(例如弹簧钢)制造而成和形成的。

壳体装置3包括圆盘状的顶壁6，侧壁部分7、8，顶壁6藉由侧壁部分与底壁9相连接。

在侧视图中，侧壁部分7、8成形为大致C形。

在底壁9中形成有用于将销2引入壳体装置3的接纳空间4中的销穿通开口10。

在底壁9的区域中，侧壁部分7、8的朝向接纳空间4的部分形成止挡部分11、12。止挡部分11、12被设计在底壁的区域中以从侧壁部分7、8朝底壁9的方向锥形渐缩地形成。

此外，在该区域中，在底壁上形成有正交于轴向方向13延伸且沿该方向锥形渐缩的插入元件14。

此外，在侧壁部分的朝向接纳空间的部分上形成有防旋转部分15、16。在防旋转部分15、16的区域中一体形成有朝向接纳空间4的方向延伸并朝向接纳空间4的防旋转元件17、18。

在接纳空间4中布置有沿轴向方向13延伸的销接纳部19。销接纳部19包括管状引导部分20，该管状引导部分藉由两个支柱21、22与底壁9相连接。

在与插入元件14径直相反的区域中，管状引导部分20藉由连接部分23与顶壁6相连接。

紧固夹5被设计为U形并因此具有横向支腿24，该横向支腿将两个自由支腿25、26相连接。

在支腿25、26的自由端部处形成有卡锁臂27、28。在卡锁臂27、28上形成有线性的卡锁边缘29、30。

卡锁边缘29、30相对于轴向方向13以类似于螺纹的倾斜度的方式倾斜。因此，卡锁边缘29、30相对于X/Y平面正交于轴向方向13在X方向和Y方向上倾斜。

这意味着，卡锁边缘29、30的尺寸以径向环绕的方式或者以切向方式增大或减小，因此卡锁臂27、28的卡锁边缘29、30以径向环绕的方式或者切向于待接纳的销或切向于接纳空间4的轴向轴线39的方式而具有预先确定的倾斜度。

因此，卡锁臂27、28的卡锁边缘29、30相对于X/Y平面与轴向方向13或轴向轴线39正交地分别在两个不同的方向、即X方向和Y方向上倾斜。

这意味着，线性的卡锁边缘27、28不仅相对于轴向方向13倾斜，使得卡锁边缘27、28平行于X/Y平面延伸，而且还对应于螺纹的倾斜度相对于X/Y平面在X方向和Y方向上倾斜。

因此，卡锁边缘27、28优选分别切向于轴向方向13或轴向轴线39以预先确定的角度倾斜。

在支腿25、26的、在其上布置有卡锁臂27、28的自由端部处形成有压力部分31、32。在压力部分31、32的区域中，紧固夹5的自由端部被配置成朝接纳空间的方向锥形渐缩地形成。

在压力部分31、32附近，防旋转凹口33、34从紧固夹5的材料中凹入。

在紧固装置1处于初始状态的装配位置35，为了将构件装配在载体构件的销2上，紧固夹5的压力部分31、32与壳体装置3的止挡部分11、12间隔开布置。

壳体装置3的防旋转部分15、16的防旋转元件17、18被接纳在紧固夹5的防旋转凹口33、34中，使得紧固夹5防旋转地布置在壳体装置3的接纳空间4中(图4)。

这两个支腿25、26布置在侧壁部分7、8的区域中，并且横向支腿24在顶壁6的区域中平行于该顶壁布置并且布置在管状引导部分20与连接部分23之间的自由空间中。

在不受压力的最终装配位置37(未展示)，其中紧固装置卡合在销上，压力部分与相应的止挡部分间隔开布置。

在其中紧固装置受到应力作用的受压力的最终装配位置38(图5)，压力部分贴靠止挡部分，使得紧固夹的压力部分由于止挡部分和压力部分的锥形渐缩的构型而向卡锁臂的卡锁边缘施加压力，该压力沿径向方向向内朝接纳空间的方向并且因此朝销的方向作用。

以这种方式，一旦销受到应力作用，由于紧固夹的压力部分触碰到壳体装置的止挡部分，向卡锁臂的卡锁边缘经受到在布置于接纳空间中的销的方向上作用的力。在不受压力状态下，压力部分与止挡部分间隔开布置。

因此，相较于不受压力的最终装配位置，在受压力的最终装配位置，布置在接纳空间中的销可由此经受到施加较高的压力，以便显著提高保持力。

此外，根据本发明提出一种系统36，该系统包括紧固装置1以及载体构件的销2。

此外，根据本发明提出一种用于组装根据本发明的紧固装置的方法。该方法包括以下步骤：

-正交于轴向方向朝壳体装置的接纳空间的方向移动紧固夹；

-借助于对应的、锥形渐缩的插入元件挤压紧固夹的自由端部并且由此使紧固夹的自由支腿经受偏压；

-沿正交于轴向方向的方向使紧固夹进一步滑动；

-将壳体装置的防旋转部分布置在紧固夹的对应的防旋转凹口中，并且由此将紧固夹防旋转地布置在壳体装置的接纳空间中。

附图标记清单

1 紧固装置

2 销

3 壳体装置

4 接纳空间

5 紧固夹

6 顶壁

7 侧壁部分

8 侧壁部分

9 底壁

10 销穿通开口！

11 止挡部分

12 止挡部分

13 轴向方向

14 插入元件

15 防旋转部分

16 防旋转部分

17 防旋转元件

18 防旋转元件

19 销接纳部

20 管状引导部分

21 支柱

22 支柱

23 连接部分

24 横向支腿

25 支腿

26 支腿

27 卡锁臂

28 卡锁臂

29 卡锁边缘

30 卡锁边缘

31 压力部分

32 压力部分

33 防旋转凹口

34 防旋转凹口

35 装配位置

36 系统

37 最终装配位置(不受压力状态)

38 最终装配位置(受压力状态)

39 轴向轴线

Claims (10)

1.一种用于将构件紧固在载体构件的销(2)上的紧固装置(1)，所述紧固装置包括：

壳体装置(3)，所述壳体装置具有用于沿轴向方向(13)接纳销(2)的接纳空间(4)；以及

紧固夹(5)，所述紧固夹(5)布置在所述壳体装置(3)的所述接纳空间(4)中，其中所述紧固夹(5)包括至少两个卡锁臂(27，28)，在所述卡锁臂的自由端部处形成有用于保持销(2)的卡锁边缘(29，30)，其中所述卡锁臂(27，28)的所述卡锁边缘(29，30)相对于所述轴向方向(13)倾斜。

2.根据权利要求1所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

所述卡锁臂(27，28)的所述卡锁边缘(29，30)被设计为线性的并且相对于X/Y平面与所述轴向方向(13)正交地分别在两个不同的方向、即X方向和Y方向上倾斜，因此所述卡锁臂(27，28)的所述卡锁边缘(29，30)以径向环绕的方式、即切向于待接纳的销并且因此切向于所述接纳空间(4)的轴向轴线(39)而具有预先确定的倾斜度。

3.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

由于所述卡锁边缘(29，30)相对于所述轴向方向(13)和/或所述X/Y平面倾斜而形成的，所述卡锁臂(27，28)使得所述紧固装置(1)能够通过沿所述轴向方向(13)的运动而被装配在销(2)上并且能够通过围绕销(2)的沿所述轴向方向(13)延伸的纵向轴线的旋转运动而被拆除。

4.根据权利要求1至3之一所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

所述壳体装置(3)具有：带有用于将销(2)引入所述接纳空间(4)中的销穿通开口(10)的底壁(9)、彼此径直相对的两个侧壁部分(7，8)和顶壁(6)，其中所述底壁(9)藉由所述两个侧壁部分(7，8)与所述顶壁(6)相连接，并且其中所述侧壁部分(7，8)的朝向所述接纳空间(4)的、被称为止挡部分(11，12)的部分被设计在所述底壁(9)的区域中以从所述侧壁朝所述底壁(9)的方向锥形渐缩地形成，其中所述紧固夹(5)的、在其上形成有所述卡锁臂(27，28)的自由端部在所述止挡部分(11，2)的区域中具有锥形渐缩形成的压力部分(31，32)。

5.根据权利要求4所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

在所述紧固装置与销卡合的最终装配位置，所述压力部分与相应的止挡部分间隔开布置，并且其中

在所述紧固装置(1)受到应力作用的受压力的最终装配位置，所述压力部分(31，32)贴靠所述止挡部分(11，12)，使得所述紧固夹(5)的所述压力部分(31，32)由于所述止挡部分(11，12)和所述压力部分(31，32)的锥形渐缩的构型而向所述卡锁臂(27，28)的所述卡锁边缘(29，30)施加沿径向方向向内朝所述接纳空间(4)的方向并且因此朝销(2)的方向作用的压力。

6.根据权利要求4或5所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

在所述侧壁部分(7，8)的朝向所述接纳空间(4)的、与所述止挡部分(11，12)相邻布置的部分处形成有防旋转部分(15，16)，所述防旋转部分具有面向所述接纳空间(4)的方向的防旋转元件(17，18)，其中所述紧固夹(5)在所述区域中具有防旋转凹口(33，34)，所述防旋转部分(15，16)被接纳在所述防旋转凹口中，使得所述紧固夹(5)防旋转地被接纳在所述壳体装置(3)的所述接纳空间(4)中。

7.根据权利要求4至6之一所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

在所述底壁(9)上形成有朝所述接纳空间(4)的方向锥形渐缩的插入元件(14)，以便使所述紧固夹(5)受到偏压，从而使得所述紧固夹能够在装配位置(35)布置在所述接纳空间(4)中。

8.根据权利要求4至7之一所述的紧固装置(1)，

其特征在于，

在所述接纳空间(4)中布置有沿所述轴向方向(13)延伸且局部管状的、用于引导和定位待接纳的销(2)的销接纳部(19)，其中所述销接纳部(19)将所述顶壁(6)和所述底壁(9)相互连接。

9.一种紧固系统，所述紧固系统具有根据权利要求1至8之一所述的紧固装置(1)和螺纹销或具有平滑周壁的销(2)。

10.一种用于组装根据本发明的紧固装置(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-正交于轴向方向(13)朝壳体装置(3)的接纳空间(4)的方向移动紧固夹(5)；

-借助于对应的、锥形渐缩的插入元件(14)挤压所述紧固夹(5)的自由端部并且由此使所述紧固夹(5)的自由支腿经受偏压；

-沿正交于所述轴向方向(13)的方向使所述紧固夹(5)进一步滑动；

-将所述壳体装置(3)的防旋转部分(15，16)布置在所述紧固夹(5)的对应的防旋转凹口(33，34)中，并且由此将所述紧固夹(5)防旋转地布置在所述壳体装置(3)的所述接纳空间(4)中。