专利名称：紧固器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将两个平面物体紧固到一起的、预先加载的保持器。更具体地，本发明涉及一种紧固器，它包括锚钩和专门用于将车体的壁板固定到金属底板上的推杆。
背景技术：
带有中心杆的锚钩型紧固器是已知的，例如，授予Beglinger等人的美国专利4,571,134号表示了一种由锚钩和中心杆所构成的两件式的塑料紧固器，其锚钩包括一个闭合的V形插入部分和一个顶板。锚钩穿过两个(或多个)待紧固的平面物体。中心杆在V形臂之间向下延伸，并且当中心杆完全压下时，使得V形臂张开。这种张开使得紧固器钧住了后面的物体，防止紧固器从中脱出。顶板防止了前面的物体脱离其后面的物体。虽然这种类型的紧固器已被广泛使用，但闭合的V形锚钩使得它难以安装，这是因为无论是使V形的锚臂得以充分地向内弯曲，以穿过待安装物体上的孔；还是使V形的锚臂充分地向外张开，以使得推杆能够进入到其完全插入位置，并将锚钩保持在物体上，都需要用很大的力。当推杆插入时，锚钩必须充分弯曲，以防止由于作用在物体上的反向力而将锚钩意外地拔出来。
采用同样构思的另一些紧固器表示在授予Meyer的美国专利6,533,515、6,074,144号和5,775,860号中，以及授予Levey的美国专利6,045,309中。这些紧固器都具有与Beglinger发明的紧固器同样的缺点锚钩的闭合的V形难以弯曲，需要很大的力来插入紧固器并使它进入到锁定位置。
授予Koscik的美国专利4,085,651号表示了一种结构不同的塑料紧固器。在这种紧固器中，锚钩由两个在顶板下方延伸的平行支杆所构成。压入中心杆就迫使这两个支杆向外弯曲并且将紧固器保持在物体上。这种紧固器的缺点在于，平行的支杆很难插入到物体上的小孔中，因而为了将锚钩插入到物体的孔中，通常必须由操作者用手指将支杆压到一起。
在大批量应用的场合，例如汽车的组装线上，在大批量的安装中迫切需要所使用的用来将车体壁板连接至车架的紧固器是快速的和易于安装的。由于这些紧固器是手工插入的，因为操作者会疲劳，因此这些紧固器应当是不需要很大的力就可以进行插入。它们还应当是只需少量的步骤就能够完成安装。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种只用很小的力就可以简单安装的紧固器。
本发明的另一个目的是提供一种坚固和可靠的紧固器。
本发明的再一个目的是提供一种使用前不需要事先装配的紧固器。
本发明的进一步的目的是提供一种易于制造并且成本低廉的紧固器。
本发明的这些目的以及其它的目的是这样实现的一种紧固器，包括一个锚钧和一个中心杆。锚钩包括与中心杆相连的顶板，中心杆从顶板上垂直地向下延伸。在中心杆的自由端上有两个锚臂，它们朝着向上并且远离自由端的方向延伸，形成一个箭头形。每个锚臂有一个面朝上的自由端。锚臂是弹性的，当锚钧穿过待紧固的物体上的孔时，锚臂可以向内褶曲(flex)。
每个锚臂的自由端上是一个向外延伸的凸缘，该凸缘延伸穿过待紧固的车体壁板上的孔，并且贴靠在上层壁板的顶面上，以便为所紧固的结构提供附加的强度和支承。
连接于顶板的上表面的是一个推杆组件。推杆组件通过一些较小的连接区域而与顶板的上表面模制成一体。这样，只通过一次模制就可以模制出整个紧固器。压下推杆就使得连接区断裂，因此从单一模制件中产生出两件式的锚钧。推杆组件包括推钮和连接于推钮下方的推杆。推杆由一个垂直柱构成，其中有一个用来容纳锚钩中心杆的切槽。向下推动推钮就使得推杆沿着中心杆滑动，直到推杆的端部贴靠于锚臂的内表面，这使得锚臂向外推动，将紧固器钩在待紧固的物体上。
最好有一个引导凸缘位于锚臂的内表面上，它用来引导推杆，以及当推杆朝着锚钩的底部向下滑动时，用来使推杆保持与中心杆相互对准。该引导凸缘沿着锚钩的一侧向外延伸，所说的一侧是指推杆的与其切槽相反的那个表面所在的一侧，由此来防止推杆的侧向运动超出预定的范围。推杆的下端切有凹槽，当推杆的底部与引导凸缘相接触时，凸缘卡入凹槽中并防止推杆向上运动。在推杆和锚钩组件的较上方的位置处还有另一对附加的凹槽和凸缘组合，它们也能够咬合锁定，以便在紧固器处于其完全锁定的状态时，为防止推杆向上运动提供进一步的保证。
在插入到待紧固的物体中之前，最好将紧固器设置成预加载状态。当紧固器刚刚模制好之后，推杆与锚钩模制成一体，并且穿过顶板中的小孔向上延伸。孔最好是U形的，以容纳具有切槽的推杆构件。略微向下压动推钮，使得与锚钧相连的连接部断裂，并且使得推杆穿过孔滑入到部分插入的位置。在这种预加载状态，可以很容易地将紧固器插入到待紧固的物体中，然后只需在推杆上施加很小的压入动作就可以使紧固器进入完全锁定状态。在实现完全锁定之前，推杆在锚钧中可以自由地上下运动。在推杆上最好有一些槽，当推杆完全插入到顶板中之后，这些槽能够与位于顶板下方的凸起锁定，以防止推杆在完全插入到锚钩中之后又向上反向滑动从孔中脱出。
锚臂的开放的V形使得锚臂更加具有弹性，因此就更容易将推杆插入到待紧固物体的孔中，不需要施加很大的力。同样，将推杆压入到锚杆中，以使锚杆向外延伸，并且将紧固器锁定于待紧固物体，也都不需要很大的力。
由于紧固器已将推杆和锚钩模制成一体，因此使用时不需要任何的装配。传统的两件式锚钩组件需要在使用之前对推杆和锚钩进行装配，这需要额外的时间并且还容易使操作者产生疲劳。在本发明中，使用锚钩时唯一需要做的是充分地压下推杆，以使连接部断裂并且使紧固器预加载。这一工作可以在制造结束时进行，也可以在组装线上进行。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的其它目的和特征将变得更加清楚。然而应当理解，附图只是用于举例说明，并非是对本发明的限制。
在所有的附图中，相似的元件采用了相似的参考标记。
图1表示了本发明一个实施例的紧固器在最初模制状态时的前视图；图2是沿图1中II-II线的截面图；图3是图1的紧固器在预加载状态时的立体图；图4是图3的紧固器的前视图；
图5是图1的紧固器局部地插入到待紧固的两个平面物体中时的前视图；图6是图1的紧固器安装到两个平面物体中在锁定之前的前视图；图7是图1的紧固器在完全锁定状态时的前视图；图8表示了另一个实施例的紧固器在刚刚模制好时的状态；图9是图8的紧固器的前视图；图10是图8的紧固器在预加载状态时的前视图；图11是安装在两个板状物体上的图8的紧固器在锁定前的前视图；图12是图11的紧固器在物体上处于预加载状态时的前视图；图13是图11和图12的紧固器处于完全锁定状态时的前视图；图14是图8的紧固器中的锚钩部分的保持臂和顶板的前视图；以及图15是图8的紧固器中的推杆的底视图。
具体实施例方式
参见图1-7的详细内容，图1-7表示了本发明的紧固器10从其最初模制状态(图1)到其完全锁紧状态(图7)的整个过程。图1表示了本发明的紧固器10最初模制状态。该紧固器10包括一个锚钩组件20和一个推杆组件30。锚钩20具有连接于中心杆23的顶板21，中心杆23基本上是垂直于顶板21的底面而延伸。有两个弹性的锚臂24连接于中心杆23的自由端。每个锚臂沿着朝上且偏离中心杆23的方向而延伸，每个锚臂24的自由端是一个凸缘29。
推杆组件30包括一个推钮31和一个连接于推钮31的底面并且向下延伸的推杆32。推杆32适于安装到顶板21的孔22中，于是当推动推钮31时，随着推钮31被压下，使得推杆32延伸穿过孔22，迫使两个锚臂24弯曲远离中心杆23并且彼此分开(见图3-图7)。
如图1以及图2的细节中所示，杆部32有一个切槽33。切槽33的形状与锚钩20的中心杆23的形状相一致，由于中心杆23至少局部地安装在切槽33中(参见图2)，于是当按压推钮31时，就使得推杆32沿着中心杆23滑动。这样，中心杆23除了支承着锚臂24之外，还用作推杆32的导向件。
图1所示的紧固器10处于其最初模制状态。通过一些将顶板21与推杆32的底部连接到一起的连接点36，推杆组件30与锚钩20模制成一体。如图2和图3所示，作用在推钮31上的向下的压力使得这些连接点36断裂，推杆32穿入到顶板21的孔22中，从而进入到预加载状态。这一步骤在紧固器10的安装之前，可以很容易地在制造场地或安装场地中进行。
图4-图6表示了紧固器10在两个平面物体50，60上的安装过程。一般来说，平面物体50，60可以分别是车体的壁板和金属底板，但任何基本上平的物体都可以用该紧固器10进行紧固。首先，使紧固器10穿过物体50，60上的孔，使锚臂24上的凸缘29延伸到孔的外面，以在紧固器10和壁板50，60之间形成稳固的连接。随着推钮31的下压，推杆32通过围绕着中心杆23的延伸，迫使锚臂向外，锚臂24的这种向外延伸就把锚钩20牢固地保持在物体50，60中(见图5和图6)。
还具有锁定机构以便将紧固器10锁定在物体50，60上的锁定位置。锁定机构包括推杆32上的凸缘34，35。锚臂24上的保持槽卡住凸缘35，以在推钮31完全压下之后防止推杆32向上运动。推杆32上还有另一组凸缘34，另外还有一对卡钩48延伸在顶板21的底面下方。推钮31被完全压下之后，使得卡钩48与凸缘35相啮合，从而进一步防止了推杆组件30向上的运动。
本发明的紧固器不需要装配，易于安装，不会使操作者产生疲劳，并且能够将两个或多个平面物体可靠地紧固到一起。
图8至图15表示了本发明的一个替换实施例，下面详细地参见这些附图，图8至图13表示了本发明的紧固器110从其最初模制状态(图8)到完全锁定状态(图13)的过程。图8和图9表示了本发明的紧固器110处于其最初模制状态。紧固器110包括一个锚钩组件120和一个推杆300。锚钧120具有一个连接于中心杆123的顶板121，中心杆123基本上垂直于顶板121的底面延伸。还有两个弹性的锚臂124连接于中心杆123的自由端，每个锚臂124朝着上方并且远离中心杆123的方向延伸，每个锚臂124有一个不再与其它物体相连的自由端125。锚臂124具有一个锥形的顶部128，随着锚臂124从其自由端125向着中心杆123末端的延伸，该锥形顶部128逐渐加宽，形成一个面朝着中心杆123的倾斜壁。
推杆组件130包括一个推钮131和一个推杆132，推杆132连接于推钮131的底面，并且从推钮131的底面向下延伸。推杆132能够穿过顶板121上的孔122，于是当推动推钮131时，随着推钮131被压下，使得推杆132延伸穿过孔122，并且沿着锚臂124的倾斜壁滑动，迫使两个锚臂124弯曲远离中心杆123并彼此分开(见图11-图13)。
如图8以及图15的细节中所示，杆部132内有一个切槽133。切槽133的形状与锚钩120的中心杆123的形状相一致，由于中心杆123至少局部地安装在切槽133中(参见图15)，于是当按压推钮131时，就使得推杆132沿着中心杆123滑动。这样，中心杆123除了支承着锚臂124之外，还用作推杆132的导向件。切槽133没有表示在图9～图13中，这是因为在这些附图中它们背朝着纸面。
有两个保持臂140从顶板121的底面向下延伸。如图12，13所示，当推钮131被完全压下时，保持臂140与锚臂124的自由端125相接触，以阻止锚臂124向外延伸超出预定的极限范围。
如图8至图11所示，有一个卡锁机构，它包括位于保持臂140的自由端上的卡钩142，以及位于锚臂124的自由端125上的相应的卡钩143(表示在图8中)，当推钮131被完全压下时，卡钩142，143相互啮合，以防止锚臂124脱离保持臂140。还有一个凸缘141位于保持臂140的边缘处(见图14中详细图示)，当锚臂124由于推钮而处在完全延伸的位置时，凸缘141阻止了锚臂124的任何可能的侧向运动。
如图8所示，在锚臂124的内表面上有一个横向延伸的引导凸缘126，当推杆132朝着锚臂124向下延伸时，引导凸缘126为推杆132导向，并且使推杆132的方向保持与中心杆123相平行。引导凸缘126的一端最好向外延伸，朝着中心杆123呈环绕状态，以便当推钮131被压下时，防止推杆132的侧向转动，并且防止中心杆123脱离凹槽133。
图8和图9表示了紧固器130处在其最初模制状态。通过一些将顶板121与推杆132的底部连接到一起的连接点136，推杆组件130与锚钩组件120模制成一体。如图11所示，作用在推钮131上的向下的压力使得这些连接点136断裂，推杆132穿入到顶板121的孔122中。这一步骤在紧固器110的安装之前，可以很容易地在制造场地或安装场地中进行。
图11-图13表示了紧固器110在两个平面物体150，160上的安装过程。一般来说，平面物体150，160可以分别是车体的壁板和金属底板，但任何基本上平的物体都可以用该紧固器110进行紧固。随着推钮131的压下，迫使锚臂向外张开，锚臂24的这种向外张开就把锚钩120牢固地保持在物体150，160中(见图12和图13)。
还具有锁定机构以便将紧固器110锁定在物体150，160上的锁定位置。锁定机构包括推杆132上的凹槽135。锚臂124上的引导凸缘126的底部卡住了凹槽135，以在推钮131完全压下之后防止推杆132向上运动。推杆132上还有另一组凹槽134，另外还有一对凸缘148延伸在顶板121的底面下方。推钮131被完全压下之后，使得凸缘148卡入到凹槽135中，从而进一步防止了推杆组件130向上的运动。
应当注意，在锚臂124上的卡钩143与凸缘148之间必须要有足够的垂直间隙，从而在将两个锚臂124相互压向一起，使它们穿过壁板上的孔时，锚臂124之间的宽度能够减小，并且允许锚臂124垂直延伸程度增加。凸缘148的定位应当是在紧固器110插入到待紧固的物体中时，凸缘148不会干涉锚臂124的上述运动。此外，卡钩143应当是这样的形式，即它能够阻止锚臂124进一步的水平延伸，同时它又不会阻止锚臂124在需要时候的进一步的向内受压。例如，当紧固器110处于图12所示的锁定前的位置时，卡钩143，124相互啮合，但如果在最终锁定之前释放推钮131，就仍然能够将锚臂124向内压缩，并且脱离卡钩143。
由此可见，虽然只是描述和展示了本发明的几个实施例，然而在本发明的精神和范围内显然可以做出许多的变化和改进。
权利要求
1.一种紧固器，它包括一锚钩组件，其包括(a)一具有顶面和底面的顶板；(b)一连接于顶板并且基本上垂直于顶板的底面而延伸的中心杆；所述的中心杆具有一个自由端；(c)至少一个连接于中心杆自由端的锚臂，所述锚臂朝着向上并且远离中心杆的方向延伸，而且锚臂还具有一自由端；以及一推杆组件，其包括一具有顶面和底面的推钮；一连接于推钮并且从推钮的底面向下延伸的推杆，所述推杆适于穿入顶板上的孔中，于是当推动推钮时，就使得推杆部分以平行于中心杆的方式延伸穿过所述的孔，并且使得所述的至少一个锚臂进一步向外；以及一用于将推杆锁定在下压状态的锁定机构。
2.如权利要求1所述的紧固器，还包括连接于锚臂自由端的向外延伸的凸缘。
3.如权利要求1所述的紧固器，其中推杆中带有切槽，切槽的形状与锚钩中心杆的形状相同；在中心杆至少部分地安装在切槽中的情况下，下压推钮就使得推杆沿着中心杆而滑动。
4.如权利要求3所述的紧固器，其中所述孔的形状与推杆横截面的形状相同。
5.如权利要求1所述的紧固器，其中推杆组件通过一些将顶板与推杆底部相互连接的连接点而与锚钩模制成为一体，以及其中作用在推钮上的向下的压力使得这些连接点断裂，并使得推杆穿过顶板上的孔而延伸。
6.如权利要求1所述的紧固器，其中有两个锚臂。
7.如权利要求1所述的紧固器，其中锁定机构包括至少一个位于推杆上的凹槽，以及包括位于至少一个锚臂上的保持凸缘，所述的保持凸缘卡入到所述的凹槽中，以便在推钮完全压下后防止推杆的向上运动。
8.如权利要求7所述的紧固器，其中锁定机构还包括至少一个位于推杆上的凸起，以及至少一个位于顶板底面下方的卡钩；其中完全地压下推钮就使得底面下方的至少一个卡钩与所述的至少一个凸起相互啮合，并防止推杆组件的向上运动。
9.如权利要求1所述的紧固器，还包括从顶板的底面向下延伸的至少一个保持臂；当推钮被完全压下时，所述的至少一个保持臂与所说的至少一个锚臂的自由端相接触，并防止所述的至少一个锚臂向外延伸超出预定的极限。
10.如权利要求1所述的紧固器，还包括分别位于至少一个锚臂的自由端上和位于至少一个保持臂上的卡锁机构，当推钮被完全压下时，所述卡锁机构进行啮合，以防止锚臂脱离保持臂。
11.如权利要求10所述的紧固器，其中卡锁机构是位于保持臂上的卡钩和位于锚臂上的方向相反的卡钩；当推钮被完全压下时，所述的这两个卡钩互锁。
12.如权利要求9所述的紧固器，还包括位于所述至少一个保持臂的边缘处的一个凸缘；当推钮被完全压下时，所述凸缘防止所述的至少一个锚臂发生任何的侧向运动。
13.如权利要求9所述的紧固器，还包括在所述的至少一个锚臂的内表面上横向延伸的引导凸缘；当推杆朝着所述至少一个锚臂向下延伸时，所述的引导凸缘对推杆进行引导，并且保持推杆的方向平行于中心杆。
14.如权利要求13所述的紧固器，其中引导凸缘的一端朝着中心杆向外延伸；以便当推钮被压下时，防止中心杆从切槽中脱出。
15.如权利要求1所述的紧固器，其中至少一个锚臂具有锥形的自由端，当锚臂朝着中心杆延伸时，该自由端加宽，产生出一个面朝中心杆的倾斜壁；并且其中当推钮被压下时，推杆沿着倾斜壁滑动，迫使所述的至少一个锚臂弯曲远离中心杆。
16.如权利要求7所述的紧固器，其中锁定机构还包括至少一个位于推杆上的凹槽，以及至少一个在顶板底面下方延伸的凸缘；其中完全地压下推钮就使得在底面下方延伸的至少一个凸缘卡入到所述的至少一个凹槽中，并防止推杆组件的向上运动。
全文摘要
一种紧固器，包括一锚钩和一中心杆。锚钩具有与中心杆相连的顶板。两个锚臂位于中心杆的自由端上，它们向上和远离自由端延伸，形成一个箭头形。每个锚臂具有连接于其自由端上的向外延伸的凸缘。锚臂是弹性的，并且当锚钩穿过待紧固的物体上的孔中时，锚臂可以向内褶曲。连接于顶板顶面的是一推杆，下压推杆使得连接区断裂，因而由单一部件产生出两件式的锚钩组件。推杆组件包括推钮和连接于推钮下侧的推杆。推杆由一个垂直柱构成，垂直柱中具有用来容纳锚钩中心杆的切槽。向下推动推钮使得锚臂向外，并且将紧固器锚定在待紧固的物体中。
文档编号F16B19/04GK1573136SQ200410034640
公开日2005年2月2日 申请日期2004年4月19日 优先权日2003年6月6日
发明者约瑟夫·安什尔, 保罗·马特韦 申请人:国家模塑公司