用于紧固系统的部件以及包括此部件的紧固系统的制作方法

用于紧固系统的部件以及包括此部件的紧固系统
发明领域
1.本发明涉及可拆卸紧固系统的生产，该可拆卸紧固系统用于将多个元件彼此组装在一起，尤其是至少部分地呈面板形状的元件，特别是车身元件，更具体地是与销配合以形成这种可拆卸紧固系统的可移除部件。


背景技术：

2.已知的用于将元件紧固至门面板上的紧固装置(例如，销的顶镦或从面板露出的柱上的星形锁垫圈装置)是易于实施并且廉价的。特别地，当门面板由塑料材料制成时，在制造所述面板时，将紧固柱放置在期望的位置是容易的。在组装时，与要紧固的元件匹配的紧固凸片必须螺纹连接在紧固柱上，然后只需要执行顶镦操作或运用星形锁垫圈。
3.不幸的是，此时，在没有装置的损坏或损耗的情况下，不能容易地将元件从门面板上移除，装置的损坏或损耗导致整个面板的报废。
4.此外，控制顶镦的质量是困难的，并且会对侧向冲击的耐受性产生影响等。在修理的情况下，顶镦被螺钉取代，这导致高成本。
5.本发明的目的是提供一种用于简单且可靠地将元件紧固到从例如机动车辆的面板(例如车辆门面板)中露出的柱上的装置，该装置允许容易且廉价的移除和重新安装。紧固必须保证元件与面板的联接，并在所述面板上存在应力的所有情况下保证其功能，例如车门的打开和关闭或者在车辆行驶的振动。紧固装置的移除必须在不损坏柱的情况下完成，并且因此允许重新安装。


技术实现要素：

6.因此，本发明涉及一种部件，该部件旨在与从第一元件的基本上平坦的表面露出的柱配合以形成用于紧固第二元件的系统，该部件包括：
[0007]-本体，该本体包括平坦基部和穿过所述基部露出的孔腔，所述孔腔围绕与所述面成直角的中心轴线留出圆柱形通道，以便容纳该柱；
[0008]-保持构件，该保持构件包括若干个相似的保持凸片，这些凸片中的至少两个凸片从该本体朝向该孔腔的内部延伸并且以围绕该中心轴线的方位均匀分布，所述保持凸片包括柔性主要部分，其径向外端部相对于该本体是固定的而径向内端部支承旨在压在该柱上的远端部分，所述主要柔性部分在与该基部相反的轴向方向上径向地倾斜并且当该远端部分远离该中心轴线时形成弹簧，该弹簧在该远端部分上施加朝向该轴线的回位力。
[0009]
对于该部分值得注意的是，每个保持凸片的远端部分形成刃部，该刃部被布置成咬入比该保持凸片的材料硬度低的材料中，并且该刃部的径向内边缘遵循相对于与该基部平行的平面以给定倾斜度围绕该中心轴线盘旋的螺旋部分，所述螺旋的特征对于所有保持凸片都是相同的。
[0010]
保持构件的保持凸片的主要部分的特征使得关于星形锁垫圈，可以通过本体的基部将适当直径的柱沿该轴线滑入孔腔中，然后通过将远端部分压靠在柱上来阻止柱向反方
向滑动，其方式是当在柱上施加反方向的力时远端部分变得更加强韧。因此，可以通过将第二元件的平坦部分安装在柱周围，然后通过在之前已螺纹连接在柱周围的部件上进行按压以使其朝向第一元件的表面推压，来使第二元件紧固在第一元件上。
[0011]
此外，如果使该部件围绕柱旋转，由于柱的材料比保持凸片的材料软，则在保持凸片的端部处存在的刃部及其形状产生形成螺纹的凹槽。这种螺纹使得可以通过在柱周围拧松部件而移除该部件。一旦移除，部件就会在柱上留下螺纹，这不会妨碍柱与相同部件重复使用，例如，以紧固需要更换的第二元件。实际上，部件将能够独再次滑到柱上，而不管刃部相对于螺纹凹槽的位置如何。因此，例如，作为第一元件，可以使用具有与面板一件式制成的紧固柱的门面板，而在更换紧固在其上的第二元件时不必使紧固柱报废。
[0012]
此外，螺纹的形成使得可以在将部件压在第二元件的壁上之后将该部件拧紧到柱上。这使得可以增大通过联接系统施加在两个元件之间的压力。就联接的坚固性、抗冲击性和减少游移振动而言，这提供了优点。
[0013]
有利地，围绕轴线的螺旋的盘旋角较小，优选地相对于本体的基部的平面在5度与8度之间。这对应于能够控制拧紧程度并将部件在柱上固持在位的螺纹。同样有利地，当通过基部观察部件时，螺旋沿顺时针方向转动，这对应于一般拧紧方向。
[0014]
需要至少两个相对的保持凸片来卡持柱并确保卡持。有利地，三个或更多个均匀分布的保持凸片允许柱在保持凸片之间自然居中。
[0015]
优选地，由薄片形成该远端部分的刃部，该薄片朝向该本体的基部、优选地根据与平行于该本体的基部的平面成至少等于5度的角径向地倾斜。
[0016]
刃部的倾斜度相对于沿轴线的抽出力有利于柱通过径向内边缘的固定。
[0017]
甚至更优选地，薄片形成每个保持凸片的主要部分，并在其自由端折叠成大约90度以形成远端部分。
[0018]
有利地，刃部的旨在与该柱接触的径向内边缘被在该刃部的厚度上切割出的横断表面切割，该横断表面朝向该本体的基部倾斜，优选地与平行于该本体的基部的平面形成小于或等于45度的角。
[0019]
刃部的径向内边缘上的横断表面的倾斜度使得可以切割柱的材料，以形成螺纹。此外，在刃部的边缘上存在接触表面使得可以在轴向方向上划出形成具有良好保持表面的螺纹的清晰凹槽。保持凸片的材料的硬度与柱的硬度之间的差异越小，则越优选的是增大相对于基部的平面的倾斜度。
[0020]
有利地，对于每个保持凸片，在孔腔中的本体的内壁形成抵接部，该抵接部限制了远端部分在径向方向上的分离。
[0021]
优选地，当保持凸片抵靠壁就位时，远端部分的刃部在与基部相反的方向上不倾斜。这可以避免在柱周围插入部件时意外卷边，意外卷边可能会影响固持功能，甚至损坏部件。
[0022]
优选地，保持凸片是金属制成的。
[0023]
这种金属既保证了比大多数可以用于车辆中的面板的塑料材料更高的硬度，又确保了保持凸片的主要部分的良好弹性。
[0024]
甚至更优选地，保持凸片由具有围绕孔腔并且被插入到本体中的金属内环的材料形成。
[0025]
这使保持构件具有刚性内环，当形成联接时，刚性内环确保了围绕柱的部件的良好稳定性。
[0026]
有利地，本体由塑料材料形成。
[0027]
这提供了至少两个优点。一方面，与例如金属相比，塑料更好地吸收振动；因此，紧固不会成为游移振动的来源。另一方面，由塑料制成的部件的制造是廉价的并且可以通过模制来完成。
[0028]
有利地，在保持构件包括形成支撑保持凸片的环的内环的情况下，环的表面与本体的几何形状配合以形成用于使其中一者相对于另一者旋转定位的装置。这有助于通过对围绕保持构件的本体的包覆模制而进行制造，并且还使得可以在围绕柱拧紧部件时施加很大的力。
[0029]
有利地，孔腔穿过本体。这使得可以制造出体积很小的平坦部分，该平坦部分可以适应不同高度的柱。
[0030]
有利地，本体包括布置在孔腔中的柱定位用抵接部，以便将后者布置在轴线上，所述抵接部围绕保持凸片的远端部分的位置轴向延伸。
[0031]
优选地，本体在外周承载有一圈朝向该基部倾斜的补偿凸片，以便将补偿凸片的自由端定位在该基部的平面的高度上或在相对于本体下方。
[0032]
实际上，补偿凸片的自由端略低于基部。当抵靠第二元件表面在基部上施加压力时，补偿凸片的自由端可以通过材料的弹性而移位到与第二元件的表面上的基部相同的平面。这沿着柱的轴线产生排斥力，排斥力使保持凸片对抗柱处于张力作用下，这在紧固系统层面上增强了两个元件之间的联接质量。
[0033]
有利地，本体包括至少两个外表面，这些外表面被布置成提供卡持部，该卡持部使得能够围绕该中心轴线施加扭矩。
[0034]
因此，可以使用合适的工具轻松地拧紧或拧松柱上的部件。
[0035]
本发明还涉及一种用于可移除地将第一机械元件联接到第二机械元件的系统，该第一机械元件和该第二机械元件优选地是车身元件，该系统包括如前所述的部件、柱、以及该第二机械元件的面板，该柱从该第一机械元件中露出，是具有圆形截面的圆柱形，该圆形截面具有半径，该半径适于通过使这些保持凸片背离该中心轴线移动而穿过这些保持凸片之间，所述柱由比这些保持凸片的材料硬度低的材料、优选地是塑料材料制成，该第二机械元件的面板具有开口，该开口被配置为被该柱穿过，，同时形成障碍，用于在该部件在该柱周围螺纹连接时阻碍该部件的基部从中通过。
[0036]
第二元件的面板可以包括被配置为被柱穿过的穿孔、或凹口，该凹口使得能够沿着第一元件滑动该面板以将其定位在柱周围。
[0037]
优选地，该柱与第一元件一件式制成。
附图说明
[0038]
通过阅读以下具体实施方式，本发明的其他特征和优点将变得明显，为了理解具体实施方式，将参考附图，在附图中：
[0039]
[图1]图1是根据本发明的部件的立体图；
[0040]
[图2]图2是从在轴向上与基部相反的一侧观察的图1的部件的平面视图；
[0041]
[图3]图3是从基部观察的图1的部件的仰视图；
[0042]
[图4]图4示意性地表示了图1的部件的保持凸片的轴向横截面；
[0043]
[图5]图5示意性地表示了图1的部件的保持构件的一部分的侧视图，示出了保持凸片的自由端与相对于中心轴线成直角的平面形成的角；
[0044]
[图6]图6是立体图，示意性地表示了具有柱的第一机械元件、以及面向放置的第二元件的穿孔，目的是使第二元件在该柱周围滑动，该部件成比例地表示在这两个元件上方；
[0045]
[图7]图7是立体图，示意性地表示了第二元件压靠在第一元件上定位在柱周围，并且该部件通过装卸工具面向柱布置；
[0046]
[图8]图8是根据图7的处于适当位置的两个元件和部件的示意性轴向横截面图；
[0047]
[图9]图9是立体图，示意地表示了在图7所表示的步骤之后，部件在柱周围滑动并通过装卸工具压靠在第二元件表面上；
[0048]
[图10]图10是根据图9的处于适当位置的两个元件和部件的示意性轴向横截面；
[0049]
[图11]图11是立体图，示意性地表示了在图9所表示的步骤之后，该部件在柱周围滑动并从柱上拧松以便移除；
[0050]
[图12]图12是在图11所表示的步骤期间两个元件与部件的示意性轴向横截面，其中部件与第二元件分离；
[0051]
[图13]图13是立体图，示意性地表示了在移除操作之后，部件从柱上拆卸并且柱从第二元件露出；
[0052]
[图14]图14是根据图13的处于适当位置的两个元件和部件的示意性轴向横截面。
具体实施方式
[0053]
在以下描述中，使用根据本发明的部件1(图6和图7)实施在第一机械元件2与第二机械元件3之间的可移除紧固系统，第一机械元件和第二机械元件例如分别是车门面板和面板的装饰元件、至少部分地呈面板形状的车体上的徽章、嵌件或其他元件，也就是说，具有至少一个呈面板形状的联接子部件。这里，门面板2由塑料材料制成，并且包括一个或多个柱4，柱与面板的其余部分一件式制成，而第二元件3包括至少一个呈面板形状的子部件，该子部件具有穿孔5，使得该子部件可以配合在第一元件2的一个柱4周围。
[0054]
参考图1至图3，根据本发明的优选模式的部件1包括由塑料制成的本体6，该本体被穿孔有贯通的孔腔7，并且金属保持构件包括在此孔腔7内延伸的保持凸片8。整体是围绕中心轴线x旋转的。
[0055]
由塑料制成的本体6包括基部9，基部内接在与轴线成直角的平面内并且限制了部件1的本体在中心轴线x的方向上的延伸范围。
[0056]
在图中，中心轴线x从基部9开始朝向与本体6相反的一侧定向。同样，下文中限定词“顶部”和“底部”能够用于分别指定位于轴线x朝向的方向上的物或位于相反方向上的物。
[0057]
本体6的从基部9开始的外部形状在这里给予其以轴线x为中心的六角形螺母的大体形状。在这个示例中，本体6因此包括与基部9成直角的、围绕中心轴线x分布的六个平坦部10。这六个平坦部10可以与扳手形状的工具11配合，以使部件1围绕中心轴线x转动(图7、
图9和图11)。
[0058]
两个基本上三角形的补偿凸片12沿轴线x在本体6的大约中间高度处朝向这些平坦部10中的每个平坦部的外侧开始。这里，大体上为三角形的这些保持凸片12是倾斜的，使得形成保持凸片的自由端13的保持凸片尖端的底部位于本体6的基部9的平面的高度上，优选地稍微低于此平面。补偿凸片12与本体6的其余部分一件式制成。凸片的塑料材料使它们具有一定的柔性，从而如果将本体6的基部9压在表面上，则可以稍微移动其尖端13的位置，以便在部件1上沿中心轴线x在相反方向上施加张力。
[0059]
孔腔7具有围绕轴线的圆形截面的基本上圆柱形的形状。在示例中，参考图1，孔腔中的本体6的壁包括：与基部9联接的第一区段14，其截面是圆形的；以及与和基部9相反的面连接的第二区段15，这里，第二区段包括周向均匀分布的六个径向突起16。这些突起16的径向内端与中心轴线x相隔距离r1，该距离对于每个突起都是相同的。因此，这些突起16形成用于插入到孔腔7中并且具有基本上相同的半径r1的柱4的定心抵接部。
[0060]
此外，在孔腔的整个延伸范围内，在壁14和15的两个区段的壁上在轴向方向上切割出三个半圆形截面的凹口17。这些凹口17与保持构件的存在有关，并且在其描述中解释了这些凹口的功能。
[0061]
在优选实施例中，由金属材料形成的保持构件包括与本体6的基部9的平面平行的环18，在这里，该环支撑朝向中心轴线x延伸到孔腔7中的三个保持凸片8。
[0062]
在本体6在孔腔7中的壁的第一区段14与第二区段15之间的联接处将环18(其一部分在图3中可见)围绕孔腔7插入到部件的塑料本体中。环18环绕孔腔7，从而留出围绕中心轴线x的圆形通道，该圆形通道的半径大于抵接部16之间的空间的半径r1。此外，圆形通道的几何形状可以被布置成与本体6的几何形状配合，以阻止围绕中心轴线x相对于本体的旋转。
[0063]
环18包括半圆形截面的凹口，这些凹口与孔腔7中由塑料制成的本体6的壁的凹口17匹配。这些凹口的存在与用于制造部件1的设施相对应。实际上，本体6的制造优选地是通过将塑料材料模制在先前由金属制成的保持构件的环18的周围来完成的。三个圆形凹口17用于在塑料本体6的包覆模制期间，将保持构件定位在模具的中心销上。
[0064]
固持保持凸片8的环18形成刚性内环，该刚性内环用于保持构件，也作为整体而言用于部件1。刚性内环避免了变形，并且与仅由塑料制成的本体相比，可以吸收轴线x方向上的更强的力。
[0065]
这里，保持构件包括与环18一件式制成的三个金属保持凸片8，这些金属保持凸片围绕中心轴线x均匀地分布并且在孔腔7的内部延伸、在本体6的壁的第二区段15的轴向延伸范围的内部延伸并且在形成抵接部的突起16之间周向地延伸。
[0066]
参考图4和图5，这里，保持凸片8由从环18的径向内缘开始的薄片形成。保持凸片的主要部分19在与本体的基部9相反的方向上延伸，从而与位于平行于基部9的平面p中的环的表面形成稍微大于90
°
、优选地95度的角α。换言之，主要部分19通过朝向中心轴线x径向地倾斜、背离本体6的平行于轴线x的壁移动相对较小的角(α-90度)而朝向顶部开始延伸。在此主要部分19的端部处，薄片朝向轴线x基本上成90度折弯，从而通过与平行于基部9的平面p形成基本上等于α-90度的角来获得朝向本体的基部9定向的远端部分20。
[0067]
参考图5，将注意到，根据对于所有的保持凸片8都朝同一方向围绕中心轴线x旋
转，在主要部分19与远端部分20之间的薄片的折弯相对于平行于基部9的平面p稍微倾斜了优选地在5度与8度之间的角β。这意味着远端部分20本身在保持凸片8的中心处在与径向方向成直角的方向上倾斜了相同的角β。
[0068]
根据平行于中心轴线x并且具有基本上等于抵接部16的距离r1的半径的圆柱体，切割每个保持凸片8的远端部分20的自由端。因此，自由端形成远端部分的径向内边缘21，当径向内边缘基本上被定位在距中心轴线x距离r1处时，径向内边缘遵循螺旋部分，该螺旋部分的半径基本上等于在抵接部16之间居中的柱4的半径；当通过基部9观察部件1时，螺旋将沿顺时针方向盘旋。螺旋的盘旋角与角β相对应，并且相对于平行于基部9的平面p在5度与8度之间。
[0069]
参考图4，径向内边缘21被切割成与远端部分20的平坦片大致成直角。径向内边缘与平行于基部9的平面p形成基本等于α的角以使得与柱4接触。内边缘21在形成远端部分20的薄片的厚度上被斜切割出横断表面22，该横断表面与远端部分20的平面形成大约130度的角γ。因此，此横断表面22朝向本体6的基部9定向，并且与平行于基部9的平面p形成大约45度的角δ。横断表面22允许由远端部分20形成的刃部咬入柱4的材料中，并且在部件1围绕柱4转动时切割该材料以形成凹槽。
[0070]
已经为卡持塑料柱4的金属保持构件限定了示例的横断表面22的倾斜度。保持凸片与柱之间的硬度差异越小，则增加所述横断表面的倾斜度、因此减小其与基部的平面形成的角δ的益处将越大。
[0071]
参考图1，可以看到每个保持凸片8的远端部分20被定位在孔腔中的本体6的壁的第二区段15的轴向端部之间，在两个径向抵接部16之间。保持凸片8的主要部分19的柔性允许远端部分20的边缘21分开以允许柱4通过。相比之下，主要部分19与轴向方向形成的较小值(α-90度)的角给予远端部分20的移位的较短行程，如果这些远端部分与中心轴线x分开，则这些远端部分迅速抵靠在孔腔7中的本体6的壁上。
[0072]
根据所述实施例的用于将第二元件3紧固在第一元件2(诸如门面板)上的部件1的使用过程将例如下文所描述的那样执行。
[0073]
参考图7和图8，第二元件3的具有合适的穿孔5的面板型部分(例如，固定凸片)面对第一元件2的柱4被布置，该面板型部分必须被紧固在该柱上，然后通过使柱4穿过穿孔5而靠着第一元件2的壁滑动。这里，此示例的第一元件2由塑料材料制成，并且该第一元件承载的、与第一元件一件式制成的紧固柱也是由塑料制成的。图中所表示的柱4是中空的，但该柱可以是实心的。紧固部件1插入到与本体6的六个外部轴向平坦部10配合的工具7中，以围绕该紧固部件的中心轴线x固持该紧固部件，然后面向从第二元件3露出的柱4定位。图8以横截面示出了当部件1的中心轴线x与柱4的轴线匹配时，保持凸片8的远端部分20的径向内边缘21弯曲到由柱4的外壁限定的圆柱体。
[0074]
参考图9，然后通过将柱4的露出部分螺纹连接到孔腔7中而将部件1压靠在第二元件3的壁上。工具7可以用于沿中心轴线x在图9中的箭头a的方向上施加压力，以拧紧第一元件2与第二元件3之间的联接。
[0075]
将注意，在此操作中，在柱4与保持凸片8的自由边缘21接触之前，本体的形成抵接部的突起16与柱接触，从而使部件1在柱4上正确地居中。还将注意，本体6的在孔腔7的第二区段15中的壁限制了每个保持凸片8的远端部分20的向外径向位移，从而避免了在部件1上
施加拉力时凸片8的向外倾斜。
[0076]
参考图10，在此步骤结束时，保持凸片8的主要部分19弯曲以允许柱4通过并且将边缘21推靠在柱4的外壁上。此外，保持凸片8的形状以及它们与环18的联接意味有使部件1背离第二元件3的壁移动趋势的移动将远端部分20的内边缘21向内部推回并且将增加由径向内边缘21施加的固持力。因此，部件1在相对于两个元件2和3分离的方向上被轴向阻挡，因为该部件保持在柱4周围。
[0077]
附加地，在图9中表示的本体6的补偿凸片12在分离方向上维持张力。这样，该装置防止由于在车辆运行期间的振动而导致的两个元件之间的联接的松动，若非如此该振动将由于部件1沿着柱4较小轴线移动而引起远端部分20的径向内边缘21滑动。
[0078]
参考图9，也可以在轴向压紧之后通过在将部件1拧紧在柱4上而增加联接的紧固性。实际上，通过使用工具7根据箭头b转动部件1，远端部分20形成刃部，刃部的边缘21咬入柱4的材料中，并且通过边缘21的螺旋形状，在该材料中产生螺纹的始端，这样将部件1的旋转运动转换成对抗第二元件3朝着柱4的基部的轴向移动。
[0079]
参考图11，在移除后，工具7围绕部件1插入，并使工具根据箭头c在相对于组装的相反方向上绕轴线x旋转。由于保持凸片8的远端部分20的径向内边缘21在张力作用下抵靠柱4的壁布置，因此这些径向内边缘被嵌入该壁中。出于与前面相同的原因，径向内边缘在柱4上产生了螺纹23。在这种情况下，在与柱4的基部相反的方向产生螺纹23，并且旋转运动使部件1背离第二元件3移动，如图12所指示的。
[0080]
在操作结束时，如图13和14所指示的，部件1完全从柱4上释放，并已经在柱4上直至其自由端产生了螺纹23。然后可以从第一元件2的柱4上移除第二元件3。
[0081]
如果然后有另一个第二元件要紧固在第一元件上，则可以将相同的部件1放回到相同的柱4上。如图13中可以看出，第一元件3的柱4现在具有螺纹23，但这并不妨碍其被重复使用。实际上，在这种情况下，部件1面向柱4定位并压在元件3上，以使联接置于张力作用下，这与螺纹23的位置无关。
[0082]
对于本发明所给出的用途的示例不是限制性的。也可以使用本发明来将第二元件固定在第一元件上，该第一元件的柱由金属制成，例如汽车引擎盖。如此则需要采用这样的部件：其中形成保持构件的金属比柱的金属更硬。
[0083]
本发明还涉及部件的变型实施例，该部件由单一材料制成、由相对于柱具有足够高的硬度的材料制成，以确保锁紧保持凸片和通过旋松来移除。