ЗАЖИМНОЕ КРЕПЕЖНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ
FIXING CLAMPING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области сборки элементов конструкции посредством их скрепления.
В частности, изобретение относится к крепежному приспособлению для монтажа детали на опорный элемент. Указанное крепежное приспособление, состоит из крепежной скобы, включая головку и деформируемый захватный элемент, который проходит под головкой в осевом направлении и определяет зажимную поверхность, отделенную от головки в упомянутом осевом направлении. Захватный элемент проталкивается через деталь и опорный элемент таким образом, чтобы происходило их скрепление посредством зажимания детали и опорного элемента между головкой и зажимной поверхностью скобы. Захватный элемент выполнен таким образом, чтобы зажимная поверхность упруго отводилась в скобу перпендикулярно осевому направлению, в то время как захватный элемент проталкивается через деталь и опорный элемент до того момента, пока скоба полностью не пройдет через опорный элемент. Затем зажимная поверхность упруго возвращается в положение с наружной стороны скобы, чтобы занять зажимную позицию для прижимания к опорному элементу, когда захватный элемент находится в указанном полностью вжатом положении.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Данное крепежное приспособление известно из патентного документа DE 10 2011 010 141. Данное известное крепежное приспособление в виде скобы имеет форму швеллера для обеспечения повышенной жесткости и, как следствие, высокого механического сопротивления отрыванию.
Крепежное приспособление хорошо подходит для крепления подушки безопасности к рулевому колесу транспортного средства.
В автомобильной промышленности крепежные приспособления в виде крепежных скоб все чаще приходят на смену системам сборки, где используются гайки и болты.
Там, где безопасность играет ключевую роль, как, например, в креплении подушки безопасности к фиксированной части транспортного средства, крайне необходимо удостовериться в том, что качество крепежа посредством крепежной скобы действительно отвечает требованиям к прочности.
Однако при использовании крепежных приспособлений в виде скоб часто бывает непросто определить, была ли соответствующая деталь правильно закреплена, или же она, например, осталась в полузакрепленном состоянии.
Во многих случаях, например, при монтаже подушки безопасности на рулевом колесе, определение правильности закрепления устройства осложняется тем, что проверить состояние крепежных скоб путем визуального осмотра очень сложно.
В патентном документе DE-10 2004 025 698 также представлена информация о крепежном приспособлении для скрепления двоих конструктивных элементов посредством крепежных скоб, включающих зажимной элемент, который может принять зацепленное упорное положение и захватное зажимное положение, а также индикатор правильности сборки для проверки достижения надлежащего уровня сборки. В таком крепежном приспособлении захватный элемент и индикатор правильности сборки соединены в зацепленном упорном положении позиции и располагаются таким образом, что движение индикатора правильности сборки по отношению к захватному элементу в проверочном направлении возможно только в том случае, если захватный элемент находится в захватном зажимном положении.
Таким образом, появляется возможность проверить правильность крепления конструктивных элементов, всего лишь перемещая индикатор правильности сборки в проверочном направлении. Если такое перемещение возможно, значит, конструктивные элементы были скреплены надлежащим образом. Если такое перемещение невозможно, значит захватный элемент недостаточно вжат в конструктивные элементы, и не находится в захватном зажимном положении. В патентном документе ЕР 2 687 731 также представлена информация о крепежном приспособлении для скрепления двоих конструктивных элементов с помощью крепежных скоб с индикатором правильности сборки для проверки надлежащей сборки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать крепежное приспособление с повышенной жесткостью и высоким механическим сопротивлением отрыванию, как указано выше, включающее индикатор правильности сборки повышенной надежности, который позволяет точно проверить расположение в захватном зажимном положении.
В связи с этим настоящее изобретение предусматривает крепежное приспособление для монтажа детали на опорный элемент. Крепежное приспособление состоит из крепежной скобы, включая головку и деформируемый захватный элемент, который проходит под головкой в осевом направлении и определяет зажимную поверхность, отделенную от головки в осевом направлении. Захватный элемент проталкивается через деталь и опорный элемент таким образом, чтобы происходило их скрепление посредством зажимания детали и опорного элемента между головкой и зажимной поверхностью скобы. Захватный элемент выполнен таким образом, чтобы зажимная поверхность упруго отводилась в скобу перпендикулярно осевому направлению, в то время как захватный элемент проталкивается через деталь и опорный элемент до того момента, пока скоба полностью не пройдет через опорный элемент. Затем зажимная поверхность упруго возвращается в положение с наружной стороны скобы, чтобы занять зажимное положения для прижимания к опорному элементу, когда захватный элемент находится в полностью вжатом положении. При этом крепежное приспособление дополнительно включает индикатор правильности сборки для проверки надлежащего закрепления скобы в зажимном положении. Индикатор правильности сборки имеет форму шпильки, которая по оси вжимается в скобу. Индикатор и скоба выполнены таким образом, что когда захватный элемент проталкивается через опорный элемент, индикатор не может пройти по оси в скобу с опорой на захватный элемент. В то же время необходимо, чтобы индикатор упруго отводился перпендикулярно осевому направлению к внутренней стороне скобы под действием зажимной поверхности, которая отступает к внутренней стороне скобы, что позволяет индикатору полностью вжиматься в скобу, только когда зажимная поверхность захватного элемента полностью находится в зажимном положении для зажимания опорного элемента сзади. Опора на захватный элемент освобождает путь, что позволяет индикатору продвинуться в указанном осевом направлении.
В данной компоновке индикатор правильности сборки может начать перемещаться в проверочное положение, в котором он определяет правильность сборки, прежде всего, при условии, что захватный элемент изначально отводится под действием вжатия скобы в опорный элемент, а также при условии, что опорный элемент все еще присутствует между головкой скобы и зажимной поверхностью после того, как захватный элемент вернулся в зажимное положение.
Крепежное приспособление по данному изобретению предпочтительно может иметь следующие признаки:
- индикатор выполнен из пластмассы, а скоба выполнена из металла;
- у индикатора есть головка, которая служит визуальным или тактильным показателем, т.е. деформируется при соприкосновении с головкой скобы после того, как индикатор полностью вжался в скобу;
- деформируемая головка индикатора имеет сгибаемую часть, расположенную таким образом, чтобы вращаться вокруг оси, когда индикатор полностью вжат в скобу;
- если смотреть сверху, головка скобы скрыта, по крайней мере, частично, деформируемой головкой индикатора, когда индикатор полностью вжат в скобу;
- если смотреть сверху, деформируемая головка индикатора открывает головку скобы, по крайней мере, частично, когда индикатор полностью вжат в скобу; и
- головка скобы имеет форму пластины, из которой перпендикулярно тянутся две захватные ручки, которые входят в захватный элемент скобы и взаимодействуют с пластиной, приобретая форму швеллера. Каждая захватная ручка изгибается по направлению к внутренней части швеллера, а также имеет свободный конец, который образует зажимную поверхность, выступающую за пределы швеллера. Индикатор имеет как минимум две гибкие крепежные лапки, проходящие в осевом направлении между захватными ручками. Крепежные лапки отделены друг от друга перпендикулярно осевому направлению и каждая имеет пяту и подошву. Пята каждой крепежной лапки крепится с защелкиванием в пазу, проходящем в осевом направлении по захватному элементу, в то время как подошва каждой крепежной лапки опирается по оси на захватную ручку.
Таким образом, в данной компоновке зажимное положение дает возможность захватным ручкам скобы упруго вернуться к внешней стороне скобы, так чтобы захватные ручки не подвергались давлению при зажиме. Таким образом, захватные ручки скобы остаются в одном и том же положении до и после зажима. Единственное напряжение, которое прилагается на скобу после зажима, - это давление, оказываемое на гибкие штифты, которые гнутся, чтобы удерживать деталь и опорный элемент вместе в зажимном положении.
В данной компоновке скобы по настоящему изобретению ее все еще можно отсоединить от опорного элемента до того, как скоба полностью будет вжата в опорный элемент, без риска, что индикатор правильности сборки начнет продвигаться в захватный элемент дальше, чем это возможно при предварительной сборке. Более того, можно предварительно установить индикатор правильности сборки на скобу без риска того, что индикатор правильности сборки легко отделится от скобы.
Если скоба отделяется от опорного элемента до того, как она полностью будет вжата в опорный элемент, это означает, что индикатор правильности сборки находится в промежуточном положении, где гибкие зажимные лапки индикатора расположены ближе друг к другу. Гибкие зажимные лапки индикатора также могут разжиматься, однако при этом они не вжимаются в скобу, так как зажимные поверхности скобы контролируют расстояние между гибкими зажимными лапками индикатора, но не край отверстия в опорном элементе, чем способствуют увеличению надежности работы индикатора правильности сборки.
После того как индикатор был вжат (или частично вжат) в скобу, будет невозможно снять скобу с опорного элемента, прежде не оттянув индикатор правильности сборки вручную по направлению к внешней стороне скобы.
Крепежное приспособление по настоящему изобретению хорошо подходит для соединения посредством скрепления подушки безопасности и фиксированной части транспортного средства, такой как рулевое колесо, приборная панель или несущая конструкция крыши.
Крепежное приспособление по настоящему изобретению может использоваться для скрепления посредством сборки других элементов транспортного средства, таких как солнцезащитный козырек, дверная ручка, наличник двери и т.д.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
- фиг. 1 - перспективный вид первого варианта осуществления скобы крепежного приспособления по настоящему изобретению;
- фиг. 2 - перспективный вид варианта осуществления индикатора правильности сборки, специально приспособленного для вставки в скобу крепежного приспособления, показанную на фиг. 1;
- фиг. 3 - продольный разрез индикатора правильности сборки, показанного на фиг. 2, в момент, когда он при предварительной сборке частично вжат в скобу, показанную на фиг. 1;
- фиг. 4 - перспективный вид крепежного приспособления по настоящему изобретению в состоянии предварительной сборки, когда скоба вжата в деталь только для закрепления, а индикатор правильности сборки частично вжат в скобу при предварительной сборке;
- фиг. 5 - продольный разрез индикатора правильности сборки при его частичном вжатии в скобу при предварительной сборке, а также в момент его отвода под действием отвода захватного элемента скобы, когда скоба частично вжата в опорный элемент;
- фиг. 6 - увеличенный продольный разрез, показывающий относительное положение индикатора правильности сборки и скобы непосредственно перед тем, как захватный элемент скобы упруго высвобождается;
- фиг. 7 - продольный разрез захватного элемента в его зажимном положении после упругого высвобождения, в то время как гибкие крепежные лапки индикатора правильности сборки остаются отведенными в скобу из-за контакта с опорным элементом;
- фиг. 8 - увеличенный продольный разрез, показывающий индикатор правильности сборки, полностью вставленный в скобу;
- фиг. 9 и 10 - виды соответствующих двух различных форм, которые может принять деформируемая головка индикатора правильности сборки, для обозначения того, что соединение выполнено правильно;
- фиг. 11 и 12 - виды соответствующих двух других различных форм, которые может принять деформируемая головка индикатора правильности сборки, для обозначения того, что соединение было выполнено правильно; и
- фиг. 13 и 14 - виды соответствующих двух других различных форм, которые может принять деформируемая головка индикатора правильности сборки.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан вариант осуществления крепежного приспособления по настоящему изобретению, включающий скобу 1, которая в данном примере образована путем гибки металлического листа.
Скоба 1 оснащена головкой, имеющей форму пластины 2, которая в данном примере является прямоугольной.
Пластина 2 имеет центральное отверстие 3, через которое должен вставляться индикатор правильности сборки 4, показанный на фиг. 2.
Пластина 2 проходит между двумя противоположными концами возле гибких штифтов 5 и 6, которые загнуты под пластину 2 и находятся на расстоянии от головки скобы, выступая в качестве несущих поверхностей, которые противоположны зажимным поверхностям скобы.
В примере, представленном на фиг. 1, два штифта 5 и 6 выровнены и проходят в противоположных направлениях на двух противоположных сторонах пластины.
Две внешние боковые стенки 8 и 9 проходят от продольных кромок пластины 2 перпендикулярно к ним.
Две стенки 8, 9 и пластина 2 вместе образуют швеллер, тем самым обеспечивая превосходную жесткость скобы. Фланцы швеллера проходят в осевом направлении А и образуют захватный элемент скобы.
Как показано на фиг. 1, каждая боковая стенка, например стенка 8, на одной стороне примыкает к основанию штифта (штифт 5 на фиг. 1), на другой стороне - к свободному концу другого штифта. Таким образом, в данном примере перемещение каждого штифта ограничивается пазом в боковой стенке скобы.
Боковые стенки 8, 9 посередине образуют соответствующие стенки двух захватных рукояток 10, 11 шириной меньше длины стенок, причем каждая ручка загнута к внутренней стороне швеллера.
В частности, каждая захватная ручка (10 или 11) включается первый участок длины ручки (10А или 11А), который проходит перпендикулярно пластине 2 на одной оси с боковой стенкой 8, второй участок длины ручки (10В или 11В), который продолжает первый участок длины ручки (10А или 11А), загнут к внутренней стороне швеллера и возвращается, перекрывая первый участок длины ручки (10А или 11А), а также третий участок длины ручки (10С или 11С), который продолжает второй участок ручки (10В или 11В) снаружи швеллера и образует зажимную поверхность 12 скобы 1, которая находится напротив несущих поверхностей штифтов 5 и 6.
Как видно на фиг. 1, в данном примере каждая ручка 10 и 11 делится на два ответвления на втором и третьем участках длины ручки, причем два ответвления каждой захватной ручки проходят вдоль соответствующего первого участка длины ручки с одного конца на другой таким образом, чтобы образовать зажимные поверхности 12 на одной стороне скобы.
Таким образом, две ручки 10 и 11 изогнуты симметрично по отношению друг к другу, тем самым позволяя перемещать третий участок длины ручки, образующий зажимную поверхность, в сторону внутренней части скобы.
В частности, зажимные поверхности могут упруго втягиваться во внутреннюю часть швеллера скобы под действием осевой силы, которая прилагается перпендикулярно к боковым стенкам 8 и 9.
Как показано на фиг. 1, первый участок длины 10А, 11А каждой ручки примыкает к каждой стороне острой щекой 13, придающей скобе 1 блочную конструкцию, которая крайне устойчива к большим отрывным усилиям.
В каждой боковой стенке 10 и 11 предусмотрены первые продольные пазы 14, через каждый из которых проходит свободный конец третьего участка длины 10С, 11С соответствующей захватной ручки.
Кроме того, в примере, представленном на фиг. 1, предусмотрены продольные пазы 15, в которых крепится с защелкиванием индикатор правильности сборки 4, когда он вжимается в скобу 1 при предварительной сборке. Данное крепление с защелкиванием индикатора в пазу предотвращает его свободное отсоединение от скобы.
На фиг. 2 показан вариант осуществления индикатора правильности сборки 4, который в данном примере выполнен из достаточно жесткой литьевой пластмассы.
Как показано на фиг. 2, индикатор 4 имеет форму шпильки, т.е. его корпус продолговатый и проходит в осевом направлении А, с головкой 20, которая в данном примере деформируется, и под которой проходят две гибких крепежных лапки 21. В настоящем примере индикатор продолговатый и обычно имеет форму перевернутой U-образной детали.
Как показано на фиг. 2, каждая крепежная лапка 21 имеет свободный конец в виде башмака с пятой 22 и подошвой 23, которая разделена надвое.
Индикатор правильности сборки 4 упруго деформируется внутрь благодаря тому, что крепежные лапки 21 отстоят друг от друга, проходят перпендикулярно осевому направлению А и, таким образом, могут упруго отводиться или сближаться.
Как видно на фиг. 1 и 2, отверстие 3 в пластине 2 имеет контур, который дополняет периферийный контур индикатора 4 в его нижней части, когда две крепежных лапки 21 сближаются.
На фиг. 3 показан индикатор правильности сборки 4, частично вжатый в скобу 1.
Как показано на фиг. 3, башмак 22 каждой крепежной лапки крепится с защелкиванием в пазу 15 в боковой стенке 10 скобы, чтобы удерживать индикатор в скобе, пока свободный конец подошвы 23 (разделенный надвое) не будет опираться на поверхность кромки 16 захватной ручки, тем самым предотвращая дальнейшее прохождение индикатора по оси в скобу.
На фиг. 4 показана скоба 1 и индикатор правильности сборки 4, предварительно установленные в детали 7, подлежащей монтажу.
В данном примере деталь 7 представляет собой плоский участок, образующий пластину, например, кусок ткани, металлическая или пластмассовая пластина, которая является частью подушки безопасности.
Деталь 7 показана на фиг. 4 с отверстием 30, которое имеет по сути прямоугольную форму, дополняющую прямоугольный периферийный контур скобы 1.
Более того, в данном примере отверстие 30 имеет два противоположных паза для прохождения башмаков бесконтактным образом, и при необходимости башмаки 22 затем выходят из скобы через пазы 15.
Данная деталь 7 удерживается между несущими поверхностями головки скобы и зажимными поверхностями 12 захватной ручки 10 и 11.
Как показано на фиг. 5, деталь 7 выполнена с такой толщиной, чтобы она смогла пройти между несущими поверхностями головки 1 и зажимными поверхностями 12, оставляя небольшой зазор.
На фиг. 5 захватный элемент, включающий захватные ручки 10 и 11, частично вжимается в отверстие 17 в опорном элементе 18, который в данном примере является неподвижным компонентом транспортного средства, например, рулевым колесом.
Отверстие 17 имеет контур, который подогнан под периферийный контур скобы и не предусматривает каких-либо пазов. В частности, при вжимании скобы 1 в отверстие 17 в опорном элементе 18, кромка отверстия 17 оказывает давление на свободные концы 10С, 11С захватных ручек, чьи свободные концы проходят через пазы 14 и выходят из скобы, причем данное давление приводит к сближению захватных ручек, т.е. отводит зажимные поверхности 12 во внутреннюю сторону скобы.
Крепежные лапки 21 индикатора располагаются таким образом, чтобы упруго отводиться (т.е. сближаться) во внутреннюю сторону индикатора в ответ на то, что зажимные поверхности 12 отводятся во внутреннюю сторону скобы, но в то же время они опираются на поверхности кромки 16 захватных ручек, тем самым предотвращая прохождение индикатора 4 по оси в скобу.
На фиг. 6 захватный элемент скобы полностью вжимается в деталь 7, а также в опорный элемент 18. Следует отметить, что в данном вжатом состоянии кромка отверстия 17 перекрывает пазы 15 во внешних стенках скобы.
На фиг. 7 зажимные поверхности упруго возвратились в их исходное положение, а свободные концы 10С, 11С захватных ручек снова выступают в пазы 14. Таким образом, захватный элемент находится в своем зажимном положении, в котором он зажимает опорный элемент 18 сзади.
Крепежные лапки индикатора правильности сборки в пазах 15 опираются на кромку отверстия 17 в опорном элементе, но они уже не лишены возможности перемещаться по оси по поверхностям кромки 16 захватных ручек, которые отошли с пути, переместившись к внешней стороне скобы.
Под действием осевой силы для вжимания скобы в опорный элемент, которая представлена стрелкой Р на фиг. 8, индикатор правильности сборки 4 может покинуть уровень проникновения в скобу, который соответствует положению предварительной сборки, и, таким образом, может полностью войти в скобу, при этом пята 22 башмака вдвигается в паз 15, а подошвы 23 башмака 23 фиксируются между участками длины 10В, 11В захватных ручек.
Головка 20 индикатора правильности сборки 4 выполнена таким образом, чтобы когда она находилась в полностью вжатом положении, в котором она полностью вжата в скобу, головка обеспечивала визуальную или тактильную индикацию того, что скоба надлежащим образом установлена в зажимном положении, в котором она крепится на опорном элементе 18 сзади. В частности, можно предусмотреть, что головка индикатора правильности сборки будет полностью вставляться в головку скобы таким образом, чтобы она располагалась заподлицо с последней, тем самым обеспечивая визуальную и тактильную индикацию.
В примере крепежного приспособления, которое показано на фиг. 2-8, головка 20 индикатора 4 является деформируемой и начинает деформироваться при контакте с головкой скобы, которая в данном примере представлена пластиной 2, когда индикатор полностью вжат по оси в скобу.
К примеру, деформируемая головка 2 0 индикатора правильности 4 сборки может быть выполнена с двумя откидными заслонками 24, как показано на фиг. 2.
На фиг. 7 и 8 видно, что заслонки 24 головки индикатора 4 вращаются, когда индикатор полностью вжат в скобу. Если смотреть сверху, головка скобы как минимум частично скрыта заслонками 24, которые выровнены.
На фиг. 9 и 10 два состояния индикации индикатора в зависимости от его положения в скобе представлены в детальных схематических изображениях заслонок 24.
Как вариант, головка индикатора может быть оснащена заслонками 24, которые поднимаются, когда индикатор полностью вжат в скобу, т.е. впоследствии головка индикатора открывает головку скобы, по крайней мере, частично. На фиг. 11 и 12 два других состояния индикации индикатора в зависимости от его положения в скобе представлены в детальных схематических изображениях заслонок 24.
В еще одном варианте, показанном на фиг. 13 и 14, два состояния индикации индикатора в зависимости от его положения в скобе 1 представлены с недеформируемой головкой 20 индикатора. В данном примере, когда индикатор полностью вжат в скобу (фиг. 14), головка 20 индикатора полностью втягивается в уступ в пластине 2 скобы 1.
Крепежное приспособление по настоящему изобретению позволяет обеспечивать надлежащую сборку подушки безопасности и неподвижного компонента транспортного средства с помощью скобы для зажимного крепления.
Правильность сборки можно проверить посредством системы автоматического обнаружения, в которой используется визуализация. Также правильность сборки может проверяться вручную оператором или на линии сборки.
Разумеется, крепежное приспособление по настоящему изобретению, описанное выше и представленное на чертежах, является только одним из вариантов осуществления, и данное изобретение может предусматривать другие формы скобы и индикатора правильности сборки.