КРЕПЕЖНАЯ ВТУЛКА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящее изобретение относится к крепежным втулкам, применяемым, в частности, в автомобильных системах.
Уровень техники
Компоновка деталей под капотом автомобиля является сложной задачей. Чтобы избежать использования специальных дополнительных крепежных приспособлений, следует применять крепежные приспособления непосредственно на деталях. Например, известно, что в воздушную камеру устанавливают втулку с крепежным элементом для крепления воздушного шланга, жгута проводов или других деталей. Такая крепежная втулка соединяется с воздушной коробкой или другой деталью под капотом автомобиля вручную. Вставной элемент крепежной втулки должен обеспечивать уплотнение и в то же время не обеспечивать слишком большого сопротивления при установке.
Из патента США №4603890 от 05.08.1986 известен крепежный элемент, на конце которого выполнены крепежные выступы, с помощью которых крепежный элемент фиксируется в отверстии.
Из патента США №5542712 от 06.08.1996 известен крепежный элемент для соединения охватывающей детали с трубой, устанавливаемой в охватывающую деталь, один конец которого охватывает трубу, а на втором конце выполнены выступы для фиксации крепежного элемента в охватывающей детали.
Из патента США №5893590 от 13.04.1999 известен крепежный элемент, первый конец которого содержит вставной элемент с зубцами, выполненный с возможностью установки в трубу определенного размера, а второй конец содержит отверстие для охвата вставной детали.
Кроме того, из уровня техники известны крепежные хомуты для крепления труб и шлангов к корпусам деталей, имеющие крепежный элемент в виде крепежной петли и вставной элемент, содержащий резьбу. Любой из известных крепежных хомутов, в частности дюбельный хомут, может быть выбран в качестве ближайшего аналога.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение надежной фиксации без слишком большого сопротивления при установке, а также упрощение конструкции. Указанный технический результат достигается совокупностью признаков формулы заявленной полезной модели.
Предметом изобретения является крепежная втулка, содержащая корпус с крепежным элементом, и вставной элемент. Вставной элемент имеет несколько выступов и предназначен для установки в отверстие. Выступы выполнены с возможностью деформации при установке вставного элемента в отверстие детали. Деталью, расположенной под капотом автомобиля, может быть, например, воздушная коробка, впускной коллектор, коробка воздушного фильтра или крышка камеры клапана, а фиксируемым элементом может быть шланг, трубка или жгут проводов. Выступы предпочтительно имеют поперечное сечение треугольной формы с наружным краем треугольника, направленным в сторону корпуса. В одном варианте осуществления настоящего изобретения крепежный элемент крепежной втулки представляет собой крепежную петлю, конец которой выполнен с возможностью деформации для обеспечения доступа к отверстию, образуемому крепежной петлей. Корпус крепежной втулки содержит отверстие для болта; конец крепежной петли содержит сквозное отверстие, которое совпадает с отверстием для болта, когда крепежная петля крепежной втулки не деформирована. В некоторых вариантах осуществления крепежная втулка также содержит на корпусе выступающий элемент с большей площадью поперечного сечения, чем у вставного элемента. Выступающий элемент препятствует введению втулки на глубину, превышающую длину вставного элемента. Края выступов направлены от вставного элемента и определяют наружный диаметр, основание выступов расположено по внутреннему диаметру, а отверстие, в которое вводятся выступы, имеет диаметр, размер которого составляет величину, среднюю между внутренним и наружным диаметром. Крепежная втулка изготовлена из гибкого полимерного материла, а деталь изготовлена из полимера или металла.
Крепежная втулка содержит корпус с крепежным элементом и вставным элементом, который содержит, по меньшей мере, три выступа. Данные выступы предпочтительно имеют поперечное сечение треугольной формы с наружным краем, направленным в сторону корпуса. Крепежный элемент крепежной втулки представляет собой крепежную петлю, конец которой может быть отогнут для обеспечения доступа к отверстию, образуемому крепежной петлей. Корпус крепежной втулки содержит отверстие для болта, конец крепежной петли имеет сквозное отверстие, с которым совпадает отверстие для болта, когда крепежная петля не деформирована. Крепежная втулка может также иметь на корпусе выступающий элемент с большей площадью поперечного сечения, чем у вставного элемента. Выступающий элемент препятствует введению втулки в отверстие определенного диаметра на глубину, превышающую длину вставного элемента. Края выступов направлены от вставного элемента и определяют наружный диаметр. Основание выступов расположено по внутреннему диаметру. Отверстие, в которое вводятся выступы, имеет диаметр, размер которого между внутренним и наружным диаметром.
Способ крепления фиксируемого элемента к детали включает в себя открывание крепежной петли крепежной втулки, помещение фиксируемого элемента в петлю, закрывание крепежной петли и установку вставного элемента крепежной втулки в отверстие детали.
Кроме того, в сквозное отверстие и отверстие для болта, снабженное резьбой, помещают болт. Крепежная втулка изготовлена из гибкого материала; края выступов направлены от крепежной втулки и образуют наружный диаметр; основание выступов образует внутренний диаметр; отверстие детали имеет заданный диаметр; заданный диаметр больше внутреннего диаметра и меньше наружного диаметра.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показан чертеж воздушной коробки с установленной крепежной втулкой;
На Фиг.2 показано поперечное сечение крепежной втулки в соответствии с раскрытым вариантом осуществления полезной модели..
На Фиг.3 показано поперечное сечение крепежной втулки в соответствии с одним из вариантов осуществления полезной модели.
Осуществление полезной модели
Как известно специалистам в данной области техники, различные элементы вариантов осуществления изобретения, показанные и описанные на основании любой из фигур, могут сочетаться с элементами, показанными на одной или более других фигур, образуя альтернативные варианты осуществления, не представленные на фигурах и в описании. Сочетание изображенных элементов образует варианты осуществления настоящего изобретения для типичных применений. Однако различные комбинации и модификации элементов, в соответствии с идеей настоящего изобретения, могут быть использованы для других применений и вариантов осуществления изобретения. Характерные варианты осуществления изобретения, изображенные на рисунках, предпочтительно относятся к крепежным втулкам для воздушной коробки, которая служит для крепления воздушного шланга. Однако специалисты в данной области техники могут использовать настоящее изобретение для схожих применений или вариантов осуществления с другими деталями двигателя/автомобиля, к которым необходимо прикрепить другие фиксируемые компоненты, такие как участок жгута проводов.
На Фиг.1 изображен блок 2 воздушной коробки, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, который содержит воздушную коробку 4, имеющую опорный элемент 6 с участком отверстия 8, образованным на нем. Крепежная втулка 10 соединена с отверстием 8 воздушной коробки 4. Воздушный шланг 12 соединен с крепежным элементом крепежной втулки 10 при помощи болта 14. В альтернативном варианте осуществления вместо участка отверстия крепежная втулка вставлена в отверстие, контактирующее с крепежной втулкой по всей окружности.
На Фиг.2 крепежная втулка 10 имеет несколько выступов 16, которые деформируются при установке крепежной втулки 10 в отверстие 8 воздушной коробки 4. Вставной элемент 18 крепежной втулки 10 имеет наружный и внутренний диаметры, что облегчает установку. Диаметр конца 18 вставного элемента немного меньше внутреннего диаметра, в результате чего облегчено введение вставного элемента 18 в отверстие. Крепежная втулка 10 содержит выступающий элемент 20, который ограничивает глубину введения крепежной втулки 10 в отверстие. В варианте осуществления, показанном на Фиг.2, вставной элемент 18 имеет небольшое расстояние 19 между выступами 16 и выступающим элементом 20 постоянного номинального диаметра, который приблизительно равен или чуть меньше диаметра отверстия. Крепежная втулка 10 изготовлена из гибкого материала, позволяющего выступам 16 деформироваться при введении в отверстие воздушной коробки 2. Благодаря направлению выступов 16, т.е. направлению, при котором края выступов 16 с поперечным сечением треугольной формы направлены от вставного элемента 18, выступы 16 могут деформироваться для облегчения установки, но создают препятствие при извлечении. При перемещении в направлении извлечения деформация выступов 16 гораздо сильнее, чем в направлении установки. В варианте осуществления, показанном на Фиг.1, крепежная втулка 10 установлена в опорный элемент 6 воздушной коробки 4, причем крепежный элемент расположен полностью снаружи воздушной коробки 4. Однако при альтернативном варианте осуществления изобретения, в воздушной коробке или другой детали может быть выполнено отверстие для обеспечения сообщения среды между внутренней частью коробки и окружающей средой. При таком варианте осуществления выступы 16 используются для того, чтобы обеспечить наличие уплотняющей силы, действующей на отверстие. В варианте осуществления, показанном на Фиг.1, только два из четырех выступов оказываются деформированными после завершения установки. В варианте осуществления, в котором деталь имеет отверстие, можно использовать отверстия большей или меньшей глубины с тем, чтобы количество выступов, обеспечивающих уплотнение и крепление, являлось оптимальным для обеспечения требуемых характеристик уплотнения и крепления.
На Фиг.2 крепежная втулка 10 снабжена крепежной петлей 30. Конец 32 крепежной петли 30 накладывается на корпус 34 крепежной втулки 10, конец 32 крепежной петли 30 имеет сквозное отверстие 36, совпадающее с отверстием 38 для болта в корпусе 34. В одном из вариантов осуществления отверстие 38 для болта имеет резьбу. Так как крепежная втулка 10 изготовлена из гибкого материала, конец 32 можно отогнуть от корпуса 34 таким образом, чтобы обеспечить возможность помещения шланга или жгута проводов в отверстие, образуемое крепежной петлей 30. После того, как шланг или жгут проводов помещены в отверстие, конец 32 можно согнуть, вернув в исходное положение, и установить крепление (например, болт) в отверстия 36, 38. Таким образом, шланг или жгут проводов надежно фиксируются, что позволяет избежать сжатия или вытягивания, которое возможно при попадании внутрь вращающихся деталей, а также расплавления, вызванного соприкосновением с горячими деталями.
Выступы 16 предпочтительно имеют поперечное сечение треугольной формы, и края выступов 16 направлены от крепежной втулки 10. Выступы 16 направлены в сторону корпуса 34 таким образом, что край каждого выступа находится ближе к корпусу 34, чем основание (точка, где выступ соединяется со вставным элементом). Такое строение уменьшает сопротивление при установке и увеличивает сопротивление при извлечении.
На Фиг.1 показан опорный элемент 6, причем два удаленных выступа крепежной втулки 10 не деформированы после установки, а два ближайших выступа втулки 10 подверглись деформации. В некоторых вариантах осуществления отверстие 8 контактирует с крепежной втулкой 10 по всей окружности. В альтернативных вариантах осуществления отверстие 8 сопряжено с крепежной втулкой 10 не по всей окружности, а по ее большей части, а именно между 190 и 360 градусами окружности вставного элемента. Такой вариант может применяться в обстоятельствах, когда необходимо герметичное уплотнение, для обеспечения меньшего расстояния между опорным элементом 6 и воздушной коробкой 4, чем при контакте крепежной втулки и отверстия по всей окружности.
В варианте осуществления крепежной втулки, показанной на Фиг.2, внешние края двух нижних выступов, расположенных ближе к краю вставного элемента, образуют наружный диаметр 17,5 мм, а внешние края двух верхних выступов, расположенных ближе к корпусу крепежной втулки, образуют наружный диаметр 17,3 мм. Выступы расположены под углом 25 градусов. При установке вставного элемента в отверстие выступы деформируются и сгибаются к вставному элементу, уменьшая сопротивление при установке. При попытке извлечения вставного элемента из отверстия выступы увеличивают сопротивление за счет наклона под углом 25 градусов и деформации. Два нижних выступа обеспечивают фиксацию вставного элемента в отверстии, а два верхних выступа уменьшают поперечные и продольные перемещения вставного элемента в отверстии в дополнение к обеспечению фиксации и уменьшению сопротивления при установке.
Выступающий элемент выполнен постоянного номинального диаметра 15,5 мм, что также способствует предотвращению перемещений вставного элемента в отверстии. Наличие внутреннего диаметра вставного элемента 13,3 мм облегчает установку вставного элемента в отверстие без слишком большого сопротивления.
Здесь приведено подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, однако специалисты в данной области техники могут использовать настоящее изобретение в альтернативных конструкциях и вариантах осуществления в объеме формулы изобретения. В то время как один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения представлены как дающие преимущества или предпочтительные по сравнению с другими вариантами осуществления и/или уровнем техники в отношении одной или нескольких требуемых характеристик, специалист в данной области техники может найти сочетание различных элементов для достижения требуемых характеристик системы в зависимости от конкретного варианта применения или осуществления изобретения. Данные характеристики включают в себя в частности стоимость, прочность, долговечность, стоимость с учетом срока службы, конкурентоспособность, вид, упаковку, размер, удобство эксплуатации, вес, технологичность, простоту сборки и т.д. Например, может быть необходимо большое количество датчиков для обеспечения точной оценки состояния комплектующих деталей транспортного средства. Однако чтобы уложиться в желаемый бюджет, удовлетворительная оценка некоторых дополнительных величин может быть установлена на основании меньшего количества данных от датчиков. Варианты осуществления, обозначенные как менее желательные по сравнению с другими вариантами осуществления по одной или более характеристик, также являются предметом заявленного изобретения.