固定爪技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的固定爪。
背景技术
在汽车制造中以及在其它技术领域中存在在结构上尽可能简单且
在制造技术上尽可能简单的待制造的连接技术的趋势。在这方面例如
参见DE102008038747A1、DE102009049602B3、DE102010028322
A1、DE102010028323A1、DE102010030964A1、WO2012031652A1、
DE102010041356A1、DE102010042803A1、DE102010063717A1、
DE102011080317A1或DE102012206938B3。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种在结构上简单且成本低的固定元件，
借助该固定元件可以以简单的方式并且利用小的安装力来形成具有高
强度的构件连接件。本发明的另一任务在于，提供一种具有这种类型
的固定元件的构件连接件。
该任务通过权利要求1或31的特征来解决。
本发明的基本原理在于一种“爪状的固定元件”(下面也称为“固
定爪”)，其包括圆环部段，至少两个、优选三个、四个或更多个弯曲
弹性的舌状元件从该圆环部段的径向内侧朝向固定爪的上侧倾斜向内
上伸出。
舌状元件具有自由端部。舌状元件的自由端部界定或定义了固定
爪的中心开放区域。固定元件可从固定爪的下侧插入并且在舌状元件
的各自由端部之间被夹紧。固定元件可以是具有球形或类球形头部的
固定元件。但原则上也可设想可插入固定爪的中间开放区域中的其它
类型构造的固定元件。
已经提到的舌状元件通过缝槽彼此隔开，这些缝槽从圆环部段附
近的区域大致径向向内延伸。可规定的是，设置在舌状元件之间的缝
槽的径向外端部被倒圆角。
另外可规定的是，舌状元件朝向其自由端部逐渐变细。舌状元件
的自由端部例如可构造成倒凸圆角的。作为替代方案，舌状元件的自
由端部例如也可构造成直的，使得这些自由端部相对于固定爪的中间
开放区域“相切地”延伸。作为替代方案可规定的是，舌状元件的自
由端部构造成凹的。舌状元件自由端部的凹的形状具有如下优点：如
果夹紧于这些自由端部之间的固定元件构造成球形，则这些自由端部
可紧贴在固定元件的外部轮廓上。
根据本发明的一种扩展方案，舌状元件倾斜地从圆环部段伸出。
“倾斜”意味着，各舌状元件分别与由圆环部段构成的平面形成一个
确定的角度。实验已表明有利的是，该角度在介于10°和40°之间的范
围内。特别有利的是，该角度在介于20°和30°之间的范围内。在一种
具体的实施例中例如可规定，舌状元件和圆环部段所形成的角度为28°
或更大。
根据本发明的一种扩展方案，舌状元件沿圆环部段的圆周方向均
匀分布地设置。这些舌状元件尤其是可构造成相同的。如已提及的，
设有至少两个舌状元件。从强度角度看有利的是，设有正好三个或正
好四个舌状元件。但原则上也可设置五个或更多个这种类型的舌状元
件。
固定爪可由金属、尤其是由金属板制成。这些固定爪例如可由钢
板冲裁出，其中，在冲裁之后如上述那样使舌状元件向上弯曲。
根据本发明的一种扩展方案，多个沿圆环部段的圆周方向分布地
设置的“伞状环部段”从圆环部段径向向外伸出。两个沿圆周方向相
继的伞状环部段在此分别通过一个沿径向方向延伸的伞状环缝槽彼此
隔开。固定爪通过伞状环部段被赋予附加的弹性。伞状环部段具有类
似于板簧或盘簧的功能，即这些伞状环部段在固定爪的装配状态中压
靠构件。
伞状环缝槽的径向内端部可被倒圆角。
根据本发明的一种扩展方案规定，伞状环缝槽沿圆周方向相对于
设置在各舌状元件之间的缝槽错开。
优选各伞状环部段从圆环部段倾斜向下伸出，由此得到固定爪的
“帽状”形状。
可规定的是，伞状环部段的数量等于或大于舌状元件的数量。
如果固定爪由钢制成，则有利的是，对该固定爪作表面硬化处理。
另外可规定的是，固定爪涂覆有涂层材料、如防腐涂层和/或电绝缘涂
层。
代替金属，固定爪例如也可由塑料制成。重要的是，固定爪具有
一定的最小弹性。
根据本发明的一种扩展方案规定，固定爪是独立的连接元件而不
是其它部件或其它构件的整体组成部分。但决不排除后者。固定爪本
身当然也可以是其它部件或其它构件的整体组成部分或者可与其它部
件或其它构件连接。
本发明的另一重要方面是具有如上所述的固定爪的构件连接件。
这种类型的构件连接件包括(第一)构件连同公固定元件，该公固定
元件从第一构件伸出。公固定元件可被分为第一部段和与第一部段连
接或者说连接到第一部段上的第二部段。公固定元件经由第一部段直
接与第一构件连接。公固定元件可经由第一部段、例如一件式地与第
一构件连接或者焊接到第一构件上或者以其它方式与第一构件连接。
根据本发明，连接到第一部段上的第二部段具有球形或类球形的形状。
第一部段同样可具有球形或类球形的形状。在该情况下，公固定
元件由两个彼此连接、例如彼此焊接的球或球形元件(所谓的“双球”)
构成。
但情况并非必须如此。第一部段例如也可构造成销状或者说圆柱
体状或诸如此类的。球状或球形的第二部段优选以头部形式从第一部
段伸出。
固定爪这样卡到公固定元件、尤其是公固定元件的球形或类球形
的第二部段上，使得舌状元件的自由端部在第一构件的上侧面和球形
或类球形部段的赤道面之间的区域中从下方出发倾斜地贴靠在球形或
类球形的部段上。基于在赤道面下方的贴靠位置得到形锁合或者说反
扣，这导致在原则上仅能通过破坏固定爪或借助于适合设计的专用工
具才能将固定爪从公固定元件上拉开。
根据本发明的一种扩展方案规定，所述构件连接件包括第二构件，
该第二构件又具有通孔，公固定元件延伸穿过该通孔。
可规定的是，至少圆环部段和/或伞状环部段在第二构件的通孔附
近的区域中在第二构件的背离第一构件的一侧上(弹簧状地)贴靠在
第二构件上。圆环部段和/或伞状环部段因而抵制第二构件从第一构件
拉开。由于固定爪的形状，作用于第二构件上的拉开力被转换为沿舌
状元件的纵向方向作用的力，并且所述力在舌状元件的自由端部上被
公固定元件的球形或类球形的第二部段支承。由此产生反作用于拉开
力的自锁。
按本发明的构件连接件可应用在许多技术领域中。可设想例如在
车辆制造中、尤其是在车辆车身制造中的多种应用。相应地，第一和/
或第二构件例如可以是第一或第二车辆车身部件。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。在附图中：
图1示出本发明的基本原理的示意图；
图2示出舌状元件的倾斜位置角度的含义；
图3示出具有通孔的第二构件，双球穿过该通孔；
图4示出具有卡上的固定爪的图3的实施例；
图5示出根据本发明的构件连接件的放大图；
图6示出具有两个弹性元件的固定爪的一种替代实施例；
图7示出具有四个弹性元件的固定爪；
图8示出具有四个弹性元件的变型设计的固定爪；
图9示出具有四个弹性元件的固定爪的另一种替代方案；
图10示出具有附加的伞状环部段的固定爪；
图11示出图11的实施例的一种变型方案；并且
图12示出固定爪的另一种变型方案。
具体实施方式
图1示出本发明的基本原理的示意图。在第一构件1上焊接“公
固定元件”2，该第一构件例如可以是(钢)板、如车辆车身的车身部
件。所述公固定元件2在此由两个彼此焊接的球2a、2b构成。球2a
焊接到构件1的上侧上。延伸经过球2a、2b的两个中心的直线3在球
2a的支承点处垂直于构件1。
在第一构件1上安置有第二构件4。第二构件4具有通孔5，该通
孔的直径大于公固定元件2的两个球2a、2b的直径。公固定元件2
穿过通孔5，其中，球2b完全位于第二构件4的背离构件1的上侧面
4a上方。
两个构件1、4借助于在此构造为“双球”的公固定元件和固定爪
6被夹在一起。在图1中仅示意性示出的固定爪具有一个大致平面的
圆环部段7以及两个弯曲弹性的舌状元件8a、8b。
在图1中示出在三个不同位置、即(从上方起)初始位置、中间
位置和接合位置的中的固定爪6。
从初始位置出发，利用力F将固定爪6压到球2b上，这导致舌
状元件8a、8b弹性向上弯曲(这通过箭头9a、9b示出)。舌状元件
8a、8b的自由端部8c、8d在球2b的外圆周上向下滑动经过该球的赤
道面10。
当固定爪6以其圆环部段7靠放在第二构件4的上侧面4a上时，
舌状元件8a、8b从圆环部段7倾斜向上突出，在此，舌状元件8a、
8b的自由端部8c、8d在第二构件4的上侧面4a和球2b的赤道面10
之间的区域中从下方倾斜地贴靠在球2b的外圆周上。由此形成形锁
合。
通过固定爪6锁止了第二构件4从第一构件上的拉开，这通过力
F1示出。拉开力F1经由圆环部段7传递到固定爪上并且经由舌状元件
8a、8b沿舌状元件8a、8b的纵向方向或者说经由舌状元件的自由端
部8c、8d导入公固定元件2的球2b中并且由该球支承。因为舌状元
件8a、8b不会自动向上弯曲，所以防止了第二构件4从第一构件1
上拉开。
实验已表明有利的是，如图2所示，在由圆环部段7构成的平面
11和舌状元件(在图2中仅示出舌状元件8b)之间的角度α在介于
10°和40°之间的范围内、优选在介于20°和30°之间的范围内。
在图2所示的实施例中角度α约为25°。
图3示出按本发明的布置系统的局部，其中，具有孔5的构件4
这样安置到构件1上，使得从构件1伸出的“双球”(相应于公固定元
件2)以其上部的球2a穿过孔5。图4示出“完成的”构件连接，其
中，固定爪6卡到球2a上，该固定爪具有多个沿圆周方向分布地设置
的舌状元件8a、8b。
图5示出这种构件连接件的放大图。清楚可见的是，舌状元件8a、
8b朝向其自由端部8c、8d逐渐变细。各个舌状元件8a、8b分别通过
径向向内延伸的缝槽12彼此隔开。如由图5可见的是，设置在舌状元
件8a、8b之间的缝槽12的径向外端部被倒圆角。
在图5所示的实施例中，舌状元件8a、8b的自由端部8c、8d构
造成大致直的、即这些自由端部相切地贴靠在球2a上。取而代之，所
述自由端部也可构造成倒凸圆角或倒凹圆角的。倒凹圆角的自由端部
具有如下优点：它们将紧贴在球2a的外圆周上。
图6示出固定爪的一种实施例，该固定爪仅具有两个舌状元件8a、
8b，它们的自由端部是倒凹圆角的。将两个舌状元件8a、8b彼此隔
开的缝槽12在此构造成梯形的。
图7示出固定爪6的一种实施例，该固定爪具有四个舌状元件8a、
8b、8a'、8b'。两个沿圆周方向相继的舌状元件8a、8b分别通过沿径
向方向延伸的、在其底部被倒圆角的窄的缝槽12彼此隔开。同样地，
在该实施例中舌状元件8a、8b的自由端部8c、8d也是倒凹圆角的。
图8示出固定爪6的一种实施例，其中也设有四个舌状元件8a、
8b、8a'、8b'。与图7的实施例不同的是，在这里缝槽12与图6的实
施例类似地构造成梯形的。
图9示出固定爪6的一种实施例，其中设有四个舌状元件8a、8b、
8a'、8b'。将两个舌状元件8a、8b隔开的缝槽12以及相对置的缝槽
12a构造成梯形的，而两个另外的缝槽12b、12b'构造成相对窄的、沿
径向方向延伸的直缝槽。
图10示出固定爪6的一种实施例，该固定瓜具有多个沿圆环部段
7的圆周方向分布且从该圆环部段径向倾斜向外伸出的伞状环部段
13a、13b、13c、13d、13e、13f，其中，沿圆周方向相继的各伞状环
部段分别通过一个大致沿径向方向延伸的伞状环缝槽14a-14f彼此隔
开。如已经示出地可以规定的是，伞状环部段13a-13f并不与圆环部
段7位于同一平面中，而是从该圆环部段倾斜向下伸出。伞状环部段
和舌状元件或者说整个固定爪6具有一定的弯曲弹性。
图11示出一种类似的实施例，其中，伞状环部段13a-13f同样从
圆环部段7径向向外伸出。总共设有六个伞状环部段13a-13f，而仅设
有四个舌状元件8a、8b、8a'、8b'。
图12示出一种实施例，其中设有六个伞状环部段13a-13f，但仅
设有三个舌状元件8a、8b、8a'。
为了完整起见还应提及的是，自由端部8c、8d(例如参见图7)
界定或定义固定爪6的中间开放区域14，例如在图5中所示的公固定
元件2以其球2a从固定爪6的下侧插入该中间开放区域中并且能在舌
状元件8a、8b、8a'、8b'的各自由端部之间被夹紧。