本發(fā)明涉及一種用于將兩個部件組裝在一起的緊固裝置。

本發(fā)明更具體的涉及這樣一種緊固裝置，該緊固裝置用于將第一部件(例如用于裝飾機動車門的裝飾面板)組裝到第二部件(例如車門的內(nèi)壁)上，該緊固裝置包括：母元件，該母元件具有呈現(xiàn)為管狀內(nèi)表面的軸向腔，并用于接合在第一部件上；公元件，該公元件具有桿的形狀，用于軸向地插入至所述腔內(nèi)，并用于接合在第二部件上；以及保持裝置，該保持裝置具有U形夾具的形式，插入至母元件的殼體內(nèi)，橫向穿過軸向腔，從而夾緊公元件，并將公元件軸向鎖定在母元件的腔內(nèi)。

背景技術(shù)：

在汽車工業(yè)中，應(yīng)用多種技術(shù)來通過緊固裝置(諸如粘合、螺釘緊固或使用卡扣(clasp))將兩個部件組裝在一起。

在機動車輛中，緊固裝置必須是一種定位在預(yù)定位置的安全構(gòu)件，從而確保特別是當(dāng)門裝飾面板位于氣囊的展開路徑上時，門裝飾面板不會在側(cè)面沖擊的影響下與門壁的片狀金屬分離，然后被危險地驅(qū)甩至車輛的乘客室內(nèi)。

通過示例，已知這樣一種緊固裝置，包括螺釘，該螺釘具有穿過內(nèi)門裝飾面板的螺紋，并固定至緊固在門壁的卡扣上。通常認為螺釘?shù)挚箯目勖撾x的強度是不足的，所以門裝飾面板在沖擊情況下可能會被驅(qū)甩進車輛的乘客室內(nèi)。

這就是為什么機動車輛制造商探求使用可以在側(cè)面沖擊的情況下表現(xiàn)出良好抗脫離強度的緊固裝置。

基于卡扣和叉形件(prong)的緊固裝置部分地滿足這種限制。每個卡扣和叉形件元件結(jié)合到待組裝在一起的相應(yīng)部件中，并通過將叉形件滑動或扣合緊固至卡扣的腔內(nèi)來進行組裝。將叉形件保持在其腔內(nèi)的卡扣目前表現(xiàn)出最好的抗脫離強度。

在文件EP 1 360 420、US 6 254 302和EP 1 577 567中描述了此類緊固裝置。

具體的，文件FR 2 981 135展現(xiàn)了這種類型的緊固裝置，該緊固裝置具有用于接合在面板上的公元件和用于接合在門的金屬壁上的母元件，這兩種元件配置成使得母元件能夠通過保持裝置來保持公元件，該保持裝置為銷的形式，可插入至母元件中，從而緊固并保持公元件。

在該緊固裝置中，銷是一種具有末端的彎曲金屬絲，所述末端構(gòu)成了容納在母元件中的保持裝置。通過公元件的與銷的柔性部分相接觸的肩部而防止公元件從腔內(nèi)移除。然而，在側(cè)面沖擊的情況下，肩部施加在柔性部分的強大壓力可能造成柔性部分扭曲，造成公元件從母元件意外釋放。

該銷的另一特征在于它能夠通過控制構(gòu)件而從母元件中取出，從而釋放公元件，進而能夠?qū)⒚姘鍙能嚤谝瞥?/p>

控制構(gòu)件是由上述彎曲金屬絲構(gòu)成的環(huán)，該環(huán)從母元件突出。在該裝置中，為了從母元件移除銷，必須將一工具接合在環(huán)中并在銷上進行拉動，從而從母元件移除銷。

為了多次使用緊固系統(tǒng)，必須通過執(zhí)行不太實用的銷插入步驟來將銷重新定位在母元件中。

另外，當(dāng)從母元件中釋放銷時，該銷可能在操作期間丟失，因此使得緊固裝置不可用。

因此，為了更換待緊固的元件之一，機動車輛制造商需要開發(fā)在受限(held captive)時仍能夠易于重復(fù)使用、解開和重新組合的緊固裝置。

這就是為什么制造商也傾向于尋求可移除的緊固裝置的原因，以便在必要時，通過此類快速且容易改變的裝置能夠?qū)⒉考M裝在一起。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服這些缺點，同時提出一種具有高抗脫離強度并且周全、容易和快速使用的緊固裝置。

更具體的，本發(fā)明提供一種用于將第一部件組裝到第二部件上的緊固裝置，該緊固裝置包括：母元件，該母元件具有呈現(xiàn)為管狀內(nèi)表面的軸向腔，并用于接合在第一部件上；公元件，該公元件具有桿的形狀，用于軸向地插入至腔內(nèi)，并用于接合在第二部件上；以及保持裝置，該保持裝置具有U形夾具的形式，插入至母元件的殼體內(nèi)，橫向穿過軸向腔，從而夾緊公元件并將公元件軸向鎖定在母元件的腔內(nèi)。該緊固裝置的特征在于，保持裝置設(shè)置有抗扭曲裝置，該抗扭曲裝置在公元件相對于母元件被向外拉動的情況下防止U形扭曲，該抗扭曲裝置包括位于U形的每個分支上的至少一個第一肋，所述第一肋軸向突出到腔內(nèi)部，并與腔的管狀內(nèi)表面鄰接，從而防止U形的分支在這種拉動期間扭曲。

本發(fā)明的緊固裝置還展現(xiàn)出以下特征：

·該抗扭曲裝置還包括位于U形的每個分支上的至少一個第二肋，所述第二肋鄰接在設(shè)置于母元件的殼體內(nèi)的槽中，從而防止U形的分支在這種拉動期間扭曲；

·該抗扭曲裝置可以有利地設(shè)置有分布在保持裝置的兩個U形分支上的兩個第一肋和兩個第二肋；

·保持裝置的U形的分支形成朝著U形的內(nèi)側(cè)突出的鋸齒，從而在公元件插入到母元件的腔內(nèi)時夾緊公元件，第一肋大體垂直于鋸齒突出；

·第一肋從保持裝置的第一面突出，并且第二肋從保持裝置的第二面突出，所述第二面遠離保持裝置的第一面；

·保持裝置為具有外部第一夾具和內(nèi)部第二夾具的兩個U形夾具的形式，所述外部第一夾具和內(nèi)部第二夾具具有公共底部，并在一公共平面中一個裝配在另一個內(nèi)部；

·外部第一夾具包括具有柔性抗返回葉片的柔性U形分支，當(dāng)保持裝置插入至母元件內(nèi)時，柔性抗返回葉片從U形朝著U形的底部向外傾斜，并與設(shè)置在殼體內(nèi)的凹部鄰接；

·保持裝置布置成，在母元件中的第一插入位置，保持裝置將公元件保持在母元件的腔內(nèi)，并且在母元件中的第二插入位置，保持裝置允許公元件從母元件的腔內(nèi)移除，所述第二插入位置比第一插入位置驅(qū)入的更遠；

·內(nèi)部第二夾具包括相對的直邊段，當(dāng)所述保持裝置處于母元件內(nèi)的第二插入位置時，所述直邊段允許公元件通過；

·第一部件是位于機動車門內(nèi)側(cè)的片狀金屬，并且第二部件是機動車門的內(nèi)裝飾面板；

·第一部件是窗戶升降機構(gòu)，而第二部件是機動車門的窗戶；以及

·母元件、保持裝置和公元件由模制的塑料材料制成。

通過本發(fā)明的這種布置，獲得了用于將兩個部件組裝在一起的緊固裝置，例如面板與壁，面板是可分離的但也具有非常抗脫離。

在機動車門受到側(cè)面沖擊的情況下，公元件拉拽母元件。因此，公元件的桿在保持裝置的U形夾具的分支上施加軸向力，這易于使抗扭曲裝置的第一肋在母元件的腔內(nèi)上升，然后與腔的內(nèi)表面鄰接，這防止了U形分支扭曲，還防止分支彼此移開。

此外，位于保持裝置的U形的另一面上的第二肋(其鄰接在母元件的殼體的槽中)增強了保持裝置的分支承受肋趨于抵靠槽而導(dǎo)致的扭曲的能力，并因此保持保持裝置的U形貼合在母元件的殼體內(nèi)。

此外，母元件內(nèi)的保持裝置的兩個插入位置甚至在將緊固裝置移除的操作之后也有助于保持保持裝置受限。

通過本發(fā)明的裝置，機動車制造商可獲得用于將面板緊固至壁上的緊固裝置，該緊固裝置容易使用、可以解開、不會丟失，并在側(cè)面沖擊的情況下提供更好的抗脫離強度。

附圖說明

通過閱讀以下描述以及附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并且其他優(yōu)點也很顯然，附圖中：

圖1是本發(fā)明的緊固裝置的三個組成元件的立體圖；

圖2是本發(fā)明的緊固裝置的立體圖，其中保持裝置插入在母元件內(nèi)的第一插入位置，用于接收并保持公元件；

圖3是本發(fā)明的緊固裝置的立體圖，其中公元件接合在母元件中，公元件通過插入在母元件內(nèi)的第一插入位置的保持裝置而保持在母元件中；

圖4A是本發(fā)明的緊固裝置的公元件的立體圖；

圖4B是本發(fā)明的緊固裝置的公元件的側(cè)視圖；

圖5A至圖5C是母元件的分別從上方、側(cè)面、下面所看的立體圖；

圖6A是本發(fā)明的緊固裝置的保持裝置的平面圖；

圖6B是本發(fā)明的緊固裝置的保持裝置的下側(cè)的立體圖；

圖6C是本發(fā)明的緊固裝置的保持裝置的側(cè)視圖；

圖7是從上面所看的母元件的另一立體圖，其中保持裝置插入在母元件內(nèi)的第一插入位置；

圖8是母元件的縱向剖視圖，其中保持裝置插入在母元件內(nèi)的第一插入位置；

圖9是緊固裝置的軸向剖視圖，其中公元件與插入在母元件內(nèi)的第一插入位置的保持裝置相接觸；

圖10是緊固裝置的軸向剖視圖，其中公元件通過插入在母元件內(nèi)的第一插入位置的保持裝置而保持在母元件的腔內(nèi)；

圖11是沖擊期間的緊固裝置的軸向剖視圖，其中公元件通過插入在母元件內(nèi)的第一插入位置的保持裝置而保持在適當(dāng)位置；

圖12是母元件的立體圖，其中保持裝置插入在母元件內(nèi)的第二插入位置；以及

圖13是母元件的縱向剖視圖，其中保持裝置插入在母元件內(nèi)的第二插入位置。

具體實施方式

圖1示出了本發(fā)明的緊固裝置1，該緊固裝置適于將第一部件(本實施例中為機動車門的內(nèi)裝飾面板，圖中未示出)緊固至第二部件(本實施例中為門的內(nèi)部片狀金屬壁，圖中未示出)。

緊固裝置1包括：母元件2，在本實施例中為具有貫通的柱狀軸向腔6且旨在接合在門壁上的中空卡扣；公元件3，在本實施例中為旨在接合在門面板上的叉形件；以及用于將公元件3軸向鎖定在母元件2中的保持裝置4或U形夾緊螺栓。

更具體地，螺栓4布置成使得其徑向(BB')插入到卡扣2的殼體5內(nèi)，該殼體橫向于柱狀腔6延伸，該鎖定沿著箭頭F1從U形末端開始插入，使得U形分支定位在穿過卡扣2的腔6的兩側(cè)。

如圖2所示，叉形件3沿著箭頭F2軸向(AA')插入到腔6內(nèi)。

圖3示出了叉形件3通過螺栓4保持在卡扣2中的適當(dāng)位置。

圖4A和圖4B示出了桿形的叉形件3。該叉形件通常包括錨部7和頭部8。

頭部8由板9、背板10以及將板9和背板10相互連接的間隔件11組成。

背板10包括輪轂和臂部(可從圖4A看出)。

以已知方式，叉形件3的頭部8用于將叉形件3經(jīng)由輪轂和臂部接合在門面板中。

叉形件3的錨部7包括子彈形尖端12、桿身13和底座14。

底座14在遠離間隔件11的一面連接至板9。

桿身13具有構(gòu)成位于尖端12之上的肩部15的狹窄部段。

圖5A至圖5C示出了卡扣2的多個立體圖。

卡扣2包括中空本體16，一杯狀件17從中空本體16的底面軸向延伸，該杯狀件大體為柱形的，具有從杯狀件17的筒體徑向延伸的翅片18。

以已知方式，杯狀件17用于通過將杯狀件17軸向插入穿過壁中的孔而將卡扣2接合在壁上。

翅片18在將杯狀件17插入穿過孔時用作鍵控裝置，還用作在卡扣2相對于孔轉(zhuǎn)向之后用于將卡扣2緊固于壁上的緊固裝置。

本實施例中，由裙部19提供卡扣2和壁之間的防塵和防水密封，該裙部為布置在本體16和杯狀件17之間的柔性傘的形狀。

在圖5A中，在卡扣2的本體16的頂面可以看到腔6的進口。

柱狀腔6軸向延伸穿過卡扣2的本體16，直至到達卡扣2的柱形杯狀件17的端壁20。替換地，腔6無需具有端壁，因此可以為通孔。

腔6具有的直徑略大于叉形件3的錨部7的肩部15的外輪廓。

圖5B中可看出，殼體5徑向地直接穿過卡扣2的本體16，橫向于腔6。

在本實施例中，殼體5是長方形截面的，并具有沿殼體底面的全長走向的縱向槽21。

螺栓4經(jīng)由殼體5的一個末端的進口插入至卡扣2的殼體5內(nèi)。

特別從圖5A中可看出，由卡扣2的本體16上的定向箭頭F3示出了插入方向。

在用于將螺栓4插入殼體5內(nèi)的進口端處，殼體5具有位于其壁上的凹部22，用于將螺栓4保持在卡扣2中。圖8和圖13中可以更好地看出凹部22。

在圖中，可以觀察到，腔6經(jīng)由對稱徑向開口23與殼體5連通。

在圖6A至圖6C中特別示出了螺栓4。在本實施例中，螺栓4包括兩個U形夾具，“外部”第一夾具24和“內(nèi)部”第二夾具25，所述第一夾具和第二夾具具有公共底部26，并在公共平面P中將一個裝配在另一個內(nèi)部。

外部夾具24的厚度大體上對應(yīng)于卡扣2的殼體5的長方形截面，并且外部夾具具有柔性分支27，該柔性分支的長度對應(yīng)于卡扣2的本體16的槽21的長度。

在U形底部26的旁側(cè)，分支27具有柔性葉片28，所述柔性葉片在其展開位置朝著U形底部26向外傾斜。

在外部夾具24的每個分支27的末端處，具有布置在夾具平面中的相應(yīng)的朝向的突耳29。

內(nèi)部夾具25具有柔性分支30。每個分支30具有從底部26突出的直段，接著是具有鋸齒31的彎曲段，使得每個分支30上的鋸齒31彼此相向。

鋸齒31是圓弧形狀的，從而構(gòu)成以從螺栓4的頂面至底面橫向變寬的方式傾斜的爪形件。

相向的鋸齒31具有的直徑小于叉形件3的錨部7的肩部15的外輪廓。

在分支的末端，內(nèi)部夾具25的每個分支30具有朝著U形內(nèi)側(cè)傾斜的部段32。

在本實施例中，在每個分支的鋸齒31的頂面上，窄圓弧形肋33軸向地突出，并且在圖6B中示出的螺栓4的底面上，可以看到位于內(nèi)部夾具25的每個分支30上的縱向肋34。

為了將螺栓4預(yù)安裝在緊固裝置1的卡扣2中，最初將螺栓4的外部夾具24的分支27的末端在插入進口端處沿著圖1的箭頭F1插入到本體16的殼體5內(nèi)。

然后將螺栓4徑向推入到殼體5內(nèi)，直至到達第一插入位置(圖7和圖8中所示)，在第一插入位置中，外部夾具24的分支27的末端在其末端(該末端遠離用于將螺栓4插入到殼體5內(nèi)的末端)處面向本體16。

在該第一插入位置中，螺栓4的柔性葉片28處于其展開位置，與卡扣2的本體16中的凹部22鄰接，從而防止螺栓4從卡扣2的殼體5移除。

當(dāng)螺栓4被推入到卡扣2的本體16內(nèi)時，螺栓4的分支30的末端的傾斜部段32遇到卡扣2內(nèi)的腔6的上游分區(qū)。

部段32的傾斜形狀有助于螺栓4彈性變形。

內(nèi)部夾具25的分支30分開，然后在開口23中回到一起，從而使螺栓4處于卡扣2中的第一插入位置，螺栓4的鋸齒31與卡扣2的腔6相向，并且鋸齒形成穿過腔6內(nèi)的徑向開口23而伸入到腔6內(nèi)的爪形件。

可以觀察到，鋸齒31的突出肋33并不妨礙螺栓4插入到卡扣2中，因為具有肋33的鋸齒31的總高度略小于腔6內(nèi)的徑向開口23的高度。

在將螺栓4插入至卡扣2內(nèi)的預(yù)安裝位置(還與螺栓4在卡扣2內(nèi)的第一位置相對應(yīng))之后，通過將叉形件3的錨部7的尖端12朝著卡扣2的腔6引導(dǎo)，并通過沿著圖2中的箭頭F2插入尖端，可以繼續(xù)將面板組裝在壁上。因此，面板被推向壁，伸入到腔6內(nèi)的子彈形尖端12與傾斜鋸齒31相接觸，如圖9所示。

在尖端12作用于鋸齒31上的壓力作用下，分支30彼此分開，然后當(dāng)尖端12已經(jīng)經(jīng)過鋸齒31時，叉形件3的錨部7被底切(undercut)，分支30夾持在桿13上并開始夾緊該桿。

當(dāng)叉形件3相對于卡扣2被向外拉動時，通過抵靠鋸齒31的肩部15來阻止錨部7從腔6移除。

可以觀察到，錨部7的尖端12的形狀和鋸齒31的傾斜使得錨部7能夠插入到腔6內(nèi)，其中面板與車門壁之間的定位具有相對較大的公差量。

如圖10所示，腔6被配置成使得錨部7可以被完全驅(qū)入腔內(nèi)。

因此，在錨部7被完全驅(qū)入腔6內(nèi)的位置與不再可能將錨部7從腔6移除的位置之間，面板可以從壁移開例如大約5毫米(mm)的距離。

在本實施例中，本發(fā)明的緊固裝置1是位于預(yù)定位置的安全構(gòu)件，從而能夠避免在沖擊影響下(特別是當(dāng)面板位于氣囊的展開路徑上時)面板與壁分離。

在本實施例中，緊固裝置1能夠承受大于100十牛頓(daN)的剪切力，這超過了現(xiàn)有技術(shù)的緊固裝置的已知值。

由于螺栓4和卡扣2的元件之間的互相配合，獲得了這種抗剪切力的強度。

在現(xiàn)有技術(shù)的緊固裝置中，當(dāng)叉形件3被朝向腔6的出口拉動時，例如在側(cè)面沖擊期間，錨部7的肩部15因此抵靠在螺栓4的鋸齒31的底面上。在此軸向力的作用下，傾斜鋸齒31可能會遭受扭曲應(yīng)力，并且它們傾向于朝著徑向開口23的后部徑向縮回，因而它們還可能扭曲并不再將叉形件3保持在允許錨部7穿過的腔6內(nèi)。

在本發(fā)明中，如圖11所示，在側(cè)面沖擊的情況下，當(dāng)肩部15在螺栓4的鋸齒31的底面上施加軸向力時，柔性分支30的鋸齒31被軸向向上拉動。

從鋸齒31的每個頂面突出的窄肋33進入腔6內(nèi)，與腔6的內(nèi)側(cè)管狀表面鄰接。

因此，肋33作為用于U形螺栓的抗扭曲裝置，因為它們可以使每個U形分支貼合在殼體5內(nèi)側(cè)，防止分支扭曲。

此外，螺栓4的內(nèi)部夾具25的分支30的底肋34被鎖定在卡扣2的本體16的殼體5的槽21內(nèi)，這防止底肋扭曲，并有助于保持U形螺栓貼合在殼體5內(nèi)。

螺栓的內(nèi)部夾具25的分支30上的肋34還有助于確保螺栓的分支30是適當(dāng)剛性的。

上述在肩部15抵靠鋸齒31的底面之前將面板從壁移開的可能性使得叉形件3能夠從卡扣2釋放，從而可以將面板從壁移除。

特別地，因此，在一具體實施例中，存在于面板和壁之間的偏置使得可以插入用于使螺栓4的端部壓靠公共底部26的工具，從而將螺栓一直沿著箭頭F1進一步驅(qū)入至殼體5內(nèi)，直至螺栓4處于卡扣2中的第二插入位置。在第二插入位置中，鋸齒31不再面向卡扣2的腔6，并不再能夠保持叉形件3的錨部7，如圖12和圖13所示。

特別地，當(dāng)驅(qū)動螺栓4進入卡扣2的殼體5內(nèi)時，螺栓4的內(nèi)部夾具25的柔性分支30以如下方式變形，即鋸齒31在與腔6的下游分區(qū)接觸時分開，螺栓4被驅(qū)入，直至公共底部26的與腔6的上游分區(qū)鄰接，因此限制了螺栓4在卡扣2內(nèi)的行程。

在該第二插入位置，螺栓4的外部夾具24的分支27的末端延伸超出卡扣2的殼體5。

在驅(qū)動螺栓4進入卡扣2時螺栓4的縮回的柔性葉片28然后與卡扣2的殼體5的壁鄰接。

在該第二插入位置，正是U形底部26與螺栓4的內(nèi)部夾具25的鋸齒31之間的直段面向腔6。

在該第二插入位置，沒有障礙物面向腔6，并且叉形件3可以在沒有力的情況下從卡扣2的腔6移除。

在上述實施例中，在卡扣2與壁接合之前，螺栓4已經(jīng)被驅(qū)入到卡扣2內(nèi)的預(yù)安裝位置(或者螺栓4在卡扣2內(nèi)的第一位置)，但是卡扣2可以自己接合于壁上，即，螺栓4未處于卡扣的本體16內(nèi)，隨后螺栓4可以插入到殼體5內(nèi)。

在本發(fā)明中，從螺栓4在卡扣2內(nèi)的第二插入位置起始，一旦叉形件3已經(jīng)從卡扣2移除，通過在螺栓4的外部夾具24的分支27的末端(從卡扣2的殼體5處突起)上徑向按壓，以使所述末端返回到殼體5內(nèi)，螺栓4返回至卡扣2內(nèi)的第一插入位置。

螺栓4的柔性葉片28再次處于其展開位置，與卡扣2的本體16的凹部22鄰接，從而防止螺栓4從卡扣2的殼體5移除。

因此，卡扣2內(nèi)的螺栓4再次處于適當(dāng)位置，以接收、底切并將叉形件3保持在卡扣2內(nèi)。

因此，可以將新的面板非常快速地安裝在壁上。

自然地，在以上描述中，卡扣2可以與面板接合，而叉形件3可以與壁接合。

自然地，本發(fā)明的緊固裝置還可以用于緊固其它類型的部件，例如，用于將窗戶升降機構(gòu)緊固在機動車輛的窗戶上。

本發(fā)明的緊固裝置的各個元件(即，卡扣2、叉形件3和螺栓4)可以完全通過模制塑料材料或注塑成型塑料材料制成。可以以低成本生產(chǎn)此類緊固裝置。

各元件還可以另外通過3D打印機生產(chǎn)，小規(guī)模地生產(chǎn)。