CN1242183C - 可剪断的紧固装置 - Google Patents

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Abstract

一种用来将面板固定到框架上的紧固装置，它适于在一个预定荷载下剪断以便与该面板脱开。一销钉和一个“S”形容座协同工作以便提供一个预定的断点。

Description

可剪断的紧固装置
技术领域
本发明涉及紧固装置领域，尤其是涉及一种以销钉和容座形式使用的紧固装置。
背景技术
许多类型的紧固装置已被用于将一块或多块面板可拆卸地固定到一个框架上，或者将一块面板固定到另一块上。已经得知，可提供例如四分之一圈紧固件的容纳在各种各样相关容座中的销钉。为了保持住面板或其他连接构件，一些销钉用来胀大容座，以便提供可靠的接合来防止销钉和容座缩回。
需要一种紧固构件，它能可靠地安装从而将一块面板保持在一框架或其他构件上，并且具有能以紧固构件的四分一圈来释放和屈服于预定力的荷载的能力，使得紧固件可损坏，因此使得面板成为自由状态。
在汽车工业中，具有能在猛烈碰撞之类的冲击情况下变成与其他构件脱离和/或分离的构件是特别有用的。例如在雪和冰多的地方，安装在汽车车厢下方的噪声面板由于与雪和/或冰或其他物体接触而剧烈振动。不是使得该面板毁坏或者撕裂，而是更希望例如紧固销钉的面板紧固构件松开从而使得该面板作为整体而不是作为零星碎片脱离。这有助于面板重新使用并尽可能进一步减少对有关表面的损伤。还有，如果容座自身未受损伤而能再使用也是十分有益的。
此外，噪声面板通常连接在其他构件例如小轿车车挡、前灯、雾灯、栅格和其他机动车辆构件上，在其与面板一同脱落的情况下，更换起来成本很高。因此最好是提供一种用来将这种面板紧固到机动车辆上的装置，它将从机动车辆和其他与其连接的机动车辆构件上脱开，在此同时尽可能减少对该机动车辆的其它部件的损伤。
发明内容
本发明提供一种紧固装置，它包括一容座和一个用来连接其中的销钉紧固构件。本发明紧固装置设计用于高间歇荷载并具有用来保持一静荷载的预定强制技术要求，还具有一临界峰值工作荷载。例如，该紧固装置可在50牛顿(N)的稳定静态荷载下工作并可具有800N的峰值工作荷载。该紧固装置最好包括一容座和一销钉。在超过峰值工作荷载之后，销钉会剪断，从而允许与之连接的面板或其他构件脱离。
最好是，销钉由塑料制成并构成为在所需的工作峰值或者临界荷载力状态下发生剪切。该塑料最好为一种能改善紧固构件耐久性的抗腐蚀材料。
最好提供一种夹持类型的容座与紧固销钉构件一起使用。最好是，一波浪形构形在销钉和容座表面之间提供一具有最大荷载承受面积的相互作用区域。最好是，销钉构造成为具有加大的径向端部以便有助于力荷载分布，因而能减小在销钉端部的应力集中。容座和销钉一起协同工作以便对于在预定工作/应力荷载下的可预测剪切失效提供一预定断点。
销钉最好具有一带波浪形相互作用区域的加大端部构形。而容座设有一协调相关的波浪形相互作用区，以便保持销钉转动例如四分之一圈时保持住销钉从而使销钉与容座紧固。最好是，容座为一种夹持类型，并能夹住面板或框架的边缘。
即本发明提出一种一种用来将第一构件固定到第二构件的紧固装置，该紧固装置包括：销钉，其具有头部和具有至少一个从中伸出的突缘的端部，所述至少一个突缘具有波浪形的相互作用区域；以及底部，其具有可通过所述至少一个突缘接合的表面，以便将所述销钉可松开地紧固在所述底部上，使得当所述销钉紧固在所述底部时该紧固装置可用来将第一构件紧固在第二构件上；其特征在于，所述底部具有适于容纳所述销钉的所述端部的孔，所述孔具有内表面，所述内表面具有波浪形构造的壁部分，由所述至少一个突缘接合的所述表面通过所述底部的所述内表面的所述波浪形构造的壁部分形成，当所述销钉紧固在所述底部上以便将第一构件紧固在第二构件上时，所述至少一个突缘的所述波浪形的相互作用区域与所述底部的所述波浪形构造的壁部分相配。
也提出一种将第一构件固定在第二构件上的紧固装置，该紧固装置包括：销钉，其具有头部、端部和位于所述销钉的所述头部和所述端部之间的剪切部分；以及底部，所述销钉的所述端部适于紧固在所述底部上，使得当所述销钉紧固在所述底部上时该紧固装置可用来将第一构件固定在第二构件上；其中所述销钉和所述底部构造成使得所述销钉转动四分之一圈以便将所述销钉紧固在所述底部上，以及由此当该紧固装置在超过预定极限峰值工作载荷的工作载荷下操作时所述销钉将剪断，使得该紧固装置破坏。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的紧固装置透视图。
图2是根据本发明第一实施例的销钉透视图。
图3是根据本发明第一实施例的容座透视图。
图4是根据本发明第二实施例的紧固装置透视图。
图5是根据本发明第二实施例的容座透视图。
图6是根据本发明第二实施例的销钉透视图。
具体实施方式
参见图1至3，图中显示一本发明紧固装置10的一第一选择实施例，它包括一用来将例如面板100的第一构件固定到一相应面板或框架200上的销钉11。设置一容座12，其显示为包括一总体呈“S”形构形并具有将容座12连接到框架200上的装置。所述用来将容座12连接到框架200上的装置包括一夹子13，夹子13形成为总体呈“S”形的容座构形的一部分并具有由圆弧部分16相连的一上夹臂14和一下夹臂15。最好是，上夹臂14和下夹臂15是可偏转的，使其在容座12安装在框架200上时能由框架200偏转。例如，上夹臂14和下夹臂15以及连接的圆弧部分16能起到类似一片簧的作用。这还能为销钉11提供一个预应力。此外，上臂14的底侧面和/或下臂15的顶侧面可包含有助于容座12连接和/或保持在框架200上的多个倒刺或其他构件，未显示。
销钉11显示出具有一头部18，该头部中具有一个沟槽17。设置沟槽17是为了便于用例如有槽改锥这样一类的工具来转动销钉11。可以想象，对于使用其他工具，其包括一种专用成形工具的菲利浦(Phillips)头部改锥，其他的构形也能用作在此显示和描述的沟槽17的一种选择。在图2中销钉11显示为具有一个端部20，在上面有用来将销钉11保持在容座12中的突缘21、22。明确地说，销钉11的端部20在图1中显示为在容座12的底板23下方伸出。在底板23的下侧面上具有凸起25、26，它们分布在容座孔口27的边缘上。紧固销钉11构造成***容座12的洞口27之中并转动四分之一圈从而闭合。同样，销钉11能借助于反转四分之一圈而被松开。
容座还具有一个套环30，它从底板23向上延伸并用来促进销钉11的保持和对准。参见图2，销钉11显示出具有一上环绕凸缘32和下环绕凸缘33。最好是上环绕凸缘32和下环绕凸缘33能便于销钉11保持在一面板上，使得销钉11不与容座12连接时不会变成与面板100脱离。
图3显示一个已安装在面板200上的容座12的独立视图。该容座最好具有一位于上臂14内的孔37和一位于下臂部分15内的孔38。最好是面板200也有一个孔201，它设置成与容座12的孔37、38对准，因而销钉11能从此穿过以便使销钉端部20与容座孔口27连接。
最好是销钉端部20具有一个波浪形构形，而保持孔27设有一相配的相关联的波浪形构形。该波浪状轮廓提供一加大的荷载支承面积从而为力荷载提供增大的分布。
在图4中显示一包括销钉111和容座112的第二选择实施例紧固装置110。销钉111具有一带沟槽117的头部118，但尽管此处显示为沟槽117，头部118也能包括结合第一选择实施例销钉11所描述的可选择构形。销钉111包括在凹槽形式的轴环142处连接的一颈部140和一轴141。最好是例如轴环142能包括指定的剪切部分。作为替代，在无需剪切部分时颈部140也能在没有轴环142的情况下与轴141连接。
容座112在图5中显示得最为清楚，它具有一在其中容纳销钉111的端部120的孔口127。容座112的孔口127显示出设有一形成孔口127内表面的波浪状构形的壁部150。最好是，销钉111在其端部120处设有一相配的相关联的波浪构形。销钉端部120设有从轴141向外伸出的突缘121、122。
参见图6，该图详细地显示出销钉111，可以看出突缘121、122各自设有一波浪状构形表面157、158。突缘121、122设有与容座112接触的广泛区域。但没有显示的是，销钉111也设有一保持器，它便于将销钉保持在一面板例如面板100上，因而在销钉未安装在容座内时不会与面板脱离。
容座112设有由圆弧连接部分116连接的一上夹臂114和一下夹臂115。在上夹臂内设有一第一孔137，而在下夹臂115内布置一第二孔138。在容座112上设有一容纳套环147，以便在销钉***并转动四分之一圈时容易与销钉端部120连接。套环壁部150的内壁波浪形构形促进销钉111的紧固。
在下夹臂115和套环147之间布置着一对翼板160、161。翼板160、161能够例如在销钉端部120紧固时为容座112提供进一步的支承。翼板还能提供一弹簧装置，它用来为紧固的销钉提供一预应力。
销钉端部120和突缘121、122的波浪构形设置成在销钉端部120***容座洞口138之后转动四分之一圈的情况下与处于锁紧位置的容座内壁150对准。
本发明提供一种经过改进的紧固装置，它使销钉和容座之间具有经过改进的接触面积从而使应力集中最小化。还有，分别与轴141连接的突缘121、122并形成圆弧的波浪状构形表面157、158增加，以便减少在这些部位的应力集中。此外，容座夹臂114、115能分别设有一圆弧的引导边缘部169、170，它们有助于容座连接在面板200之类的一面板构件上。
剪切结构能使该紧固装置以一种可预测的方式失效，因而由该装置紧固的物品的完整性得以保持。容座12和112最好具有片簧装置，借此为紧固的销钉提供预应力。
可以理解，本发明不局限于此处描述的优选实施例，而是包含后继权利要求范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用来将第一构件固定到第二构件的紧固装置，该紧固装置包括：
销钉，其具有头部和具有至少一个从中伸出的突缘的端部，所述至少一个突缘具有波浪形的相互作用区域；以及
底部，其具有可通过所述至少一个突缘接合的表面，以便将所述销钉可松开地紧固在所述底部上，使得当所述销钉紧固在所述底部时该紧固装置可用来将第一构件紧固在第二构件上；
其特征在于，所述底部具有适于容纳所述销钉的所述端部的孔，所述孔具有内表面，所述内表面具有波浪形构造的壁部分，由所述至少一个突缘接合的所述表面通过所述底部的所述内表面的所述波浪形构造的壁部分形成，当所述销钉紧固在所述底部上以便将第一构件紧固在第二构件上时，所述至少一个突缘的所述波浪形的相互作用区域与所述底部的所述波浪形构造的壁部分相配。
2.如权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销钉具有位于所述头部和具有所述至少一个突缘的所述端部之间的剪切部分，由此当该紧固装置在超过预定极限峰值工作载荷的工作载荷下操作时所述销钉将剪断，使得该紧固装置破坏。
3.如权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述预定极限峰值工作载荷是800牛顿。
4.如权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述销钉转动四分之一圈以便将所述销钉和所述底部紧固。
5.如权利要求4所述的紧固装置，其特征在于，所述底部是卡合类型的容座的一部分。
6.如权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，第二构件具有通过其中的孔口，并且所述容座还包上夹臂、下夹臂和连接所述上夹臂和所述下夹臂的圆弧部分，每个所述上夹臂和所述下夹臂具有相互对齐的孔口，所述上夹臂和所述下夹臂能够在其中容纳第二构件，使得每个所述上夹臂和所述下夹臂中的所述孔口将与通过第二构件的孔口对齐，使得所述销钉通过所述上夹臂和所述下夹臂，并用于在使用该紧固装置将第一构件固定到第二构件时，将具有所述至少一个突缘的所述销钉的所述端部紧固在所述底部的所述孔上。
7.如权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，所述容座还包括布置在所述下夹臂和所述底部之间的弹簧配置，使得当所述销钉紧固在所述底部并且该紧固装置用来将第一构件固定在第二构件上时，预载荷力作用在所述销钉上。
8.如权利要求7所述的紧固装置，其特征在于，所述弹簧配置是布置在所述下夹臂和所述底部之间的片簧配置。
9.如权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销钉具有至少一个凸缘，以所述销钉不与所述容座连接时使所述销钉保持在第一构件上。
10.如权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，所述上夹臂、所述圆弧部分、所述下夹臂、所述片簧配置和所述底部一起对于所述容座提供总体S形构造。
11.如权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，所述片簧配置将所述底部偏置离开所述上夹臂和所述下夹臂。
12.如权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述销钉具有从所述头部延伸到所述突缘的轴，并所述销钉具有形成在所述轴上的轴环，所述销钉适于当超过所述预定极限峰值工作载荷的工作载荷施加在所述销钉上时将销钉在所述轴环处被剪断。
13.一种将第一构件固定在第二构件上的紧固装置，该紧固装置包括：
销钉，其具有头部、端部和位于所述销钉的所述头部和所述端部之间的剪切部分；以及
底部，所述销钉的所述端部适于紧固在所述底部上，使得当所述销钉紧固在所述底部上时该紧固装置可用来将第一构件固定在第二构件上；
其中所述销钉和所述底部构造成使得所述销钉转动四分之一圈以便将所述销钉紧固在所述底部上，以及
由此当该紧固装置在超过预定极限峰值工作载荷的工作载荷下操作时所述销钉将剪断，使得该紧固装置破坏。
14.如权利要求13所述的紧固装置，其特征在于，所述预定极限峰值工作载荷是800牛顿。
15.如权利要求13所述的紧固装置，其特征在于，所述底部是卡合类型的容座的一部分。
16.如权利要求15所述的紧固装置，其特征在于，第二构件具有通过其中的孔口，并且所述容座还包上夹臂、下夹臂和连接所述上夹臂和所述下夹臂的圆弧部分，每个所述上夹臂和所述下夹臂具有相互对齐的孔口，所述上夹臂和所述下夹臂能够在其中容纳第二构件，使得每个所述上夹臂和所述下夹臂中的所述孔口将与通过第二构件的孔口对齐，使得所述销钉通过所述上夹臂和所述下夹臂，并用于在使用该紧固装置将第一构件固定到第二构件时，将具有所述至少一个突缘的所述销钉的所述端部紧固在所述底部的所述孔上。
17.如权利要求16所述的紧固装置，其特征在于，所述容座还包括布置在所述下夹臂和所述底部之间的弹簧配置，使得当所述销钉紧固在所述底部并且该紧固装置用来将第一构件固定在第二构件上时，预载荷力作用在所述销钉上。
18.如权利要求17所述的紧固装置，其特征在于，所述弹簧配置是布置在所述下夹臂和所述底部之间的片簧配置。
19.如权利要求18所述的紧固装置，其特征在于，所述上夹臂、所述圆弧部分、所述下夹臂、所述片簧配置和所述底部一起对于所述容座提供总体S形构造。
20.如权利要求18所述的紧固装置，其特征在于，所述片簧配置将所述底部偏置离开所述上夹臂和所述下夹臂。
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