裝配在構件上的塑性螺母的制作方法

專利名稱：裝配在構件上的塑性螺母的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝配在具有開孔的構件上的塑性螺母，塑性螺母設有一個用來保持螺釘的螺母部分，并可插塞入開孔中，為了支承在構件的一側上，塑性螺母設有一凸緣，凸緣設有用于螺釘的通孔，并且在其面向構件的一側上還設有一密封墊圈，以及，為了支承在構件的另一側上，塑性螺母設有快動鉤部，在插入后，當在塑性螺母的容納孔中旋緊螺釘時，快動鉤部張開，從而將塑性螺母固定在構件上。
背景技術：
在EP 1 143 157 A1中示出和描述了一種這種類型的塑性螺母。該已知的塑性螺母用來插入板中的一矩形孔中，該板即相應于上述的構件。該塑性螺母具有一凸緣和一螺母部分，凸緣在板的一側上、支承在板上，螺母部分被引導穿過矩形孔。兩快動鉤部在每一情況下通過一彎曲區域裝配在螺母部分上，一旦插入矩形孔，兩快動鉤部就沿著凸緣的方向傾斜向外地定向，并且它們一直受壓，直至在完全插入矩形孔之后它們向外張開并從而將塑性螺母固定在板上。該塑性螺母特別是用來將一另外的組件裝配到該構件上，為了這個目的，塑性螺母被推入矩形孔中，并且借助于插入塑性螺母的螺釘將要裝配的組件擰上。在這種情況下，裝配在凸緣內側上的一橡膠制成的扁平密封墊圈保證凸緣區域中一定量的密封。在EP 358 896 B1中提出了在可插入板中的一螺母部分中、具體地說是在該螺母部分與板之間使用一扁平密封墊圈的方案。但是，由于尤其是在螺釘的區域中能夠發生泄漏，所以使用已知的密封件無法實現構件一側上的區域相對構件另一側的可靠密封。

發明內容
本發明基于這以樣的方式構造塑性螺母的目的，即通過使用該塑性螺母，尤其即使在開孔的區域中也能實現可靠的密封，這在汽車結構方面為了實現防止水滲入到車體內部區域的目的是尤為具有重要意義的。根據本發明，這是通過這樣一種密封墊圈來實現的，這種密封墊圈在其外緣處設有一肩部，該肩部圍繞凸緣且凸伸超出后者的厚度，并且，該密封墊圈從其內緣合并成(merge into)凸伸到通孔中的一套環。
通過構造帶有包圍凸緣的肩部和凸伸入通孔的套環的密封墊圈，就可以得到尤為可靠的密封，這是因為，首先，在旋緊螺釘并因而壓上要緊固的一另外的組件時凸伸超過凸緣厚度的肩部向外張開，因此肩部牢固地壓在另外的組件上。其次，凸伸入通孔的套環在該過程中被擠壓在一起，從而圍繞螺釘產生特殊的密封作用，這意味著能夠實現塑性螺母的所有關鍵點處的密封。
可以通過使肩部在其內側傾斜且使其厚度沿離開凸緣的方向減小來增強在肩部區域中的密封有效性。此外，凸緣的外緣同樣可以傾斜，以與密封墊圈上的斜面一致。在這種情況下，凸緣的傾斜外緣在旋緊螺釘時附加地將密封墊圈的肩部向外壓，這意味著傾斜的肩部以相應較大的區域支承在構件上。
如果朝螺母部分定向的一密封唇整體地模制在肩部的外緣上，并且然后相應地貼合地壓靠在凸緣上，就可以在密封作用方面作出進一步的改進。
在密封墊圈的內部區域中也可以改善其密封作用，具體地說，是通過密封墊圈從其面向遠離凸緣的一側合并成凸伸入開孔中的一環部。這個環部從內側壓在開孔的周緣上，并且在該部位起到它自身的密封作用。
密封墊圈有利地構造成它作為一覆蓋物地整個或者部分地包圍凸緣。在這種情況下，其結果是凸緣的固有覆蓋和包封，借助于此就可以基本消除密封墊圈的材料和凸緣自身之間的滲漏。
套環的作用可以通過利用一延伸部分凸伸超出凸緣來加強。這樣，當旋緊螺釘時，該延伸部分就保證它的材料尤為緊密且加壓地包圍螺釘。
由于密封墊圈的厚度所導致的凸緣和構件間最終間距的不準確可以通過帶有凸部的被密封材料覆蓋的凸緣區域來消除。可以在凸緣的兩側都采用這樣的凸部。當一另外的組件要被擰緊在塑性螺上母時(這也是通常的情況)，這是尤為有利的。因此，結果在密封墊圈的區域以及可能在覆蓋物的區域中得到了表面壓力尤為高的區域，而密封材料自身沒有被中斷，并且凸緣與構件之間的最終距離以及可能的凸緣與另外的組件之間的最終距離由凸部的高度確定。
經常需要使裝配有密封墊圈的塑性螺母通過旋緊擰入螺母部分的螺釘來牢固地支承在構件上，例如出于容許公差方面的原因，要考慮到具有不同厚度的板狀構件。除了螺釘之外，這可以通過包括可壓縮墊片的密封墊圈來完成，所述的可壓縮墊片將凸緣和螺母部分連成一個零件。墊片的厚度也計入密封墊圈的厚度，由于墊片的長度在旋緊螺釘時減小，墊片在構件一側上的凸緣與構件另一側上的快動鉤部之間實現牢固的接觸，這意味著，計入密封墊圈的厚度，塑性螺母就相對構件具有一確定的、穩定的位置。
螺釘的容納孔可以形成為一盲孔，這意味著，在這個區域中，可借助于盲孔實現附加的密封。
這里所述的塑性螺母極為適于通過注模法制作，這可產生一單件的零件，在該過程中，密封墊圈也可以模制到凸緣上。關于密封墊圈的材料，在該生產過程中可以選擇一種比實際的塑性螺母的材料明顯柔軟的彈性材料合成物。因此，帶有以這樣的方式模制上的密封墊圈的塑性螺母極為適于大批量的制造。
附圖簡述在附圖中示出了本發明的示范性實施例，其中

圖1示出了根據圖3a的線I-I截取的剖面中的塑性螺母；圖2示出了根據圖3a的線II-II截取且旋轉了90°的剖面中的該塑性螺母；圖3a示出了根據圖1的線III-III截取的剖面中的該塑性螺母，該塑性螺母帶有直線形的墊片；圖3b示出了根據圖1的線III-III截取的剖面中的該塑性螺母，該塑性螺母帶有弧形的墊片；圖4示出了結構大致相同的塑性螺母，但與圖1和2所示的塑性螺母相比，其密封墊圈有所改變；圖5示出了結構大致相同的塑性螺母，但其中的凸緣設置有諸凸部；
圖6示出了在與圖4相應的截面中的塑性螺母，一另外的組件利用該螺母連接在裝載有該塑性螺母的構件上。
具體實施例方式
圖1示出了沿著圖3a的線I-I截取的剖面中的塑性螺母，該螺母插入構件1中，該構件1為了這個目的而設有孔2。塑性螺母利用其凸緣3支承在構件1的上側4上。凸緣3通過墊片5相互連接，從圖2和3a、3b可見墊片5，下文將對其進行更為詳細的描述。凸緣3設有密封墊圈6，該密封墊圈填塞凸緣3和構件1的上側4之間的區域。在其外緣處，密封墊圈6設有肩部7，該肩部的高度設計成使其上邊緣8凸伸超出凸緣3。在密封墊圈6的內緣處，套環9整體地模制在后者上，并凸伸入凸緣3的通孔10中。這里，密封墊圈6與其肩部7和其套環9一起構造成一圓形結構，從而與圓形凸緣3相配合。肩部7的圓形結構也示出在圖3中。
根據圖1和2的塑性螺母還包括螺母部分11，該螺母部分以已知的方式包括兩快動鉤部12和13，當一螺釘插入該塑性螺母時(見圖7)，兩快動鉤部張開，并且在該過程中，被放置在構件1后面，并與構件1的下側14接觸。以這樣的方式，塑性螺母就借助于快動鉤部12和13以及凸緣3牢固地保持在構件1上。
在圖2中，再現了相對圖1中所示截面轉過90°的一剖面，該剖面是根據圖3a的剖面線II-II所截得的。圖2示出了帶有其肩部7和其套環9的密封墊圈6，還示出了密封墊圈6容納凸緣3和墊片5，并且該密封墊圈6僅沿著可從圖3a、b中可見的開孔被兩墊片5穿透。在密封墊圈6在肩部7旁邊的區域中，在墊片5與肩部7之間仍留有封閉的區域，所以在整個這個區域上還保證了凸緣3和構件1之間的可靠密封。
圖3a和b示出了沿著圖1中的線III-III截取的剖面，圖3a和b僅在墊片5的結構方面有所不同(見圖2)。
在圖3所基于的塑性螺母中，墊片5設計成直線形地延伸，并且，以這樣的形式穿透密封墊圈6，如圖2所示。在這種情況下，圖3a基于沿著圖1的線III-III所截取的剖面，圖3a示出了密封墊圈6的截面，密封墊圈6包圍墊片5和凸緣3(盡管后者僅可從圖1和2看出)。在這種情況下，在圖3a中可以看到通孔10。墊片5示為截面為直線形的壁。在它們之間用虛線示出了兩快動構件12和13。根據圖3a的塑性螺母適于構件中的矩形孔。
圖3b示出相對圖3a所示的例子進行了修改的一種結構，根據該結構，墊片5是弧形的，這意味著該塑性螺母基本適于構件中的圓孔。
圖4示出了一塑性螺母，該塑性螺母與根據圖1至3a、b的實施例相比，在密封墊圈6的結構方面進行了修改。這里，包圍凸緣3的外緣16的肩部7在其內側傾斜成其厚度向離開凸緣3的方向上減小。結果，凸緣7具有這樣的傾向，即當旋緊一螺釘或者緊固一另外的組件(15，見圖6)時，凸緣7實際上僅向外傾斜，并且，在該過程中貼合地支承在另外的組件上，且凸緣7的材料不會被推入在該組件和凸緣3的自由外表面之間。被推入的現象是不希望發生的，這是因為在一另外的組件緊固的過程中，后者會貼合地支承在前述的凸緣3的自由外表面上，以使后者相對塑性螺母具有一所限定的位置。
肩部7向外彎曲的傾向在根據圖4的實施例中還得到了進一步的加強，即凸緣3的外邊緣16也同樣地傾斜，以與肩部7的斜面一致。
根據圖4的密封墊圈6還具有一特殊的結構特征，即密封唇17，肩部7的外緣形成該密封唇。該密封唇17朝螺母部分11定向，并在旋緊螺釘時支承在構件上且被后者徑向向外離開地擠壓(見圖6)，這意味著相應地加強了密封墊圈6面向構件1的那一側的密封作用。
根據圖4所示塑性螺母，密封墊圈6的另一個特殊結構特征是，密封墊圈6在其面向遠離凸緣3的一側上設有凸伸入構件1的環部18(見圖4)，該環部18大致沿著孔2(在圖4中未示出)的軸向，并且在這里用來保證相對孔2的密封。
關于密封墊圈6的結構，圖4所示的塑性螺母包含另一結構特征，即在套環9中以延伸部分19凸伸超出凸緣3。該延伸部分19徑向向內傾斜，這會在旋緊一螺釘或者在其上按壓一另外的組件(見圖6)時，使延伸部分19被迫沿著螺釘的方向向內離開，并從而特別緊密地支承在螺釘上并圍繞螺釘。由于在這種情況下密封墊圈的材料將在所要擰上的組件與凸緣的外表面之間，所以在這種情況下，延伸部分19不會沿著徑向方向向外地傾斜，而由于上述的原因，是不希望發生這樣的傾斜的。
當然，應予指出的是，結合圖4所示的所有與根據圖1的實施例相比的特殊結構特征可以附加地單獨地應用于根據圖1的實施例。
根據圖5的塑性螺母實施例同樣是基于根據圖1至3a、b的塑性螺母的基本結構的，但也對密封墊圈6和凸緣3作了修改。這里，密封墊圈6形成為完全覆蓋凸緣3的覆蓋物，這里它延伸為凸緣3上的一蓋子20。這樣實現了凸緣3在所有側都被封閉起來的一個狀態。這里，凸緣3自身設有諸凸部21，具體地是在其上側和其下側上，它們部分地延伸入密封墊圈6和蓋子20的材料中，也就是說，凸伸入覆蓋物中。由于凸部21的結構，在旋緊一螺釘和壓上一另外的組件(見圖6)時，產生大的表面壓力，并且在凸部21上將密封墊圈6的材料壓離，其材料在每一情況下僅為每一凸部21保留一薄層，但僅保留這樣的一薄層也足以使密封繼續存在。在這樣的過程中，凸緣3的面向構件1的那一側利用它的凸部21(除了保留的薄層之外)支承在構件1這一側上，當一另外的組件按壓于其上時，這相應地也發生在凸緣3的面向遠離構件1的那一側上，以致另外的組件利用旋緊的螺釘保持在離開構件1一所確定的距離處，該距離由凸緣3的厚度和凸部21的高度確定。
在圖5中，所示的螺母部分11具有一特殊的結構特征。這里，相對其螺紋孔22，螺母部分11由基底23封閉，這因而意味著在根據圖5的實施例中，螺紋孔22形成為一盲孔。
在圖6中，塑性螺母與根據圖4的塑性螺母大致相似，且圖中示出其與一構件1和一要裝于其上的另外的組件15相互作用的情況，正是為了這個目的，將螺釘28插入通孔10中(見圖4)和螺紋孔22中，并將其旋緊，螺釘頭29支承在組件15上，并且后者利用凸緣3的中間定位而牢固地支承在構件1上。快動構件12和13在這種情況下張開，并支承在構件1的下側14上。在這種情況下，密封墊圈6被高度壓縮，并且其肩部7被迫使向外離開，因而貼合地支承在組件面向肩部7的那一側上，并且附加地使這里實現密封。以一相應的方式，密封唇17(見圖4)也在構件1上被放平。此外，環部18凸伸入構件1的孔2中(見圖1)，從而附加地密封上后者。最后，帶有延伸部分19的套環9具有包圍螺釘28沒有螺紋的頸部的作用，圍繞該頸部，套環9和延伸部分19被擠壓，從而也相對螺母部分11所占據的空間密封上螺釘28。總體來說，在容納螺釘28的區域和螺母部分11所占據的區域中現在進行了特別有效的密封，這樣的密封也應用在相對構件1有任何拉開力作用在組件15上的情況中。在這種情況下，如果出現凸緣3與組件15一起稍許離開構件1的傾向，凸緣3和構件1之間由壓縮的密封墊圈6形成的(根據圖6)間距的放大將被稍加放寬，但這可以特別地由肩部7和密封唇17來補償，這兩者在這種情況下彈性地隨動。在該過程中，在圍繞螺釘28的無螺紋頸部的區域中，在密封關系中沒有發生改變，所以這里由套環9和延伸部分19所產生的密封效果保持未受以上概述過程的影響。因此，大體來說，即使在作用于組件15的特殊荷載之下，也存在尤為可靠的密封。
權利要求
1.一種裝配到具有一開孔(2)的構件(1)上的塑性螺母，所述塑性螺母帶有用來保持一螺釘(2)的一螺母部分(11)，并可插塞入開孔(2)中，為了支承在構件(1)的一側(4)上，所述塑性螺母設有一凸緣(3)，所述凸緣(3)帶有用于螺釘(28)的一通孔(10)，以及在其面向構件(1)的一側上還設有一密封墊圈(6)，為了支承在構件(1)的另一側(14)上，所述塑性螺母設有快動鉤部(12，13)，在插入后，當在塑性螺母的容納孔(22)中旋緊螺釘(28)時，所述快動鉤部(12，13)張開，并從而將塑性螺母固定在構件(1)上，其特征在于，密封墊圈(6)在其外緣處有一肩部(7)，所述肩部(7)包圍凸緣(3)并且凸伸超出后者的厚度，并且所述密封墊圈(6)從其內緣合并成凸伸到通孔(10)中的一套環(9)。
2.如權利要求1所述的塑性螺母，其特征在于，肩部(7)在其內側傾斜成其厚度沿離開凸緣(3)的方向減小。
3.如權利要求2所述的塑性螺母，其特征在于，凸緣(3)的外邊緣(16)傾斜成與肩部(7)的斜面一致。
4.如權利要求1至3中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，肩部(7)的外緣合并成朝螺母部分(11)定向一密封唇(17)。
5.如權利要求1至4中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，密封墊圈(6)從其面向遠離凸緣(3)的一側合并成凸伸入開孔(2)中的一環部(18)。
6.如權利要求1至5中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，密封墊圈(6)作為一覆蓋物(20)地整個或者部分地包圍凸緣(3)。
7.如權利要求1至6中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，套環(9)利用一延伸部分(19)凸伸超出凸緣(3)。
8.如權利要求1至7中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，凸緣(3)的被密封墊圈(6)覆蓋的區域設有諸凸部(21)。
9.如權利要求1至8中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，密封墊圈(6)包括一可壓縮墊片(5)，所述的可壓縮墊片(5)將凸緣(3)和螺母部分(11)連成一個零件。
10.如權利要求1至9中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，螺釘(28)的容納孔(22)形成為一盲孔。
11.如權利要求1至10中任一項所述的塑性螺母，其特征在于，通過注模法單件成形，且密封墊圈(6)被模制在凸緣(3)上。
全文摘要
本發明涉及一種裝配到具有開孔的構件上的塑性螺母，所述塑性螺母帶有用來保持螺釘的一螺母部分，并可插塞入開孔中，為了支承在構件的一側上，所述塑性螺母設有一凸緣，所述凸緣帶有用于螺釘的一通孔，以及在其面向構件的一側上還設有一密封墊圈，為了支承在構件的另一側上，所述塑性螺母設有快動鉤部，在插入后，當在塑性螺母的容納孔中旋緊螺釘時，所述快動鉤部張開，并從而將塑性螺母固定在構件上。密封墊圈在其外緣處有一肩部，所述肩部包圍凸緣并且凸伸超出后者的厚度，并且所述密封墊圈從其內緣合并成凸伸到通孔中的一套環。
文檔編號F16B37/04GK1483943SQ0315229
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月5日 優先權日2002年8月5日
發明者J·貝勒, G·柯尼希, G·韋格爾, J 貝勒, 嵯, 穸 申請人:Ejot合資有限公司