CN1933747B - 中间紧扣件 - Google Patents

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Abstract

由一种注射模具成型的中间紧扣件(1)，包括一个有第一个面或上表面和第二个面或下表面的基本平展的平板(2)，直接从上表面模具成型的至少一个锚定元件(6)，和直接从下表面模腔成型的钩子(7)，钩子形状和尺寸，选择这样的热塑性材料，在模具中成型，又能从模具中取出，且由于钩子足够柔韧，在取出时能够产生弯曲，而后又能够完全恢复他们在模具中的原始形状。

Description

中间紧扣件
技术领域
本发明涉及用于可把第一个零件和第二个零件连接起来的中间扣件，包括一个板，一方面钩子从平板突出与另一个零件的环形成连接，另一方面，有一个锚定元件，特别象一种枞树形的锚定件，用来与第一个零件固定。本发明同样涉及一种组件，包括第一个零件，第二个零件和根据本发明所得的中间紧扣件。
背景技术
例如，在汽车行业，经常需要把一个零件，如车顶，和另一个零件，如车顶元件固定连接，在某些情况下，如维修时，就需要把车顶元件移开。
为了能方便处理，所谓的中间扣接构件包括有第一表面和与第一表面相对的第二表面(以下称下表面)，在第一表面上(以下称为上表面)有一个象枞树形的元件，可以与第一零件预先开好的孔衔接咬合，而第二表面突出有钩子，用于与一个结构上的环配合，以保证第一零件与该结构的扣紧，例如该第一零件可以是汽车的车顶。
这种类型的中间扣接构件产品是长而复杂的，且不能很好的适用于大规模的工业生产，特别是这种中间扣件不能通过一个元件实现。
这种类型的扣件已经有公开，如在专利EP0465983，EP0464754和US 6187247中，包括一个有可通过注射成型钩子的平板，为了能够获得产品，可通过在这个板注射成型钩子，要求这个板比较柔软能使钩子从他们的模具中突出，在实际的应用中，这些扣件钩子与环的连接质量很差，并且在长时间的振动影响下，如汽车的前进颠簸，有松开的趋势。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的这些缺陷，提供一种前面描述的可获得良好连接的紧扣件，即使在长时间里也不会由于振动的原因恶化，且可以用较为经济的花费就能进行快速生产。
根据本发明，中间紧扣件如权利要求1所定义。
具体实施例由相关的从属权利要求定义。
在本申请中，“基本刚硬”指一个板至少可以保持自己的形状，尤其指不能因为自己的重量原因而弯曲。“基本刚硬”更适宜指一个板不能不可恢复弯曲，特别是在在一个角度下一定程度的弯曲，特指在超过15°，最好在10°优选5°时，弯曲的角度是指固定平板一部分的平面，与所述平板最远端与该平面的切线之间的夹角。
基本的覆盖下表面要理解为至少覆盖下表面面积的65％。
“钩子区域”应该理解为由这样的一条封闭线定界的区域，该封闭线通过钩茎轴垂直投影，钩子从钩茎的基部突出，所有钩茎轴的垂直投影都在线上或线内。
对一个钩子，在一个垂直于底面的纵向断面图中，是这样定义：
钩子的假想轴为垂直于底面且通过钩子基部在底面上中心；
假想的右(左)界定线在钩子根部和头部之间，第一个假想线为平行于钩子轴线，并从轴线开始向右偏移与包络线相交于两个点，形成于该两个点之间；
钩子的最大高度HM为在所述纵向断面上从底平面到所定义的钩子包络线最高点的垂直距离。
钩子的最小高度Hm为在所述纵向断面从底平面到所定义的钩子头包络线分界部分最远点的垂直距离。
连接高度Ho，为在所述纵向断面上，垂直于底面测量从底面到所定义的钩子头下表面包络线的最高点的距离。也表示在所述纵向断面上，从钩子头的分界部分最低点和钩子的最远点间的距离。
在最高点和/或最低点和/或最高的连接点之间同样有边界线。
头的外轮廓由(HM-Ho)/(HM-Hm)的比率定义，上限值为1时，这时代表钩子头水平或者朝上，即两种情况下Hm＝Ho。
这样形状和尺寸的钩子，很容易在单个模塑过程使钩子从模具中取出，即使是硬板成型。
本发明也涉及一种组件，包括第一元件和第二元件以及一个根据本发明得到的中间紧扣件，锚定件是固定在第一元件上，而第二元件则包括一个，可以与中间扣接元件下表面上的钩子配合扣接的环。
根据本发明的另一个优选实施例，钩子设置成行和列，如从一行到另一行，一列到另一列，安排成一个方向和另一个方向的交替变化。
根据本发明的另一个优选实施例，钩子区覆盖了中间扣接元件整个底面的70％以上，优选80％以上，更优选90％以上，特别好是达到100％。
根据本发明的一个特别优选实施例钩子由根茎和头部组成，头从根茎的侧部突出，且跟茎从头部到底部逐渐加宽。
本发明也涉及一种生产方法，通过模塑成型可在一个步骤获得本发明在权利要求10所定义中间扣接元件，以及根据权利要求9定义的组件。
为了更好的举例说明，本发明的一个优选实施例通过下面的一些附图来描述。
附图说明：
图1紧扣在机车顶的一个本发明所示的中间紧扣元件的剖视图；
图2本发明所示的中间紧扣元件的局部透视图；
图3a是一种用来获得本发明所述的中间紧扣元件的模具；
图3b是图3a中模具的局部图；
图4显示中间紧扣件一旦完成其钩子的状态；
图5是包括第一元件、第二元件和本发明的中间紧扣元件构成的组件；
图6为图4所示钩子的小比例图。
具体实施方式：
在图1中，可以看见一个根据本发明得到的中间紧扣件1。中间紧扣件1由基本刚硬的平板2构成，此平板有一定的形状，不会因为自己的重量原因而弯曲，另外，在弯曲角度为5°时的弯曲，可以恢复原状，弯曲角度的定义如下：把平板放在一个平面上，保持一端不动，而把另一端向上拉往板自身的方向弯曲，在拉起的一端的切线与平面的夹角为弯曲角度。
平板2为正方形，有一个上表面和一个下表面，在上表面3上有一个枞叶状的锚定件6，在下表面4上则有一些钩子7，优选的，从上面观察，钩子7至少覆盖了下表面的整个表面面积的一半。钩子7优选以行和列的方式安排，如图2所示，并在行以钩子头交替变换的方式排列。中间紧扣件通过把锚定件6插入汽车顶板10的孔5中咬住扣紧固定。在图5可以看见，一个部件，如一个顶蓬元件20，是通过环与中间紧扣件上的钩子固定在一起，环可以是编结成一个结构固定在顶蓬元件上。当然，也可以是另外一种顶板或圆屋顶形物体，比如球形或圆柱形屋顶，在朝钩子的一边为凸面，而其枞叶元件面具有一个凹度。当然，即使平板为一种圆屋顶形，也应该是基本刚硬的。
在图3a中显示了模具22的上部分21成型钩子的情况。这个模具的上部分包括一个与钩子形状互补的模腔30，一旦热塑性材料注入模具，并固化后，模具的22的上部分21就移开。在顶出的过程中，当把钩子从模具22中取出时，钩子会暂时的部分伸直。不过，很快，钩子7通过弹性回复到它们在模具中的弯曲状态。
为了制成上模部分21，采用可以一个一个堆叠的薄片50(参见图3B)，每个薄片在一部分有型腔30，各型腔由中间的部分31间隔，这样，薄片50很容易通过机械加工可以得到型腔30。当他们一个一个的堆放在一起后，由于一个型腔是和两个中间区域连接，这样就可以获得一种钩子状的矩阵。
钩子7可以用聚丙烯模塑成型。钩子7在离开模具的时候，会有一种缩小的趋势，即钩子的头部40会被拉长，过一会钩子头40会降低到它最终的形状。钩子包含有一个根茎区50和一个头部40，在根茎横截面是矩形，其面积从地底部到头部逐渐递减。
图4和6为本发明的一个钩子的纵断面，在设计图中，定义了钩子的包络线60。对于钩子7，假想的轴线62定义为垂直于底面4并通过钩子底线的中点。
钩子头部右边的假想定界线为平行于钩子轴线62，向右边偏移与钩子的包络线相交于两个点(64，65)的第一根线63。钩子7在线63右边并在点64之上的部分称为钩子头部40，同样，定义了一个左边的假想定界线。在图4中，在钩子7后面的钩子，可定义一个左边曲线，对于钩子7的情况，左边的定界线并不存在，但是，对于有两个头的钩子，就需要在左边和右边一样定界这样的一个假想线，钩子的根茎50，在只有一跟界定线的情况下是这样定义的：在定界线63的64，65，的其他的钩子部分(在钩子7指界定线63的左边部分)，在双头钩子的情况下，根茎则是指在左右两个定界线之间的部分。(事实上，可以从截面图图4和图6看到这两个平面)。
特别的，根茎50的宽度(图4或6的中钩子平面宽度降低)从钩子底部到顶部逐渐减小。
另外，根茎50的右边(或左边)部分70，也即根茎在轴62到包络线60的部分，该部分中包络线60延伸至与右边(或左边)界定线的交点。
在从上面看根茎和右(左)根茎区的横截面为一个矩形面，其长度(图4或6根茎的水平宽度)和/或宽度(图4和图6中根茎的垂直深度)从跟底部到头部逐渐减小，当然，也可以是相同的厚度，同样，从上面看钩子头也是一种矩形，在其横截面上厚度也从底部到顶部逐渐减小。
钩子头部40最大厚度是这样定义：沿钩子轴线62测量，钩子头的最高HM(平行轴62测量从底表面4到最高点75的距离)与钩子的最低Hm(平行轴62测量从底表面4到钩子头最低点的距离)之间的差。
连接高度Ho，则等于沿轴62测量底表面4和钩子头下表面包络线的最高点77的距离。
头的外轮廓由(HM-Ho)/(HM-Hm)的比率定义，上限值为1时，也就是说钩子头是水平或者朝上，即两种情况下Hm＝Ho。
根据本发明的钩子头外轮廓大于0.55，特别的大于0.60优选大于0.80更优选大于0.9。
如果至少钩子的右(或左)部变宽，则钩子右(左)边钩子头的外轮廓优选大于等于0.55，更加优选大于0.60，特别是在0.60-0.90之间，特别优选在0.65＝0.85之间，例如0.66。
特别的，定义在头部一边的根茎的包络线部分为一条曲线，包括第一个圆角80(圆角半径R1最好为0.1-0.3mm)和包括第二个圆角81，半径R2大于半径R1，(圆角半径R2优选在0.35-2mm)，直到与右定界线63相交，高度上至少要等于HM的一半。
在钩子头的相对的另一边定义的根茎包络线包括一个圆弧83和直线84，圆弧83优选与第一圆弧80相同，直线84向轴62倾斜——几乎到达第二圆弧82与右边的定界线相交的高度。
定义钩子头部的包络线为包括上圆弧85(头的上表面)和一个下圆弧86(定义钩子头的下表面)和一个中间圆弧87。上圆弧85的圆角半径优选0.19-0.65mm之间，比如0.52mm，而下圆弧86的半径则优选0.07-0.35mm之间，比如0.19mm，而中间圆弧的半径则优选在0.04-0.16mm之间，例如0.11mm。
特别，定义头部包络线部分是不含有拐点的(它的一阶倒数在任一点连续)，钩子头部不存在尖角点能保证在生产过程中钩子能顺利从模具中取出钩子。
高度HM优选高度为0.25-2mm之间，比如等于1.43mm。
高度Hm优选高度为0.1-1.05mm之间，比如等于0.91mm。
高度Ho优选高度为0.15-1.25mm之间，比如等于1.12mm。
根茎在板2平面上的宽度优选0.3-1.5mm之间，比如1.21mm。
根茎在包络线与右边(左边)定界线相交处的高度的宽度优选为0.22-0.70mm，比如0.45mm。
钩子在HM＝Ho处的厚度优选为0.10-0.50mm，更好为0.20-0.40mm之间，比如的0.32mm。
钩子在底部的厚度优选为0.4-4mm，更好选择1-2mm之间。
在高HM-Ho和在底部处厚度的比率小于1，优选小于0.5，更优选小于0.3，特别好的是0.2。
为了成型一个锚定元件销6，这里在成型一个轴时用了一个常规的滑动摸板。事实上，通常只需要一个这样的元件(也可以是两个或三个)在扣紧件的背面成型，所以滑动模板不复杂且容易实现和使用(如入鞘，或脱鞘)，这是与成型钩子不同的，由于钩子的尺寸较小数量又多，不能由这样简单的滑动模具系统实现。
在纵断面(如图4，6)钩子是一种顶部冠状形状，包括一个根茎50，其定义为两个侧壁(对应部分为80，81，82，83，84，85)和前后两个壁(不能从图中看到)以形成一个平行六面体或二面体。
钩子头部的厚度(垂直于图4的方向测量)优选小于或等于根茎的厚度，特别指根茎的上部分。
最后，钩子头可以从根茎的同一个平面突出但是在两个相对的方向。从而形成一个两个头的鱼叉结构，这应被认为是本发明意义下的钩子。
根据本发明的适合热塑料材料可以选聚丙烯或聚亚安酯，例如，对于聚丙烯，可以选择一种不饱和聚酯的混合物包含50％均聚物和50％共聚物，熔融指数为22g/10mn，弯曲模量为130,000～150,000psi组成。另外也可选择阿托非纳(Atofina)公司的聚丙烯，PPC 5660，熔融指数为7g/10mn，弯曲模量为175,000psi，和英国BP阿莫科(Amoco)公司的聚丙烯共聚物(Acclear系列8949和Acctuf系列的3934X抗冲共聚物)熔融数为35-100，弯曲模量为190,000～250,000psi；聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，高密度聚乙烯和低密度线性聚乙烯，聚碳酸酯。熔融指数为1～100，弯曲模量为30,000～1140,000psi，优选值为100,000～1,000,000psi，更优选值为300,000～1,000,000psi。
除了聚丙烯基树脂外，其他适合的树脂有抗冲聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，尼龙，高密度聚乙烯和低密度线性聚乙烯，聚碳酸酯和烯烃类热塑性树脂。聚丙烯也可以用以长玻璃纤维增强的聚丙烯代替，其有较高的弯曲模量(StaMax出售的树脂30YM240/10010的弯曲模量为856,000psi，树脂40YM240/10010的弯曲模量为1,140,000psi)。在这种情况下长玻璃纤维不会渗入模腔内(该模腔太小或者太薄，长纤维不能穿透)，因此可得到一个硬板，同时有相对柔性的钩子又能方便从模腔中取出。
这里只是提供了一种汽车上的应用，但是，本发明的中间紧扣件同样可以应用于其他领域，例如建筑，设备，航空运输等。

Claims (10)

1.一种中间紧扣件(1)，包括一个有上表面和下表面的基本平展的平板(2)，从上表面突出至少有一个锚定元件(6)，如枞树状，和形成一个基本覆盖整个平板下表面区域的由模具成型的直立的钩子(8)，其特征在于平板基本刚硬，至少有一些钩子的形状和尺寸的外轮廓型面(HM-Ho)/(HM-Hm)大于等于0.55，钩子在模具中成型，在从模具中取出后能够完全恢复钩子在模具中的原始形状，同时钩子足够柔韧，能够在取出时弯曲；
其中，HM为钩子的最大高度，Hm为钩子的最小高度，Ho为钩子的连接高度。
2.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于钩子的根茎从头到底部逐渐变宽。
3.按照权利要求1或2所述的中间紧扣件，其特征在于钩子的轮廓型面(HM-Ho)/(HM-Hm)大于等于0.6。
4.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于钩子在HM-Ho高度时的厚度为在0.1-0.5mm之间。
5.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于钩子底部厚度在0.4-4mm之间。
6.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于钩子在HM-Ho高度时的厚度与底部厚度的比率小于1。
7.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于定义所述至少一个钩子头的包络线光滑无拐点，即一阶导数连续。
8.按照权利要求1所述的中间紧扣件，其特征在于钩子和平板的成型材料为聚丙烯，所述聚丙烯的弯曲模量为100,000～1,000,000psi。
9.一种组件，包括第一元件(10)，和第二元件(20)，和一个按照权利要求1至8中任一项所述的中间紧扣件(1)，锚定元件固定在第一元件上，而第二元件有与中间紧扣件的下表面的钩子相配合的环。
10.通过模塑成型获得如权利要求1-8中任一项所述中间紧扣件的生产方法，包含有下面的几个阶段：提供一个有钩子形状型腔的模具，在模具中注入热塑性材料且固化，取出中间紧扣件，特征在于与钩子形状互补的型腔的形状，使足够柔韧的钩子能从模具中取出，钩子变形而后恢复在模具中的形状。 
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