УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УСТАНОВКИ ОБЪЕКТОВ НА СТЕНКЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE AND PROCEDURE FOR ASSEMBLY OF OBJECTS ON WALLS OF VEHICLE

Изобретение относится к закреплению деталей или компонентов, таких как электрические кабели и световоды, в транспортном средстве, и в частности к закреплению труб, кабелей, шлангов или тому подобного на листовой металлической секции кузова транспортного средства посредством фиксирующего устройства. Изобретение относится, в частности, к фиксирующему устройству для фиксации одного или множества объектов на стенке транспортного средства согласно вводной части пункта 1 формулы изобретения и к способу установки одного или множества объектов на стенке транспортного средства согласно вводной части пункта 11 формулы изобретения.
В традиционных транспортных средствах устройства фиксации кабелей используются для установки и направления трасс электрических и других кабелей, труб и т.д. в различных зонах. Здесь предпочтение отдается фиксирующим устройствам из пластмассы по причине их низкого собственного веса. Эти фиксирующие устройства приспособлены к конкретным условиям соединения с соответствующим элементом конструкции, то есть кронштейном или каркасом. Часто с этой целью используется соединение винт-гайка.
В DE 19650960 A1 описан способ крепления детали или компонента, например кабеля, трубы, трубопровода, шланга или тому подобного, к листовой металлической секции кузова автомобилей посредством пластмассовой скобы. Способ содержит этапы, на которых выполняют крепежное отверстие в секции корпуса кузова транспортного средства и вставляют секцию-адаптер в крепежное отверстие корпуса. Секция-адаптер состоит из пластмассы, которая по существу стабильна по размерам при более высокой температуре, например при 180° или более, и плотно посажена в крепежном отверстии таким образом, что оно в значительной мере является газонепроницаемым. Секцию-адаптер предохраняют от выпадения посредством поднутрения. Эта секция имеет головку адаптера, которая может быть соединена с головкой фиксирующей секции для детали, которая подлежит закреплению посредством защелкивающегося соединения. Головка фиксирующей секции соединяется с головкой секции-адаптера после того, как окрашена листовая стальная секция кузова.
Фиксирующие устройства предшествующего уровня техники имеют недостаток, заключающийся в том, что изменения элементов конструкции обычно приводят к дорогостоящим и трудоемким изменениям фиксирующих устройств. Это особенно применимо в случае, когда требуется адаптировать пластмассовые фиксирующие устройства и требуются изменения используемых для их изготовления инструментов инжекционного формования.
Ввиду этих изменений и детально не определенных элементов конструкции существует потребность в опоре, которую можно использовать на кронштейнах с различными толщинами материала и можно быстро закреплять.
Задача данного изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для фиксации одного или множества объектов на стенке транспортного средства и указать способ для монтажа такого фиксирующего устройства на стенке транспортного средства, при этом стоимость монтажа была бы снижена, и при этом данные устройство и способ зависят от толщины несущей стенки.
Эта задача решается согласно изобретению посредством фиксирующего устройства для фиксации одного или множества объектов на стенке транспортного средства согласно пункту 1 формулы изобретения и посредством способа установки одного или множества объектов на стенке транспортного средства согласно пункту 11 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения.
Основная идея изобретения заключается в том, чтобы сконструировать фиксирующее устройство из трех частей, а именно (конического) соединительного устройства, зажимной детали, которая в предпочтительном варианте снабжена вкладышами из листового металла, и стопорного кольца. Эти три элемента вместе обеспечивают то, что фиксирующее устройство надежно соединено с кронштейном. Для закрепления фиксирующего устройства это соединение толкается до упора на крепежный элемент, то есть винт или сопряженную опорную деталь, которая в свою очередь крепится к кронштейну или на нем. Фиксирующее устройство запирается независимо посредством последующего поворота фиксирующего устройства на несколько градусов вокруг его собственной оси, соединительное устройство врезается в винт. Из-за поворота зажимная деталь также перемещается вниз в направлении крепежного элемента. Благодаря этому перемещению вниз коническая зажимная деталь в предпочтительном варианте реализации сжимается более сильно, и резьба крепежного элемента врезается в зажимную деталь даже еще более, так что соединение между этими двумя компонентами является даже еще более крепким. Стопорное кольцо служит в качестве устройства для предотвращения смещения зажимной детали при помещении и надавливании фиксирующего устройства на крепежный элемент.
Соответственно, фиксирующее устройство согласно изобретению содержит поддерживающий элемент для фиксации одного или множества объектов на стенке транспортного средства, причем указанный элемент размещается на передней стороне стенки, с устройствами для фиксации одного или множества объектов и крепежный элемент для запирания поддерживающего элемента на задней стороне стенки, характеризуется тем, что крепежный элемент имеет форму стержня, имеет головку на одном конце и выполнен с возможностью проталкивания через отверстие в стенке, при этом предотвращается его выскальзывание в одном направлении, причем поддерживающий элемент содержит соединительное устройство, которым поддерживающий элемент прочно соединен с крепежным элементом, выступающим от передней стороны стенки.
Опора согласно изобретению имеет одну или, если это возможно, множество нижеследующих характеристик:
соединительное устройство расположено в полости в поддерживающем элементе с возможностью перемещения в осевом направлении, полость имеет отверстие на передней грани поддерживающего элемента, через которое крепежный элемент, выступающий от передней стороны стенки, может быть вставлен в эту полость;
крепежный элемент имеет наружную резьбу, и соединительное устройство содержит зажимную деталь для винтового соединения с крепежным элементом, при этом зажимная деталь расположена в закрепленном положении в этой полости в направлении вращения;
зажимная деталь имеет отверстие, диаметр которого по меньшей мере в одной суженной секции немного меньше, чем наружный диаметр крепежного элемента, причем при проталкивании через зажимную деталь крепежный элемент образует прочное соединение с зажимной деталью в, по меньшей мере, одной из суженных секций;
зажимная деталь имеет вертикальную прорезь, через которую отверстие открыто поперечно в радиальном направлении;
в, по меньшей мере, одной из суженных секций зажимной детали расположен по меньшей мере один диск из листового металла с отверстием, причем в указанном диске выполнена раскрывающую прорезь, через которую отверстие открыто в радиальном направлении по меньшей мере в одной точке;
по меньшей мере три сегмента диска из листового металла выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга при симметрии под углом 120° в, по меньшей мере, одной из суженных секций зажимной детали;
зажимная деталь является конической и полость расширяется конически, по меньшей мере в секциях, по направлению от отверстия, и предотвращается смещение зажимной детали в полости за пределы стопорного кольца;
зажимная деталь имеет по меньшей мере три направляющих устройства, которые расположены по существу в осевом направлении и предотвращают поворот зажимной детали вокруг центральной оси.
В частности опора может быть оборудована различными устройствами для фиксации одного или множества объектов на поддерживающих элементах, что делает возможным ее универсальное использование.
Способ согласно изобретению для установки одного или множества объектов на стенке транспортного средства, содержащий поддерживающий элемент для размещения на передней стороне стены с устройствами для фиксации одного или множества объектов и крепежный элемент для запирания поддерживающего элемента на задней стороне стенки, который включает в себя нижеследующие этапы, на которых: выполняют крепежное отверстие в стенке транспортного средства, вставляют крепежный элемент в крепежное отверстие, причем выскальзыванию крепежного элемента из крепежного отверстия в одном направлении препятствует головка, характеризующийся тем, что устанавливают поддерживающий элемент на крепежном элементе и нажимают на него до упора в стенку транспортного средства и поворачивают поддерживающий элемент вокруг оси симметрии крепежного элемента для прочного соединения крепежного элемента, выступающего от передней стороны стенки, и соединительного устройства.
Одно преимущество изобретения заключается в том факте, что на сборке экономится значительное время по причине упрощенного манипулирования фиксирующим устройством согласно изобретению. Дополнительное преимущество состоит в том, что благодаря этой конструкции требуется только одно общее фиксирующее устройство и достигается экономия затрат на хранение, разработку, конструирование и инструмент. Благодаря коническому быстроосвобождаемому закреплению фиксирующее устройство может также использоваться для всех материальных сил.
Другие характеристики и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего описания предпочтительных приводимых в качестве примеров вариантов выполнения изобретения, в которых дается ссылка на прилагаемые чертежи, на которых представлено:
фиг.1 - сечение фиксирующего устройства согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения;
фиг.2 - увеличенное сечение, показанное на фиг.1;
фиг.3 - вид в перспективе зажимной детали согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения;
фиг.4 - диск из листового металла для использования в зажимной детали согласно данному изобретению, в вертикальной проекции;
фиг.5 - сегменты из листового металла для использования в зажимной детали согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, в вертикальной проекции.
Изображение на чертежах выполнено не в масштабе. Аналогичные или аналогично действующие элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями.
Фиг.1 показывает вариант реализации фиксирующего устройства согласно изобретению для фиксации одного или множества объектов на стенке транспортного средства. Подразумевается, что посредством этого фиксирующего устройства трубы, кабели, шланги, световоды и другие волноводы с любым сечением прикрепляются к стенке так, чтобы они были расположены поверх передней стороны 2 стенки. При этом предполагается, что толщина стенки не является чрезмерной, так что крепежный элемент может быть вставлен через стенку с задней стороны 3 стенки 1. Затем при помощи крепежного элемента к стенке прикрепляется поддерживающий элемент 4.
Фиксирующее устройство содержит поддерживающий элемент 4 для размещения на передней стороне 2 стенки 1. Поддерживающий элемент 4 содержит в свою очередь устройства 5 для фиксации труб, кабелей, шлангов, световодов и других волноводов 6, которые могут иметь любое сечение. Трубы, кабели, шланги, световоды и другие волноводы 6 в частности фиксируются на поддерживающем элементе 4 полосой 5а или ей подобной. Полоса 5а не важна для понимания изобретения, и поэтому представлена пунктирной линией.
Фиксирующее устройство также содержит крепежный элемент 8 для скрепления или запирания поддерживающего элемента 4. Крепежный элемент состоит из имеющей форму стержня части 8 и головки 9, чей диаметр больше, чем диаметр имеющей форму стержня части 8. Имеющая форму стержня часть 8 крепежного элемента вставляется в стенку 1 через отверстие 7. Крепежному элементу мешает выскользнуть в одном направлении головка 9. Имеющая форму стержня часть 8 соединена с поддерживающим элементом 4 так, что стенка 1 зажата между головкой 9 на задней стороне 3 стенки 1 и поддерживающим элементом 4 на передней стороне 2 стенки 1.
Для осуществления реального соединения между поддерживающим элементом 4 и крепежным элементом 8 поддерживающий элемент 4 содержит соединительное устройство 13 в полости 10 поддерживающего элемента 4. Соединительное устройство 13 не может покинуть полость 10 в поддерживающем элементе 4. Поддерживающий элемент 4 прочно соединен с крепежным элементом 8, выступающим из передней стороны 2 стенки 1, посредством соединительного устройства 13. С этой целью существенная часть крепежного элемента 8 простирается через крепежное отверстие 7 в стенке 1 и через отверстие 11 в полости 10, в которой расположено соединительное устройство 13, в полость 10. Отверстие 11 выполнено в передней грани 12 поддерживающего элемента 4.
Конструкция и способ функционирования соединительного устройства 13 в полости 10 поддерживающего элемента объясняются со ссылкой на вариант выполнения изобретения, показанный на фиг.2. С этой целью фиг.2 показывает нижнюю часть поддерживающего элемента 4 в увеличенной масштабе.
Соединительное устройство 13 содержит зажимной корпус или зажимную деталь 14. Зажимная деталь 14 способна свободно перемещаться в осевом направлении в полости 10, то есть сверху вниз на чертеже. Ее перемещение вверх, то есть при удалении от отверстия 11 в полости 10, ограничено только стопорным кольцом 17, которое расположено с этой целью в соответствующей канавке 17а по окружности внутренней стенки полости 10.
В зажимной детали 14 выполнено отверстие 15, которое соосно оси симметрии зажимной детали 14 и через которое простирается крепежный элемент 8. Для осуществления прочного соединения между крепежным элементом 8 и зажимной деталью 14 крепежный элемент 8 имеет структурированную поверхность, которая составляет винтовую резьбу. Зажимная деталь 14 имеет суженную секцию 16, с которой структурированная поверхность крепежного элемента 8 входит в фрикционное соединение.
Когда крепежный элемент 8 вставляется через зажимной корпус 14, последний перемещается вверх из-за трения между структурированной поверхностью крепежного элемента 8 и суженной секцией 16 зажимного корпуса 14 на фиг.2. Зажимной корпус 14 избегает действия этой силы до тех пор, пока он не достигнет уровня упора со стопорным кольцом 17, и его дальнейшее перемещение не останавливается. Когда крепежный элемент 8 продвигается далее и против силы трения проталкивается через зажимной корпус 14 в полость 10, расстояние между головкой 9 крепежного элемента 8 и сужением 16 в зажимном корпусе 14 становятся все более и более коротким. Этот процесс заканчивается, когда поддерживающий элемент 4 и головка 9 упираются в стенку 1. После этого поддерживающий элемент 4 не может быть перемещен далее вниз в направлении крепежного элемента 8.
Однако, когда эта точка достигнута, по прежнему сохраняется некоторый зазор в виде расстояния от стенки 1 до поддерживающего элемента 4. Этот зазор создается, поскольку зажимная деталь 14 в полости 10 может быть перемещена вверх и вниз. Теперь, если потянуть поддерживающий элемент 4, то его, следовательно, легко ослабить на малое расстояние от передней поверхности 2 стенки. Это приводило бы к тому, что поддерживающий элемент 4 не сидел бы устойчиво на стенке 1. Для того чтобы устранить этот остаточный зазор в виде расстояния от стенки 1 до поддерживающего элемента 4, теперь выполняется вращательное движение крепежного элемента 8 относительно зажимной детали 14 вокруг общей оси симметрии. Если структура поверхности крепежного элемента 8 представляет собой резьбу, то она врезается в суженную секцию 16. В результате этого, при соответствующем направлении вращения, зажимной корпус 14 перемещается посредством вращательного движения в направлении головки 9 и, следовательно, до отверстия 11 в полости 10. Это перемещение не прекращается до тех пор, пока вращение не закончится, в частности потому, что для продолжения вращения прилагаемый крутящий момент должен был бы превысить некоторую предельную величину.
Для специалиста в данной области техники очевидно, что для того, чтобы поддерживать вращательное движение, головке 9 и/или поддерживающему элементу 4 предоставляют соответствующие устройства (не показанные на чертеже), которые делают возможным выполнение вращения или прикрепление инструментов, например, нанесение рифления на головку 9 на манер винта с рифленой головкой для продолжения вращения.
Для повышения эффективности при осуществлении винтового соединения между крепежным элементом 8 и зажимным корпусом 14 последний имеет коническую форму, такую что его узкий конец расположен на стороне отверстия 11, а его широкий конец расположен на стороне устройства 5 для кабелей и т.д.
Функционирование этого варианта выполнения зажимной детали 14 поясняется ниже со ссылкой на фиг.3.
На фиг.3 показан зажимной корпус 14 на виде в перспективе. Как можно увидеть, он по существу представляет собой блок с центральным отверстием 15, которое проходит соосно с плоскостью 20 симметрии этого блока. Когда фиксирующее устройство собрано, отверстие 15 принимает в себя крепежный элемент 8 (не показанный на чертеже). Отверстие 15 имеет диаметр, который в предпочтительном варианте немного меньше в суженной секции 16, чем наружный диаметр крепежного элемента 8. По этой причине крепежный элемент 8 прочно соединен с зажимной деталью 14.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.3, блок 14 имеет вертикальную прорезь 18, через которую отверстие 15 открыто в поперечном направлении. Это позволяет зажимному корпусу 14 в большей или меньшей степени сжиматься таким образом, что его периферия изменяется соответственно в плоскости, перпендикулярной оси 20 симметрии.
В частности, если зажимной корпус 14 теперь тянут с силой вниз, то есть в направлении его узкой стороны, внутренний диаметр полости 10 аналогичным образом уменьшается. Это сжимает зажимной корпус 14, и вертикальная прорезь 18 сужается, и сжимающая сила, с которой зажимной корпус 14 действует на крепежный элемент 8 (не показанный на чертеже), следовательно, увеличивается. Следовательно, соединение между крепежным элементом 8 делается все более и более прочным, особенно в суженной секции 16 (не показанной на чертеже), и сила, действующая в нижнем направлении, может, следовательно, также быть увеличена без того, чтобы это привело к проскальзыванию. Зажимная деталь 4 все сильнее врезается в крепежный элемент 8.
Условие для объясненного выше способа функционирования зажимного корпуса 14, взаимодействующего с крепежным элементом 8, заключается в том, что зажимной корпус должен быть закреплен относительно поддерживающего элемента 4 по отношению к оси 20 вращения. Это достигается в показанном варианте выполнения изобретения при помощи направляющих устройств 21. Предпочтительно, чтобы зажимная деталь 14 имела по меньшей мере три направляющих устройства 21. Они простираются по существу в осевом направлении и предотвращают поворот зажимной детали 14 вокруг центральной оси 20. В показанном варианте выполнения изобретения, направляющие устройства 21 состоят из канавок или каналов в зажимном корпусе 14. Они взаимодействуют с выступами или направляющими (не показанными на чертеже) на внутренней стенке полости 10, в которой зажимной корпус 14 расположен таким образом, что он способен перемещаться в осевом направление. Канавки 21 и направляющие (не показанные на чертеже), которые находятся в зацеплении с канавками 21, обеспечивают то, что зажимная деталь 14 способна беспрепятственно перемещаться в осевом направлении, но закреплена в направлении вращения.
Сужение 16 в отверстии 15 может быть выполнено из того же самого материала, что и зажимной корпус 14, что имеет то преимущество, что вся зажимная деталь 14 может быть изготовлена в виде одной детали.
В другом предпочтительном варианте выполнения в качестве сужения 16 в горизонтальную прорезь 19 в зажимной корпус 14 может быть вставлен диск 22 из листового металла. Горизонтальная прорезь 19 показана на фиг.3. Диск 22 из листового металла поясняется ниже со ссылкой на фиг.4, которая показывает вариант выполнения диска из листового металла, который в центре имеет отверстие 23, через которое проталкивается крепежный элемент 8 (не показанный на чертеже), трущийся о диск 22 листового металла. Когда диск 22 из листового металла поворачивается относительно крепежного элемента 8, резьба крепления элемента 8 врезается в диск 22 из листового металла. В таком случае из-за вращательного движения порождается линейное движение диска из листового металла вдоль оси 20 симметрии, которое в свою очередь вынуждает зажимной корпус 14 перемещаться в осевом направлении вниз в полость 10 поддерживающего элемента 4, как это уже было описано выше.
Аналогично вертикальной прорези 18 зажимной детали 14 диск 22 из листового металла имеет раскрывающую прорезь 24, которая по существу совмещена с вертикальной прорезью 18 зажимной детали 14. Благодаря раскрывающей прорези 24 диск 22 из листового металла является более гибким, что способствует проталкиванию крепежного элемента 8 через отверстие 23, пока листовой металл одновременно прижимается к крепежному элементу 8.
Чтобы сужение 16 было более гибким, вместо диска 22 из листового металла с раскрывающей прорезью 24 может быть использована конструкция, состоящая из трех сегментов диска из листового металла, сегменты которого вставляются независимо друг от друга в горизонтальную прорезь 19 зажимной детали 14. Этот вариант реализации изобретения поясняется ниже со ссылкой на фиг.5.
На фиг.5 показано три сегмента 25 из листового металла, каждый из которых покрывает угол, составляющий приблизительно 120°. Для специалиста в данной области техники очевидно, что может быть использовано более чем три сегмента из листового металла и также могут быть использованы другие углы. Сегменты 25 вставляются по отдельности в горизонтальную прорезь 19 зажимной детали 14 и там фиксируются запирающим средством, не показанным на чертеже, и перемещаются в направлении центра отверстия 15 в зажимной детали 14. Во всем остальном способ функционирования идентичен описанному выше в связи с диском 22 из листового металла.
Для того чтобы установить один или множество объектов на стенке транспортного средства, в стене 1 выполняется крепежное отверстие 7 согласно изобретению, и в крепежное отверстие 7 вставляется крепежный элемент 8. При этом головка 9 предотвращает выскальзывание крепежного элемента 8 из крепежного отверстия 7 в одном направлении. Затем на крепежный элемент 8 помещается поддерживающий элемент 4 и прижимается к стенке 1 до упора. Поддерживающий элемент 4 поворачивают вокруг центральной оси 20 крепежного элемента 8, так чтобы крепежный элемент 8, выступающий от передней стороны стенки, и соединительное устройство 13 были прочно соединены.