CN1483943A - 装配在构件上的塑性螺母 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配到具有开孔的构件上的塑性螺母，所述塑性螺母带有用来保持螺钉的一螺母部分，并可插塞入开孔中，为了支承在构件的一侧上，所述塑性螺母设有一凸缘，所述凸缘带有用于螺钉的一通孔，以及在其面向构件的一侧上还设有一密封垫圈，为了支承在构件的另一侧上，所述塑性螺母设有快动钩部，在插入后，当在塑性螺母的容纳孔中旋紧螺钉时，所述快动钩部张开，并从而将塑性螺母固定在构件上。密封垫圈在其外缘处有一肩部，所述肩部包围凸缘并且凸伸超出后者的厚度，并且所述密封垫圈从其内缘合并成凸伸到通孔中的一套环。

Description

装配在构件上的塑性螺母

技术领域

本发明涉及装配在具有开孔的构件上的塑性螺母，塑性螺母设有一个用来保持螺钉的螺母部分，并可插塞入开孔中，为了支承在构件的一侧上，塑性螺母设有一凸缘，凸缘设有用于螺钉的通孔，并且在其面向构件的一侧上还设有一密封垫圈，以及，为了支承在构件的另一侧上，塑性螺母设有快动钩部，在插入后，当在塑性螺母的容纳孔中旋紧螺钉时，快动钩部张开，从而将塑性螺母固定在构件上。

背景技术

在EP 1 143 157 A1中示出和描述了一种这种类型的塑性螺母。该已知的塑性螺母用来插入板中的一矩形孔中，该板即相应于上述的构件。该塑性螺母具有一凸缘和一螺母部分，凸缘在板的一侧上、支承在板上，螺母部分被引导穿过矩形孔。两快动钩部在每一情况下通过一弯曲区域装配在螺母部分上，一旦插入矩形孔，两快动钩部就沿着凸缘的方向倾斜向外地定向，并且它们一直受压，直至在完全插入矩形孔之后它们向外张开并从而将塑性螺母固定在板上。该塑性螺母特别是用来将一另外的组件装配到该构件上，为了这个目的，塑性螺母被推入矩形孔中，并且借助于插入塑性螺母的螺钉将要装配的组件拧上。在这种情况下，装配在凸缘内侧上的一橡胶制成的扁平密封垫圈保证凸缘区域中一定量的密封。在EP 358 896 B1中提出了在可插入板中的一螺母部分中、具体地说是在该螺母部分与板之间使用一扁平密封垫圈的方案。但是，由于尤其是在螺钉的区域中能够发生泄漏，所以使用已知的密封件无法实现构件一侧上的区域相对构件另一侧的可靠密封。

发明内容

本发明基于这以样的方式构造塑性螺母的目的，即通过使用该塑性螺母，尤其即使在开孔的区域中也能实现可靠的密封，这在汽车结构方面为了实现防止水渗入到车体内部区域的目的是尤为具有重要意义的。根据本发明，这是通过这样一种密封垫圈来实现的，这种密封垫圈在其外缘处设有一肩部，该肩部围绕凸缘且凸伸超出后者的厚度，并且，该密封垫圈从其内缘合并成(merge into)凸伸到通孔中的一套环。

通过构造带有包围凸缘的肩部和凸伸入通孔的套环的密封垫圈，就可以得到尤为可靠的密封，这是因为，首先，在旋紧螺钉并因而压上要紧固的一另外的组件时凸伸超过凸缘厚度的肩部向外张开，因此肩部牢固地压在另外的组件上。其次，凸伸入通孔的套环在该过程中被挤压在一起，从而围绕螺钉产生特殊的密封作用，这意味着能够实现塑性螺母的所有关键点处的密封。

可以通过使肩部在其内侧倾斜且使其厚度沿离开凸缘的方向减小来增强在肩部区域中的密封有效性。此外，凸缘的外缘同样可以倾斜，以与密封垫圈上的斜面一致。在这种情况下，凸缘的倾斜外缘在旋紧螺钉时附加地将密封垫圈的肩部向外压，这意味着倾斜的肩部以相应较大的区域支承在构件上。

如果朝螺母部分定向的一密封唇整体地模制在肩部的外缘上，并且然后相应地贴合地压靠在凸缘上，就可以在密封作用方面作出进一步的改进。

在密封垫圈的内部区域中也可以改善其密封作用，具体地说，是通过密封垫圈从其面向远离凸缘的一侧合并成凸伸入开孔中的一环部。这个环部从内侧压在开孔的周缘上，并且在该部位起到它自身的密封作用。

密封垫圈有利地构造成它作为一覆盖物地整个或者部分地包围凸缘。在这种情况下，其结果是凸缘的固有覆盖和包封，借助于此就可以基本消除密封垫圈的材料和凸缘自身之间的渗漏。

套环的作用可以通过利用一延伸部分凸伸超出凸缘来加强。这样，当旋紧螺钉时，该延伸部分就保证它的材料尤为紧密且加压地包围螺钉。

由于密封垫圈的厚度所导致的凸缘和构件间最终间距的不准确可以通过带有凸部的被密封材料覆盖的凸缘区域来消除。可以在凸缘的两侧都采用这样的凸部。当一另外的组件要被拧紧在塑性螺上母时(这也是通常的情况)，这是尤为有利的。因此，结果在密封垫圈的区域以及可能在覆盖物的区域中得到了表面压力尤为高的区域，而密封材料自身没有被中断，并且凸缘与构件之间的最终距离以及可能的凸缘与另外的组件之间的最终距离由凸部的高度确定。

经常需要使装配有密封垫圈的塑性螺母通过旋紧拧入螺母部分的螺钉来牢固地支承在构件上，例如出于容许公差方面的原因，要考虑到具有不同厚度的板状构件。除了螺钉之外，这可以通过包括可压缩垫片的密封垫圈来完成，所述的可压缩垫片将凸缘和螺母部分连成一个零件。垫片的厚度也计入密封垫圈的厚度，由于垫片的长度在旋紧螺钉时减小，垫片在构件一侧上的凸缘与构件另一侧上的快动钩部之间实现牢固的接触，这意味着，计入密封垫圈的厚度，塑性螺母就相对构件具有一确定的、稳定的位置。

螺钉的容纳孔可以形成为一盲孔，这意味着，在这个区域中，可借助于盲孔实现附加的密封。

这里所述的塑性螺母极为适于通过注模法制作，这可产生一单件的零件，在该过程中，密封垫圈也可以模制到凸缘上。关于密封垫圈的材料，在该生产过程中可以选择一种比实际的塑性螺母的材料明显柔软的弹性材料合成物。因此，带有以这样的方式模制上的密封垫圈的塑性螺母极为适于大批量的制造。

附图简述

在附图中示出了本发明的示范性实施例，其中：

图1示出了根据图3a的线I-I截取的剖面中的塑性螺母；

图2示出了根据图3a的线II-II截取且旋转了90°的剖面中的该塑性螺母；

图3a示出了根据图1的线III-III截取的剖面中的该塑性螺母，该塑性螺母带有直线形的垫片；

图3b示出了根据图1的线III-III截取的剖面中的该塑性螺母，该塑性螺母带有弧形的垫片；

图4示出了结构大致相同的塑性螺母，但与图1和2所示的塑性螺母相比，其密封垫圈有所改变；

图5示出了结构大致相同的塑性螺母，但其中的凸缘设置有诸凸部；

图6示出了在与图4相应的截面中的塑性螺母，一另外的组件利用该螺母连接在装载有该塑性螺母的构件上。

具体实施方式

图1示出了沿着图3a的线I-I截取的剖面中的塑性螺母，该螺母插入构件1中，该构件1为了这个目的而设有孔2。塑性螺母利用其凸缘3支承在构件1的上侧4上。凸缘3通过垫片5相互连接，从图2和3a、3b可见垫片5，下文将对其进行更为详细的描述。凸缘3设有密封垫圈6，该密封垫圈填塞凸缘3和构件1的上侧4之间的区域。在其外缘处，密封垫圈6设有肩部7，该肩部的高度设计成使其上边缘8凸伸超出凸缘3。在密封垫圈6的内缘处，套环9整体地模制在后者上，并凸伸入凸缘3的通孔10中。这里，密封垫圈6与其肩部7和其套环9一起构造成一圆形结构，从而与圆形凸缘3相配合。肩部7的圆形结构也示出在图3中。

根据图1和2的塑性螺母还包括螺母部分11，该螺母部分以已知的方式包括两快动钩部12和13，当一螺钉插入该塑性螺母时(见图7)，两快动钩部张开，并且在该过程中，被放置在构件1后面，并与构件1的下侧14接触。以这样的方式，塑性螺母就借助于快动钩部12和13以及凸缘3牢固地保持在构件1上。

在图2中，再现了相对图1中所示截面转过90°的一剖面，该剖面是根据图3a的剖面线II-II所截得的。图2示出了带有其肩部7和其套环9的密封垫圈6，还示出了密封垫圈6容纳凸缘3和垫片5，并且该密封垫圈6仅沿着可从图3a、b中可见的开孔被两垫片5穿透。在密封垫圈6在肩部7旁边的区域中，在垫片5与肩部7之间仍留有封闭的区域，所以在整个这个区域上还保证了凸缘3和构件1之间的可靠密封。

图3a和b示出了沿着图1中的线III-III截取的剖面，图3a和b仅在垫片5的结构方面有所不同(见图2)。

在图3所基于的塑性螺母中，垫片5设计成直线形地延伸，并且，以这样的形式穿透密封垫圈6，如图2所示。在这种情况下，图3a基于沿着图1的线III-III所截取的剖面，图3a示出了密封垫圈6的截面，密封垫圈6包围垫片5和凸缘3(尽管后者仅可从图1和2看出)。在这种情况下，在图3a中可以看到通孔10。垫片5示为截面为直线形的壁。在它们之间用虚线示出了两快动构件12和13。根据图3a的塑性螺母适于构件中的矩形孔。

图3b示出相对图3a所示的例子进行了修改的一种结构，根据该结构，垫片5是弧形的，这意味着该塑性螺母基本适于构件中的圆孔。

图4示出了一塑性螺母，该塑性螺母与根据图1至3a、b的实施例相比，在密封垫圈6的结构方面进行了修改。这里，包围凸缘3的外缘16的肩部7在其内侧倾斜成其厚度向离开凸缘3的方向上减小。结果，凸缘7具有这样的倾向，即当旋紧一螺钉或者紧固一另外的组件(15，见图6)时，凸缘7实际上仅向外倾斜，并且，在该过程中贴合地支承在另外的组件上，且凸缘7的材料不会被推入在该组件和凸缘3的自由外表面之间。被推入的现象是不希望发生的，这是因为在一另外的组件紧固的过程中，后者会贴合地支承在前述的凸缘3的自由外表面上，以使后者相对塑性螺母具有一所限定的位置。

肩部7向外弯曲的倾向在根据图4的实施例中还得到了进一步的加强，即凸缘3的外边缘16也同样地倾斜，以与肩部7的斜面一致。

根据图4的密封垫圈6还具有一特殊的结构特征，即密封唇17，肩部7的外缘形成该密封唇。该密封唇17朝螺母部分11定向，并在旋紧螺钉时支承在构件上且被后者径向向外离开地挤压(见图6)，这意味着相应地加强了密封垫圈6面向构件1的那一侧的密封作用。

根据图4所示塑性螺母，密封垫圈6的另一个特殊结构特征是，密封垫圈6在其面向远离凸缘3的一侧上设有凸伸入构件1的环部18(见图4)，该环部18大致沿着孔2(在图4中未示出)的轴向，并且在这里用来保证相对孔2的密封。

关于密封垫圈6的结构，图4所示的塑性螺母包含另一结构特征，即在套环9中以延伸部分19凸伸超出凸缘3。该延伸部分19径向向内倾斜，这会在旋紧一螺钉或者在其上按压一另外的组件(见图6)时，使延伸部分19被迫沿着螺钉的方向向内离开，并从而特别紧密地支承在螺钉上并围绕螺钉。由于在这种情况下密封垫圈的材料将在所要拧上的组件与凸缘的外表面之间，所以在这种情况下，延伸部分19不会沿着径向方向向外地倾斜，而由于上述的原因，是不希望发生这样的倾斜的。

当然，应予指出的是，结合图4所示的所有与根据图1的实施例相比的特殊结构特征可以附加地单独地应用于根据图1的实施例。

根据图5的塑性螺母实施例同样是基于根据图1至3a、b的塑性螺母的基本结构的，但也对密封垫圈6和凸缘3作了修改。这里，密封垫圈6形成为完全覆盖凸缘3的覆盖物，这里它延伸为凸缘3上的一盖子20。这样实现了凸缘3在所有侧都被封闭起来的一个状态。这里，凸缘3自身设有诸凸部21，具体地是在其上侧和其下侧上，它们部分地延伸入密封垫圈6和盖子20的材料中，也就是说，凸伸入覆盖物中。由于凸部21的结构，在旋紧一螺钉和压上一另外的组件(见图6)时，产生大的表面压力，并且在凸部21上将密封垫圈6的材料压离，其材料在每一情况下仅为每一凸部21保留一薄层，但仅保留这样的一薄层也足以使密封继续存在。在这样的过程中，凸缘3的面向构件1的那一侧利用它的凸部21(除了保留的薄层之外)支承在构件1这一侧上，当一另外的组件按压于其上时，这相应地也发生在凸缘3的面向远离构件1的那一侧上，以致另外的组件利用旋紧的螺钉保持在离开构件1一所确定的距离处，该距离由凸缘3的厚度和凸部21的高度确定。

在图5中，所示的螺母部分11具有一特殊的结构特征。这里，相对其螺纹孔22，螺母部分11由基底23封闭，这因而意味着在根据图5的实施例中，螺纹孔22形成为一盲孔。

在图6中，塑性螺母与根据图4的塑性螺母大致相似，且图中示出其与一构件1和一要装于其上的另外的组件15相互作用的情况，正是为了这个目的，将螺钉28插入通孔10中(见图4)和螺纹孔22中，并将其旋紧，螺钉头29支承在组件15上，并且后者利用凸缘3的中间定位而牢固地支承在构件1上。快动构件12和13在这种情况下张开，并支承在构件1的下侧14上。在这种情况下，密封垫圈6被高度压缩，并且其肩部7被迫使向外离开，因而贴合地支承在组件面向肩部7的那一侧上，并且附加地使这里实现密封。以一相应的方式，密封唇17(见图4)也在构件1上被放平。此外，环部18凸伸入构件1的孔2中(见图1)，从而附加地密封上后者。最后，带有延伸部分19的套环9具有包围螺钉28没有螺纹的颈部的作用，围绕该颈部，套环9和延伸部分19被挤压，从而也相对螺母部分11所占据的空间密封上螺钉28。总体来说，在容纳螺钉28的区域和螺母部分11所占据的区域中现在进行了特别有效的密封，这样的密封也应用在相对构件1有任何拉开力作用在组件15上的情况中。在这种情况下，如果出现凸缘3与组件15一起稍许离开构件1的倾向，凸缘3和构件1之间由压缩的密封垫圈6形成的(根据图6)间距的放大将被稍加放宽，但这可以特别地由肩部7和密封唇17来补偿，这两者在这种情况下弹性地随动。在该过程中，在围绕螺钉28的无螺纹颈部的区域中，在密封关系中没有发生改变，所以这里由套环9和延伸部分19所产生的密封效果保持未受以上概述过程的影响。因此，大体来说，即使在作用于组件15的特殊荷载之下，也存在尤为可靠的密封。

Claims (11)

1.一种装配到具有一开孔(2)的构件(1)上的塑性螺母，所述塑性螺母带有用来保持一螺钉(2)的一螺母部分(11)，并可插塞入开孔(2)中，为了支承在构件(1)的一侧(4)上，所述塑性螺母设有一凸缘(3)，所述凸缘(3)带有用于螺钉(28)的一通孔(10)，以及在其面向构件(1)的一侧上还设有一密封垫圈(6)，为了支承在构件(1)的另一侧(14)上，所述塑性螺母设有快动钩部(12，13)，在插入后，当在塑性螺母的容纳孔(22)中旋紧螺钉(28)时，所述快动钩部(12，13)张开，并从而将塑性螺母固定在构件(1)上，其特征在于，密封垫圈(6)在其外缘处有一肩部(7)，所述肩部(7)包围凸缘(3)并且凸伸超出后者的厚度，并且所述密封垫圈(6)从其内缘合并成凸伸到通孔(10)中的一套环(9)。

2.如权利要求1所述的塑性螺母，其特征在于，肩部(7)在其内侧倾斜成其厚度沿离开凸缘(3)的方向减小。

3.如权利要求2所述的塑性螺母，其特征在于，凸缘(3)的外边缘(16)倾斜成与肩部(7)的斜面一致。

4.如权利要求1至3中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，肩部(7)的外缘合并成朝螺母部分(11)定向一密封唇(17)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，密封垫圈(6)从其面向远离凸缘(3)的一侧合并成凸伸入开孔(2)中的一环部(18)。

6.如权利要求1至5中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，密封垫圈(6)作为一覆盖物(20)地整个或者部分地包围凸缘(3)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，套环(9)利用一延伸部分(19)凸伸超出凸缘(3)。

8.如权利要求1至7中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，凸缘(3)的被密封垫圈(6)覆盖的区域设有诸凸部(21)。

9.如权利要求1至8中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，密封垫圈(6)包括一可压缩垫片(5)，所述的可压缩垫片(5)将凸缘(3)和螺母部分(11)连成一个零件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，螺钉(28)的容纳孔(22)形成为一盲孔。

11.如权利要求1至10中任一项所述的塑性螺母，其特征在于，通过注模法单件成形，且密封垫圈(6)被模制在凸缘(3)上。