CN103038102B - 紧固件和包括紧固件的紧固件组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于将附接或覆盖部件(40)紧固到支撑部件(41)的紧固件(10)，具有带沿轴线延伸的外表面(20)的第一紧固部分(11)和具有开口(28)的第二紧固部分(12)，所述开口适用于容纳第一紧固部分(11)，具有沿轴线延伸的内表面(36)。第一紧固部分(11)通过预定破坏构件(39)与第二紧固部分(12)连接。在构件(39)分离之后，第一和第二紧固部分(11，12)之间的轴向距离可通过卡持连接部(22，38)被固定调整。
Description
技术领域
本发明涉及用于将附接或覆盖部件紧固到支撑部件的紧固件，且所述支撑部件特别是机动车辆本体的部件，以及涉及包括紧固件的紧固件组件。
背景技术
已指出的类型的紧固装置主要用在汽车构造中，以将附接或覆盖部件紧固到汽车本体或本体的部件(例如车门等)。这里，紧固应该能够尽可能简单地且在没有工具辅助的情况下实现，且经常存在对紧固装置的区域中的部件的尺寸不准确性进行补偿的需求。
已指出的类型的各种紧固装置例如从EP 0 020 308 A1、EP 1 895 171 A2和US 6,196,607 B1已知。已知紧固装置共有的是销状元件被设置为连接部件，所述销状元件通过***到支撑部件的开口中而与支撑部件连接锁定。这里，不利的是支撑部件必须具有在紧固点处的开口，以及附加器件(例如防护件状的板，和必要的话，附加密封环)必须被设置以便能密封附接或覆盖部件的组件中的这些开口。
DE 100 53 200 C2公开了用于机动车辆的支撑部件与覆盖部件的连接的连接元件，其中第一紧固部件和第二紧固部件通过中间元件连接在一起。第一紧固部件可通过卡扣连接而与中间元件连接，而第二紧固部件可通过卡持连接部而与中间元件连接。卡持连接部设计为允许第一和第二紧固部件之间的距离能在极限内被调整到期望值，同时卡持连接部的保持力设计为基本上大于卡扣连接的保持力，从而在重新组装时，第一和第二紧固部件之间的距离不变化。这里，第一紧固部件可以紧固到覆盖部件，所述覆盖部件具有喷涂的翼片，所述翼片具有开口，第一紧固部件通过位于开口两侧的盘状件而被保持在所述开口中。为了将第二紧固部件紧固到支撑部件，支撑部件具有开口，第二紧固部件的锚固件滑动通过该开口且通过绕其轴线转动的第二紧固部件而被锁定。
DE 10 2008 033,307 A1中还公开了一种紧固装置，用于将附接或覆盖部件紧固到支撑部件，其中连接部件具有凸缘和紧固部分，所述凸缘能引入通过开口进入容纳部件，所述紧固部分具有开口，用于容纳从保持部件直立的保持螺栓。弹性锁定指状物布置在开口中，设置有头部的保持螺栓通过该弹性锁定指状物能够被牢固地保持在紧固部分中。
发明内容
本发明的目的是获得所述类型的紧固件，其允许调整和固定要被连接在一起的部件的间距且易于操作。此外，紧固件设计为制造简单且不昂贵以及不要求用于其组装的任何特殊工具。进一步地，紧固件使一种紧固件组件可行，所述紧固件组件确保紧固部件与支撑部件以及(如果必要)覆盖部件的可靠密封。
根据本发明，该目的通过具有以下特征的紧固件实现：所述紧固件用于将附接或覆盖部件紧固到支撑部件，所述支撑部件是机动车辆的本体的部件，所述紧固件具有第一紧固部分、第二紧固部分和卡持连接部，所述第一紧固部分具有沿轴线延伸的外表面、所述第二紧固部分具有开口，所述开口适用于容纳第一紧固部分并具有沿轴线延伸的内表面，所述卡持连接部设计为用于将外表面与内表面连接，其允许第一和第二紧固部分之间的轴向距离的调整，其中，第一紧固部分通过至少一个预定破坏点或至少一个预定破坏构件与第二紧固部分连接，其特征在于，紧固部分中的一个被设计为中空本体，其中中空本体的一个端部具有用于保持螺栓的***开口，且其中用于保持所述保持螺栓的保持器件布置在中空本体的内侧。
根据本发明，用于将附接或覆盖部件紧固到支撑部件(特别是是机动车辆的本体的部件)的紧固件，包括第一紧固部分、第二紧固部分和卡持连接部，所述第一紧固部分具有沿轴线延伸的外表面，所述第二紧固部分具有开口，所述开口适用于容纳第一紧固部分并具有沿轴线延伸的内表面，所述卡持连接部设计为用于将外表面与内表面连接，其允许第一和第二紧固部分之间的轴向距离的调整，其中第一紧固部分通过至少一个预定破坏点或至少一个预定破坏构件与第二紧固部分连接，其中紧固部分中的一个被设计为中空本体，其中中空本体的一个端部具有用于保持螺栓的***开口，且其中用于保持所述保持螺栓的保持器件布置在中空本体的内侧。
由于具有预定破坏点或预定破坏构件的两个紧固部分的连接，根据本发明的紧固件首先形成易于操作和组装的单件部件。两个紧固部分通过预定破坏点或预定破坏构件以彼此对准的方式被保持，其有利于后续的组装。在组装中，紧固部分可首先与指定给它的结构部件连接，例如第二紧固部分与覆盖部件。随后，结构部件和紧固件的预组装单元可与其他结构部件连接，例如支撑部件，且随后组装可以继续，作为在单件紧固件的情况。在该第一组装步骤之后，两个结构部件通过紧固件在预组装位置被保持在一起，且通过后续的组装步骤，现在被更牢固地连接且被带入彼此分开的期望距离。同时，预定破坏点或预定破坏构件分开且紧固部分以大约所需的量相对于彼此运动，于是第一紧固部分穿入第二紧固部分的开口，且形成在紧固部分外表面和内表面上的卡持连接部的部分被锁闭在一起，以及两个紧固部分由此牢固地连接在一起。可沿轴向方向调整的卡持连接部将两个紧固部分以高的保持力固定到彼此，使得紧固件从两个结构部件中的一个的分离在不分离卡持连接部的固定的情况下可行。结构部件之间的距离，一旦被调整，则因此也在紧固元件的任何拆卸和重新组装中被保持，例如用于修理目的。
根据本发明，第一和第二紧固部分可以直接地毗邻彼此。然而，可以替换地设置为，第一紧固部分位于距第二紧固部分的一定距离处且紧固部分通过桥接该距离的多个预定破坏构件连接在一起。
根据本发明，卡持连接部可以通过第一紧固部分的外表面上的外齿部和第二紧固部分的内表面上的与外齿部协作的内齿部形成。为了有助于锁闭且同时对拉动造成的分离具有高的抵抗，有利的是当外齿部和/或内齿部设计为锯齿状时，其中在每一种情况下中齿部的齿具有较陡峭锁定侧面和不太陡峭斜坡侧面，且紧固部分的外齿部和/或内齿部的斜坡侧面在每一种情况下面向另一紧固部分。为了锁闭，紧固部分被按压到彼此，且斜坡侧面促进了齿部的齿在彼此上滑动。沿相反方向，锁定侧面有效且防止闭锁的卡持连接部分离。
根据本发明，外齿部和内齿部可具有沿轴向方向的相同的齿间距。然而，可以替换地设置为，一个齿部具有比另一个更小的齿间距，以便获得更少的调整步骤。此外，可以设置为，外齿部和/或内齿部在外表面和/或内表面的整个周边上延伸。另一方面，替换地足够的是且出于与生产有关的技术原因有利的是当外齿部和/或内齿部仅在外表面或内表面的至少一个周向部分上延伸时。如果外齿部和内齿部仅在至少一个周向部分上延伸，则可以设置沿轴向方向行进的限制肋，其防止彼此接合的齿部通过一个紧固部分相对于另一个的扭曲而脱离接合.
根据本发明的附加提议，卡持连接部的锁闭可以有助于第一和/或第二紧固部分在外或内齿部的区域中相对于轴线径向地弹性变形。径向变形度例如可以以简单的方式实现，其中设置有外或内齿部的紧固部分的周向部分设计为沿径向方向可弯曲。
根据本发明另一提议，还可以确保卡持连接部的经调整的卡持位置的固定，其中相应紧固部分的外表面和/或内表面设置有粘接材料覆盖层。粘接材料能通过压力或热量起作用。
根据本发明，紧固部分，优选地第一紧固部分，设计为中空构件，其中中空构件的一个端部具有用于螺栓的***开口，且其中在中空构件的内侧上形成用于牢固保持螺栓的保持器件。保持器件优选地具有至少一个柔性锁定指状物，其从***开口倾斜向内延伸到空腔中。该设计允许针对将紧固件组装在螺栓上获得小的挤压力同时对分离的高抵抗。此外，用于引导保持螺栓和使保持螺栓居中的引导肋可以布置在空腔中。
此外，一个紧固部分，优选第二紧固部分，可以具有相对于轴线径向延伸的凸缘，所述凸缘能够与结构部件连接，所述结构部件特别是覆盖部件。
紧固件优选地用热塑性合成材料形成为单件。然而，紧固件的多部件产品也是可以的。
使用根据本发明的紧固件的有利紧固件组件包括具有杆部和变厚的头部的螺栓，所述杆部通过底端部紧固到支撑部件，所述头部通过弹性地卡扣的保持器件且还通过与覆盖部件连接的容纳部件而被牢固地保持在紧固件的第一紧固部分中，所述容纳部件具有空穴，所述空穴具有侧向开口和引入槽道，其中紧固件通过侧向开口***到容纳部件中，从而第二紧固部分接合在空穴中。螺栓的底端部优选地被焊接到支撑部件。支撑部件因此不需要用于紧固螺栓的开口，从而保证了支撑部件上的紧固点的完全密封。容纳部件整合到覆盖部件中。在紧固件组件的组装完成和经调整的状态下，紧固件的至少一个预定破坏点分开且紧固部分被牢固地锁闭在一起。
附图说明
通过示例性实施例在下文详细本发明，其在附图在被示出，其中:
图1显示了根据本发明的紧固件的侧视图A，
图2是图1的紧固件的俯视图，
图3是图1的紧固件的横截面，
图4是图1的紧固件的侧视图B，
图5是紧固件组件，包括图1的紧固件，并处于预组装状态下，和
图6是在最后的组装状态下的图5的紧固件组件。
具体实施方式
图1到4所示的紧固件10具有第一紧固部分11和第二紧固部分12。紧固部分11、12均设计为相对于共同轴线旋转对称且分成三个基本上相等的扇形部分。
第一紧固部分11具有带有基本上圆柱形壁13的中空构件的形式，所述壁13围绕空腔14，所述空腔14在两个端部处均打开。空腔14在与第二紧固部分12相对的侧上具有***开口15且容纳三个柔性锁定指状物16，所述柔性锁定指状物16均匀间隔开且在它们之间存在引导肋17。锁定指状物16形成在壁13上且在引入开口15附近，并且沿空腔14的中心方向和沿紧固部分12的方向倾斜地延伸。引导肋17沿轴向方向行进且在***开口15处设置有倾斜引入表面18。在引导肋17邻近紧固部分12的端部处，引导肋17具有止动突起部19，所述止动突起部径向地朝向内，其限制***的深度。
在其外侧上，紧固部分11具有圆柱形外表面20，所述外表面从毗邻紧固部分12的端部一直延伸到锥形环圈部21，环圈部的外部直径随距紧固部分12的距离增加而增加。外表面具有外齿部22，所述外齿部包括三个部分23，所述三个部分布置为以均匀周向距离分开，在每一种情况下所述三个部分沿周向方向在45°的扇形角度上延伸。外齿部22具有锯齿形状的齿，锁定侧面(flank)径向地行进且倾斜侧面以大约45°的角度倾斜，它们面向紧固部分12。如图4所示，通过限制肋24平行于轴线行进，外齿部的至少一个部分在其周向端部被限制，所述肋具有与外齿部22的齿基本相同的高度。
第二紧固部分12具有环的形式，所述环具有环形壁27和中央圆柱形开口28，所述开口的内部直径略微大于紧固部分11的外表面20的外部直径。在面向紧固部分11的侧上，紧固部分12形成平坦的凸缘29，所述凸缘在环形壁27上径向向外地突出。壁27具有三个壁部分30，所述三个壁部分布置为以均匀的距离分开，其被设计为是双壁的且具有内壁31和外壁32，所述内壁和外壁由槽道33将彼此分开。壁部分30沿周向方向在大约70°的扇形角度上延伸且在每一种情况下相对于径向平面居中布置，其在中心划分第一紧固部分11的外齿部22的部分23。由于该设计，壁部分30的内壁31在它们的中央区域中径向地弹性屈服，而外壁32由于它们至凸缘29的连接而具有更大的径向刚度。壁部分34沿周向方向在壁部分30之间延伸，所述壁部分34与凸缘29连接且在它们的外侧上具有加强肋35。
在由壁31形成的开口28的内表面36的部分上布置内齿部38的部分38。部分38具有与紧固部分11的外齿部22的部分23大约相同的周向长度且位于与紧固部分11的外齿部22的部分23相同的扇形部分中。内齿部38的齿类似地具有锯齿轮廓，且在面向紧固部分的侧上具有斜坡侧面且在相对侧具有锁定侧面。然而，内齿部38的齿的间距小于外齿部22的齿的间距。
紧固部分11、12在一种布置中由预定破坏构件39牢固连接在一起，其中紧固部分11的与***开口15相对的端部就在紧固部分12的开口28之前。预定破坏构件39具有平行六面体平坦凸头(burl)的形式且布置在毗邻紧固部分12的紧固部分11的前侧。预定破坏构件39突出到紧固部分12的开口28中且在开口28的内边缘处转换成环形壁27。构件39由此将紧固部分11、12连接成结构单元，所述结构单元可以在注射模制过程中用热塑性合成材料制成为单件。
图5显示了紧固件10的优选使用方式，用于将覆盖部件40紧固到支撑部件41。这里，覆盖部件40具有形成在其上的空穴42，紧固件10的紧固部分12可***该空穴中。空穴包括板43，所述板43布置为距覆盖部件40有一定距离，具有在一侧上打开的引入槽道44，紧固部分11可被引入到该引入槽道44中。板43通过U形壁45被紧固到覆盖部件40，所述U形壁以一定距离围绕引入槽道44。空穴42尺寸足够大，以使得具有其紧固部分12的紧固件10(如图5所示)通过平行于板43的运动而被***到到空穴42中且可通过覆盖部件40和板43之间的轻轴向夹紧而被保持。沿径向方向，紧固件10在一定程度上可在空穴42中运动，用于补偿尺寸公差。
在紧固件10应用到覆盖部件40之后，紧固件10与覆盖部件40一起被紧固到支撑部件41。支撑部件41在紧固部件上具有焊接螺栓46和头部47，所述螺栓46从支撑部件41直立，所述头部47具有大于螺栓的杆部的直径。头部47具有用于辅助***的凸出弯曲前侧。在面向支撑部件41的后侧上，头部形成用于锁定指状物16的锥形接触表面48。接触表面48的倾斜程度影响将紧固件10从螺栓46分离所需的拉开力。
为了将覆盖部件40紧固到支撑部件41，带有紧固件10的覆盖部件40首先朝向支撑部件41运动，从而螺栓46可穿入到紧固件10的***开口15中。紧固件10随后以一力通过覆盖部件40被按压在支撑部件41上，所述力使得由引导肋17引导的螺栓46穿入紧固件10的第一紧固部分11，其中其头部47将锁定指状物16分开且滑动通过它们。一旦头部47已经达到如图5所示的端部位置，则锁定指状物16弹回到它们的开始位置且由它们的端部表面支撑在头部的接触表面48上。
在如图5所示且如此到达的预组装位置中，覆盖部件40通过紧固件10保持在支撑部件41上，但是其与支撑部件41的距离太大且仍必须被调整到期望范围。出于该目的，在合适的装置的帮助下且通过使用提高的按压力，覆盖部件40一直运动到达到支撑部件41的期望范围。在门覆盖件的情况下，间隔件可以用作其厚度对应于槽道尺寸装置，所述槽道尺寸存在于门覆盖件和相邻部件(例如仪表盘)之间。通过关闭门，由仪表盘上的间隔件支撑的门覆盖件被带入门上的期望槽道尺寸具有的相对于仪表盘的位置。在该调整操作中，紧固件10的预定破坏构件39分开，且第一紧固部分11穿入第二紧固部分12的开口28。取决于覆盖部件40的接近的运动的大小，外齿部22的更多或更少数量的齿跳过内齿部38的齿，于是内齿部因为内壁31的柔性而能够径向向外运动。
在图6中所示覆盖部件40相对于支撑部件41的示例性端部位置中，外齿部22和内齿部38的一些齿被锁闭在一起且由此形成卡持连接部，通过该卡持连接部，紧固部分11、12在所达到的位置中紧固在一起。卡持连接部设计为使得其在足够距离的情况下沿拉动方向的载荷能力大于用于将紧固件10从支撑部件41的螺栓46拉开的力。此外，压力造成的带有一距离的卡持连接部的载荷能力大于将紧固件10按压到螺栓46上所需的挤压力。覆盖部件40和支撑部件41之间的距离(通过外齿部22与内齿部38的选择性锁闭实现)的调整因此甚至在覆盖部件40的拆卸和重新组装时也保持不变，且并不是每次都要求重新调整。
图6显示了一例子，其中尚未达到覆盖部件40和支撑部件41之间的最小距离。在紧固件10的情况下的最小距离通过锥形环圈部21确定，所述锥形环圈部21允许当环形壁27与环圈部21接触时用于将覆盖部件按压上的力显著增加。
所述的紧固件尤其适用于在机动车辆中门覆盖件的紧固。由于它的可调整性，门覆盖件和毗邻它的结构部件之间的槽道尺寸可以简单的方式且以所需准确性被调整。紧固件进一步允许通过克服其柔性锁定指状物的保持力而无破坏地拆卸，槽道的被调整的尺寸也被保持。紧固件还使得不漏水的紧固件组件可行，因为支撑部件不需要紧固开口。最后，由于紧固件和覆盖部件之间的连接的设计，相对于紧固件的轴线横向的尺寸公差可被补偿。
Claims (17)
1.一种用于将附接或覆盖部件紧固到支撑部件的紧固件(10)，所述支撑部件是机动车辆的本体的部件，所述紧固件(10)具有第一紧固部分(11)、第二紧固部分(12)和卡持连接部，所述第一紧固部分(11)具有沿轴线延伸的外表面(20)、所述第二紧固部分(12)具有开口(28)，所述开口适用于容纳第一紧固部分(11)并具有沿轴线延伸的内表面(36)，所述卡持连接部设计为用于将外表面(20)与内表面(36)连接，其允许第一和第二紧固部分(11，12)之间的轴向距离的调整，其中，第一紧固部分(11)通过至少一个预定破坏点或至少一个预定破坏构件与第二紧固部分(12)连接，其特征在于，紧固部分(11，12)中的一个被设计为中空本体，其中中空本体的一个端部具有用于保持螺栓(46)的***开口(15)，且其中用于保持所述保持螺栓(46)的保持器件布置在中空本体的内侧。
2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，第一和第二紧固部分(11，12)布置为以一定距离分开且通过桥接该距离的多个预定破坏构件连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的紧固件，其特征在于，通过外表面(20)上的外齿部(22)和内表面(36)上的与外齿部(22)协作的内齿部(38)形成卡持连接部。
4.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，外齿部(22)和/或内齿部(38)成形为锯齿状，而在每一种情况下齿具有较陡峭的锁定侧面和不太陡峭的斜坡侧面，且第一紧固部分(11)或第二紧固部分(12)的外齿部(22)和/或内齿部(38)的斜坡侧面在每一种情况下面向另一紧固部分(12或11)。
5.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，第一紧固部分(11)或第二紧固部分(12)的外齿部(22)或内齿部(38)具有的齿间距比另一紧固部分(12或11)的内齿部(38)或外齿部(22)的齿间距小。
6.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，外齿部(22)和/或内齿部(38)形成闭环。
7.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，外齿部(22)和/或内齿部(38)在外表面(20)或内表面(36)的至少一个周向部分上延伸。
8.如权利要求7所述的紧固件，其特征在于，沿轴向方向行进的限制肋(24)布置在外齿部(22)或内齿部(38)的至少一个周向部分的周向端部处。
9.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，第一和/或第二紧固部分(11，12)可在外齿部(22)或内齿部(38)的区域中相对于轴线径向地弹性变形。
10.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，外表面(20)和/或内表面(36)设置有粘接材料覆盖层，该覆盖层能通过压力或热量而起作用。
11.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，保持器件具有至少一个柔性锁定指状物(16)，该锁定指状物从***开口(15)向内倾斜延伸进入空腔。
12.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，紧固部分(11、12)中的一个具有相对于轴线径向地延伸的凸缘(29)。
13.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，其用热塑性合成材料形成为单件。
14.一种紧固件组件，包括根据前述任一权利要求所述的紧固件，其特征在于具有杆的螺栓(46)，所述螺栓通过底端部紧固到支撑部件(41)且具有变厚的头部(47)，所述头部通过弹性地卡扣的保持器件且通过与覆盖部件(40)连接的容纳部件而被牢固地保持在紧固件(10)的第一紧固部分(11)中，所述覆盖部件具有空穴(42)，所述空穴具有侧向开口和引入槽道(44)，其中紧固件(10)通过侧向开口***到容纳部件中，使得第二紧固部分(12)接合在空穴(42)中。
15.如权利要求14所述的紧固件组件，其特征在于，螺栓(46)的底端部焊接到支撑部件(41)上。
16.如权利要求14或15所述的紧固件组件，其特征在于，容纳部件整合到覆盖部件(40)中。
17.如权利要求14或15所述的紧固件组件，其特征在于，在组装完成和经调整状态下，紧固件(10)的至少一个预定破坏点分开且紧固部分(11，12)被牢固地锁闭在一起。
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