КРЕПЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ДВУХ ПЛОСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
MOUNTING DEVICE FOR FASTENING TWO FLAT ELEMENTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к крепежному устройству для скрепления плоских элементов. Устройство данного типа является особенно полезным в автомобильной сфере.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В автомобильной сфере может существовать необходимость в возможности скрепления плоских элементов друг с другом, например, опор или модулей на деталях транспортного средства. Это может включать, например, прикрепление панели к двери или даже грязезащитного щитка к части кузова. Для достижения данной цели существует несколько технологий прикрепления, таких как использование соединительных заклепок или винтов. Однако эти технологии могут усложнить установку и затруднить снятие крепежного элемента.
Крепежные устройства, известные из документов US8496420, DE1020010034006 и WO2016171863, направлены на устранение этих недостатков. В этих документах представлено крепежное устройство, состоящее из клипсы и штифта. В каждом плоском элементе выполнено отверстие, и отверстия находятся друг напротив друга, когда два плоских элемента расположены друг напротив друга в положении сборки. Клипса вводится в отверстия, а затем штифт располагается в клипсе так, чтобы заблокировать сборку и скрепить два плоских элемента друг с другом.
Плоские элементы могут иметь разную толщину от одной сборки к другой. Усилие сборки крепежных устройств из уровня техники и, в частности, усилие, которое должно быть приложено к штифту, чтобы он вошел в клипсу, может варьироваться в зависимости от расчетной толщины двух плоских элементов, которые должны быть собраны. Таким образом, это усилие сборки может стать избыточным, когда толщина сборки превышает определенную толщину, что нежелательно.
ОБЪЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения заключается в обеспечении крепежного устройства для скрепления двух плоских элементов, для которого сила сборки меньше зависит от толщины плоских элементов, чем в случае крепежных устройств из уровня техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стремясь к решению данной задачи, объектом изобретения предусмотрено крепежное устройство для скрепления сборки, содержащей по меньшей мере два плоских элемента, плоские элементы снабжены отверстиями, которые обращены друг к другу, когда они находятся в положении сборки, крепежное устройство содержит клипсу, которая предназначена для введения в отверстия плоских элементов и для удержания плоских элементов вместе между первой и второй точкой опоры.
Клипса содержит плоскую головку для формирования первой точки опоры на основной поверхности одного из плоских элементов, плоская головка имеет центральное отверстие для доступа ко внутренней полости клипсы; два боковых вертикальных элемента, выполненных для формирования второй точки опоры на другом из плоских элементов, боковые вертикальные элементы имеют первый конец, который прикреплен к головке, а также второй конец, вторые концы соединены друг с другом таким образом, что два боковых вертикальных элемента определяют внутреннюю полость клипсы.
Крепежное устройство также содержит штифт, который предназначен для введения во внутреннюю полость клипсы для блокировки сборки. В соответствии с изобретением, штифт содержит по меньшей мере один гибкий соединительный элемент, имеющий центральную часть, которая соединена с основным корпусом штифта двумя гибкими частями, гибкий соединительный элемент предназначен для вхождения в контакт с боковым вертикальным элементом клипсы, чтобы быть заблокированным с усилием во второй точке опоры и удерживать собранные плоские элементы вместе.
В соответствии с другими преимущественными и неограничивающими признаками изобретения, взятыми отдельно или в любой технически целесообразной комбинации:
- плоская головка клипсы сформирована двумя опорными пластинами, каждая опорная пластина прикреплена к боковому вертикальному элементу;
- каждая опорная пластина содержит по меньшей мере одну лапку, частично определяющую контур центрального отверстия;
- головка клипсы снабжена прорезями для взаимодействия с направляющими ребрами, расположенными на штифте;
- боковые вертикальные элементы имеют V-образную форму;
- штифт содержит по меньшей мере один удерживающий зуб, который предназначен для размещения в по меньшей мере одном блокирующем отверстии клипсы для удержания штифта в клипсе в положении доставки;
- штифт содержит по меньшей мере один блокирующий зуб, который предназначен для размещения в блокирующем отверстии клипсы для удержания штифта в клипсе в положении блокировки;
- каждый боковой вертикальный элемент клипсы имеет блокирующий язычок, который предназначен для взаимодействия с блокирующей зоной штифта так, чтобы удерживать штифт в клипсе в положении блокировки;
- штифта оканчивается на верху головкой;
- головка штифта снабжена по меньшей мере одной прорезью, которая предназначена для приема конца инструмента для упрощения снятия крепежного устройства;
- центральная часть соединительного элемента содержит выступ;
- штифт выполнен из пластмассы, а клипса - из металла;
- штифт содержит пару гибких соединительных элементов для вхождения в контакте боковыми вертикальными элементами клипсы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут ясны из представленного далее подробного описания изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:
- на Фиг. 1 показано крепежное устройство в соответствии с изобретением в разобранном виде;
- на Фиг. 2 показана клипса крепежного устройства в соответствии с изобретением;
- на Фиг. 3 показан штифт крепежного устройства в соответствии с первым вариантом реализации изобретения;
- на Фиг. 4 показано сечение штифта крепежного устройства в соответствии со вторым вариантом реализации;
- на Фиг. 5 показано крепежное устройство в соответствии с изобретением в положении доставки;
- на Фиг. 6А, 6В и 6С показаны различные стадии сборки двух плоских элементов с помощью крепежного устройства в соответствии с изобретением;
- на Фиг. 7 показан вид в разрезе крепежного устройства в соответствии с изобретением в заблокированном положении;
- на Фиг. 8А и 8В схематически показаны крепежные устройства в соответствии с изобретением в заблокированном положении для двух плоских элементов с разными толщинами.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для упрощения представленного далее описания для идентичных элементов или для элементов, выполняющих одну и ту же функцию, используются одинаковые ссылочные обозначения. Чертежи представляют собой схематические представления, которые не выполнены в масштабе для обеспечения читабельности.
Общее описание крепежного устройства
На Фиг. 1 показано крепежное устройство 1 сборки, содержащей по меньшей мере два плоских элемента, в соответствии с настоящим изобретением. Крепежное устройство 1 состоит из клипсы 2 и штифта 3. Оно предназначено для удержания плоских элементов 4 друг напротив друга. Под термином «плоский элемент» 4 следует понимать элемент, который по меньшей мере локально имеет плоскую поверхность в области, где будет размещено крепежное устройство 1. Плоский элемент не должен полностью располагаться в плоскости. Плоские элементы 4 могут быть различных типов; например, им может быть дверь автомобиля, к которой необходимо прикрепить конкретное покрытие, или грязезащитный щиток, который необходимо прикрепить к части кузова.
С целью упрощения представленного далее описания, будем считать, что сборка сформирована двумя плоскими элементами; однако это не исключает возможность удержания большего количества плоских элементов 4 между ними, например, если между двумя элементами, формирующими сборку, целесообразно вставить один или множество изоляционных элементов.
Как будет более подробно описано со ссылкой на Фиг. 6а-6с, в каждом плоском элементе 4 выполнено отверстие 41, и отверстия 41 находятся друг напротив друга, когда два плоских элемента 4 расположены друг напротив друга в положении сборки. Клипсу 2 вводят в отверстия 41 так, чтобы разместить ее плоскую головку 21 напротив основной поверхности одного из плоских элементов 4, называемого верхним плоским элементом, и тем самым сформировать первую точку опоры А. Затем в клипсе 2 размещают штифт 3 для блокировки сборки и скрепления двух плоских элементов 4 друг с другом между первой точкой опоры А и второй точкой опоры В, сформированной между клипсой 2 и другим плоским элементом 4, называемым нижним плоским элементом.
Описание крепежного устройства
Клипса 2, которая более подробно показана на Фиг. 2, предпочтительно, выполнена из металла для способствования своей механической прочности относительно плоских элементов. Она может быть выполнена из металлической пластины путем сгибания и резки.
Клипса 2 содержит плоскую головку 21 для формирования первой точки опоры А на основной поверхности одного из плоских элементов 4 и два боковых вертикальных элемента 22, выполненных с возможностью формирования второй точки опоры В на другом плоском элементе 4. Таким образом, плоские элементы 4 будут удерживаться между плоской головкой 21 и боковыми вертикальными элементами 22 клипсы 2 посредством двух точек опоры А, В.
Плоская головка 21 имеет центральное отверстие 23 для обеспечения доступа к внутренней полости клипсы 2, через которое будет введен штифт 3.
Предпочтительно, плоская головка 21 клипсы 2 сформирована двумя опорными пластинами 24, которые механическим образом отделены, каждая опорная пластина 24 прикреплена к боковому вертикальному элементу 22. Опорные пластины 24 и боковые вертикальные элементы 22 могут таким образом перемещаться дальше или ближе друг к другу и, следовательно, увеличивать или уменьшать размер центрального отверстия 23.
Предпочтительно, каждая опорная пластина 24 может содержать по меньшей мере одну боковую лапку 25, выступающую в направлении к противоположной пластине и частично определяющую контур центрального отверстия 23. Таким образом, эти лапки 25 обеспечивают возможность закрытия центрального отверстия 23 и ограничения риска того, что клипсы 2 сплетутся и образуют скопления деталей на стадиях производства этих деталей или их транспортировки.
Лапки 25 могут быть размещены в различных конфигурациях, которые никоим образом не являются ограничивающими. Таким образом, возможно обеспечение лапки 25 на каждой пластине 24, двух лапок 25 только на одной из опорных пластин 24, или обеспечение нескольких лапок 25 на каждой опорной пластине 24, как показано на Фиг. 2.
Боковые вертикальные элементы 22, имеющие первый конец, прикрепленный к головке 21, здесь соответственно прикреплен к пластине 24, и второй конец. Вторые концы соединены друг с другом таким образом, что два боковых вертикальных элемента 22 определяют внутреннюю полость клипсы 2.
Предпочтительно, боковые вертикальные элементы 22 имеют V-образную форму, при этом углубление каждой V повернуто в направлении друг друга. Эта V-образная форма способствует контакту между внешними поверхностями боковых вертикальных элементов 22 и нижним плоским элементом для образования второй точки опоры В.
На Фиг. 3 показан штифт 3 в соответствии с первым вариантом реализации изобретения. Как уже было указано, штифт 3 предназначен для введения во внутреннюю полость клипсы 2 через центральное отверстие 23 для блокировки сборки.
Предпочтительно, штифт 3 выполнен из пластмассы и изготовлен, например, посредством инжекции или посредством аддитивного производства.
Штифт 3 образован основным корпусом 32 и содержит по меньшей мере один гибкий соединительный элемент 33, здесь - пару гибких соединительных элементов 33, которые сформированы на противоположных сторонах основного корпуса 32 и предназначены для вхождения в контакт с по меньшей мере одним из боковых вертикальных элементов 22, здесь - с каждым из этих боковых вертикальных элементов 22, для того, чтобы быть заблокированным с усилием со второй точкой опоры В и удерживать собранные плоские элементы 4 вместе. Гибкость этих соединительных элементов 33 обеспечивает возможность сделать усилие сборки крепежного устройства 1 менее зависимым от толщины плоских элементов 4 за счет возможности деформации и компенсации для разных значений толщины.
Гибкие соединительные элементы 33 расположены на каждой стороне основного корпуса 32 штифта 3 таким образом, чтобы быть обращенными к двум боковым вертикальным элементам 22 клипсы 2. Предпочтительно, гибкие соединительные элементы 33 содержат центральную часть 331, которая соединена с основным корпусом 32 штифта 3 посредством двух гибких частей 332. В целом, гибкие части 332 имеют меньшую толщину по сравнению с толщиной центральной части 331 для придания свойств гибкости каждому соединительному элементу. Центральная часть 331 предназначена для того, чтобы опираться на боковой вертикальный элемент 22, который к ней обращен.
В соответствии со вторым вариантом реализации, показанным на Фиг. 4, центральная часть 331 гибкого соединительного элемента 33 может содержать выступ. Этот выступ имеет вершину, положение которой может быть выбрано для вхождения в контакт с боковым вертикальным элементом, который к ней обращен, в конкретный момент во время сборки, например, в конце движения введения штифта.
Предпочтительно, основной корпус 32 штифта 3 оканчивается на верху плоской головкой 31. Головка 31 штифта 3 предназначена выступать в роли опорной поверхности для обеспечения возможности легкого введения штифта 3 в клипсу 2 простым давлением. Головка 32 штифта 3 также служит для ограничения введения штифта 3 в клипсу 2 за счет стопорного эффекта, чтобы предотвратить полное проникновение штифта 3 во внутреннюю полость клипсы 2 и невозможность его извлечения в будущем.
Предпочтительно, головка штифта 3 снабжена по меньшей мере одной прорезью 311, предназначенной для приема конца инструмента для упрощения снятия крепежного устройства 1. Им может быть, например, шлицевая отвертка, которую вставляют в одну из этих прорезей 311 для обеспечения возможности применения эффекта рычага и отделения штифта 3 от клипсы 2.
Для обеспечения возможности пошаговости и направления введения штифта 3 во внутреннюю полость клипсы 2 головка 21 клипсы 2 могут преимущественно быть снабжена прорезями 26 для того, чтобы взаимодействовать с направляющими ребрами 34, расположенными на штифте 3. В варианте реализации, изображенном на Фиг. 2 и 3, штифт 3 снабжен двумя парами направляющих ребер 34 на каждой стороне каждого гибкого соединительного элемента 33, а головка 21 клипсы 2, следовательно, содержит две пары прорезей 26.
Также преимущественно штифт 3 несет по меньшей мере один удерживающий зуб 35, который предназначен для размещения в по меньшей мере одном блокирующем отверстии 27 клипсы 2 для удержания штифта 3 в клипсе 2 в положении доставки. Положение доставки соответствует положению, в котором штифт 3 находится в сборе с клипсой 2 перед прохождением гибких соединительных элементов 33 через центральное отверстие 23 клипсы 2 и вхождением в контакт с боковыми вертикальными элементами 22. Для получения этого положения удерживающий зуб 35 в целом расположен выше по ходу движения относительно гибких соединительных элементов 33 в направлении введения штифта. Преимущественно удерживающий зуб 35 может содержать наклонную поверхность для обеспечения возможности вытягивания из блокирующего отверстия 27, если к штифту 3 приложено достаточное усилие прижатия.
Штифт 3 также может содержать по меньшей мере один блокирующий зуб (не показан на фигурах), который предназначен для размещения в блокирующем отверстии 27 клипсы 2 для удержания штифта 3 в клипсе 2 в положении блокировки. Положение блокировки соответствует положению, в котором головка 31 штифта 3 находится в прилегании с головкой 21 клипсы 2. Для достижения этого положения этот удерживающий зуб в целом расположен ниже по ходу движения относительно гибких соединительных элементов 33 в направлении введения штифта.
Для удержания штифта 3 в клипсе 2 в положении блокировки каждый боковой вертикальный элемент 22 клипсы 2 может преимущественно иметь блокирующий язычок 28, проникающий в полость клипсы 2 и предназначенный для взаимодействия с блокирующей зоной 36 штифта. Две блокирующие зоны 36 преимущественно расположены в направлении свободного конца основного корпуса 32 штифта 3, противоположного плоской головке 31. Блокирующая зона 36 может представлять собой наклонный участок, устанавливаемый давлением.
Реализация крепежного устройства
Для сборки крепежного устройства 1 согласно изобретению на плоских элементах 4 не требуется никакого инструмента, эта сборка включает несколько этапов.
Первый этап, показанный на Фиг. 5, состоит из сборки клипсы 2 и штифта 3 для размещения крепежного устройства в положении доставки, в котором клипса 2 прикреплена к штифту 3.
Во время этого этапа штифт 3 вводят в центральное отверстие 23 клипсы 2, выравнивая направляющие ребра 24 с прорезями 26 головки клипсы 2 до тех пор, пока удерживающий зуб 35 штифта 3 не войдет в блокирующее отверстие 27 клипсы 2 и не отметит точку остановки.
Во время второго этапа, а также как показано на Фиг. 6А и 6В, крепежное устройство 1 собирают с плоскими элементами 4. Крепежное устройство 1 вводят в отверстия 41 плоских элементов 4 до тех пор, пока плоская головка 21 клипсы 2 и, в частности, пластины, формирующие плоскую головку, не упрутся в верхний плоский элемент. Таким образом, между клипсой 2 и одним из плоских элементов 4 формируется первая точка опоры А. Собранные плоские элементы расположены под головкой клипсы 2 и напротив внешней поверхности боковых вертикальных элементов, в частности, когда они имеют V-образную форму. Во время этого этапа клипса 2 и штифт 3 все еще удерживаются в положении доставки.
Во время третьего этапа, показанного на Фиг. 6С и 7, крепежное устройство 1 блокируют на сборке, сформированной из плоских элементов. К головке 31 штифта 3 прикладывают давление для отведения удерживающего зуба 35 из блокирующего отверстия 27 и для введения штифта 3 во внутреннюю полость клипсы 2 до тех пор, пока головка 31 штифта 3 не будет находиться в прилегании с головкой 21 клипсы 2 и/или с верхним плоским элементом.
После того как удерживающий зуб 35 был отведен из блокирующего отверстия 27, во внутреннюю полость клипсы входит пара гибких соединительных элементов 33 и упирается в боковые вертикальные элементы 22 для того, чтобы прижать их к краям отверстий 41 плоских элементов 4 и, в частности, нижнего плоского элемента, тем самым формируя вторую точку опоры В, обеспечивая возможность удержания плоских элементов друг напротив друга. Поэтому в положении блокировки крепежного устройства 1, и как можно видеть на Фиг. 7, плоские элементы 4 удерживаются вместе за счет заклинивания между головкой 21 клипсы 2, которая формирует первую точку опоры А с основной поверхностью одного из плоских элементов 4, и боковыми вертикальными элементами 22, которые формируют вторую точку опоры В на другом плоском элементе 4. Иными словами, а также как можно видеть на Фиг. 7 и 8, гибкие соединительные элементы в положении блокировки расположены по меньшей мере частично в отверстии между первой точкой опоры А и второй точкой опоры В.
На Фиг. 8А и 8В изображено крепежное устройство 1 в положении блокировки для двух плоских элементов с разными толщинами. Более конкретно, плоские элементы на Фиг. 8В имеют большую толщину, чем те что на Фиг. 8А. Следует заметить, что когда толщина плоских элементов 4 больше, боковые вертикальные элементы 22 стремятся быть ближе друг к другу, а также уменьшить внутреннее пространство, которое они определяют. В этом случае также происходит деформация гибких соединительных элементов 33 для обеспечения возможности прохождения клипсы без необходимости в повышенном усилии сборки. При отсутствии этих гибких соединительных элементов 33 было бы необходимо приложить значительное усилие сборки для обеспечения прохождения клипсы 2 и для блокировки второй точки опоры В с усилием на боковых вертикальных элементах.
Таким образом, благодаря гибкости соединительных элементов 33 обеспечивается возможность сохранения точек опоры А, В путем приложения усилия сборки, которое меньше зависит от толщины плоских элементов 4, при этом обеспечивая значительное удерживающее усилие, предотвращающее извлечение крепежного устройства 1.
Действительно, в зависимости от толщины плоских элементов 4 вертикальные элементы 22 клипсы 2 за счет своей V-образной формы будут находиться более-менее близко друг относительно друга во время введения клипсы 2 через отверстия 41, тем самым изменяя размеры центрального отверстия 23. Размеры центрального отверстия 23 становятся меньше, в частности, при увеличении толщины плоских элементов 4.
Наличие гибких соединительных элементов 33 обеспечивает возможность адаптации штифта 3, за счет деформации соединительных элементов, к изменению размеров центрального отверстия 23. При отсутствии гибких соединительных элементов 33 было бы необходимо обеспечение возрастающего значительного усилия с увеличением толщины плоских элементов 4 для прохождения штифта 3 фиксированного размера через центральное отверстие 23, размеры которого становятся меньше.
Поэтому усилие сборки меньше зависит от толщины плоских элементов 4 благодаря гибкости соединительных элементов 33, которые обеспечивают возможность регулировки размеров штифта 3 до размера центрального отверстия 23.
При введении штифта 3 во внутреннюю полость клипсы 2 блокирующие язычки 28 клипсы 2 также входят в контакт с блокирующими зонами 36 корпуса штифта 3. Эти блокирующие язычки 28 сперва разделяются блокирующими зонами 36, а затем смыкаются снова над блокирующей зоной 36. Таким образом, блокирующие язычки 28 прикладывают удерживающее усилие к блокирующим зонам 36 штифта 3 для поддержания его в положении для блокировки.
Кроме того, блокирующий зуб, расположенный ниже по ходу движения относительно соединительных элементов 33, при его наличии, может быть заключен в блокирующем отверстии 27, чтобы улучшить удержание крепежного устройства в заблокированном положении.
Если необходимо снять блокирующее устройство 1 с плоских элементов 4, конец инструмента может быть введен в одну из прорезей 311 головки 31 штифта 3 для создания рычага и приложения достаточного усилия для выведения устройства 1 из заблокированного состояния.
Как будет полностью ясно, изобретение не ограничено описанным вариантом реализации, и возможно добавление его вариантов, не выходя за рамки объема изобретения, определенного формулой изобретения.