本專利發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的總括概念所述金屬固定件以及相應(yīng)的塑料外殼。

背景技術(shù)：

塑料外殼中的金屬固定件用于接收或傳遞作用力，包括接收或傳遞例如將塑料外殼固定在一個(gè)支架或?qū)⑸w板固定在該塑料外殼上時(shí)產(chǎn)生的扭矩。一般情況下，這類固定件應(yīng)能充分固定在四周圍的塑料外殼中，同時(shí)在置放固定件或作用力作用于固定件上時(shí)，不會(huì)造成四周圍塑料外殼強(qiáng)度減弱，甚至被破壞的危險(xiǎn)。另一方面，固定件的設(shè)計(jì)方法應(yīng)做到，使用的金屬材料要盡可能少，由此使重量盡可能輕，此外還要能以經(jīng)濟(jì)合理的成本生產(chǎn)制造金屬件。

例如，從de102012215587a1中可知一種類似于權(quán)利要求1總括概念所述的負(fù)荷導(dǎo)入件，其中外罩表面設(shè)有一個(gè)帶凸起溝槽的輪廓。

從ep1468199b1中可知一種支承套或從ep2368051b1中可知一種緊固件，它們同樣具有類似形狀。此外，us2005/0095078還有一個(gè)在其基本形狀下具有咬邊的盲鉚釘，這些咬邊通過兩側(cè)力的作用會(huì)進(jìn)一步變形。

從de102009039817a1中可知一種用于擠壓進(jìn)一金屬板部件的自攻自擠螺母件，在這類金屬板部件中，螺母件在金屬板上自攻自擠出一個(gè)沖孔，此時(shí)，金屬板中被擠出的材料在自攻自擠螺母件四周形成一規(guī)定的溝槽，并由此形成一個(gè)咬邊。

帶這類凸起溝槽的固定件在制造技術(shù)工藝上非常復(fù)雜，因此成本較高，而且，比在類似槽口中擠壓開塑料材料所必須的變形程度更為劇烈。這在自攻自擠塑料開孔，尤其是自攻自擠壁厚有相應(yīng)限制的塑料圓頂罩時(shí)是無法實(shí)現(xiàn)的，或存在壁面可能被撕裂的危險(xiǎn)。

此外，從de10319978a1中已知一種金屬嵌件，其中，金屬嵌件不應(yīng)接受扭矩，而是通過一長(zhǎng)孔形式實(shí)現(xiàn)排成直線的多個(gè)孔之間的公差補(bǔ)償。塑料上孔的表面橫截面根據(jù)嵌件的表面橫截面進(jìn)行調(diào)整匹配。

另外，應(yīng)盡可能使用無鉛材料，以減少環(huán)境污染，但幾種前面已知的模塑成型要求切削加工，因此在固定件材料中需要含有鉛成分。

此外，如果固定件不必作為插入式部件用塑料外殼材料注塑包封，而是例如象已知帶圓柱形固定區(qū)域的固定件那樣，可事后簡(jiǎn)單地將固定件壓入一開孔中，則可簡(jiǎn)化塑料外殼的加工制造。

但之后必須將這類有較高裕量的固定件擠壓入塑料外殼的一個(gè)相應(yīng)開孔中，這又加高了開孔四周所需的塑料外殼邊緣。

尤其是在構(gòu)成從塑料外殼凸起、用于安置固定件的塑料圓頂罩時(shí)，又特別不希望如此實(shí)施，因?yàn)榕c塑料外殼內(nèi)設(shè)置的電路板相比，這類塑料圓頂罩的寬度增大了塑料外殼的尺寸。如果電路板要與塑料圓頂罩夾緊，那么同樣會(huì)減少電子元器件可用的電路板面積。

也就是說，所有這些要求是相互矛盾的，需要相應(yīng)權(quán)衡。本發(fā)明的任務(wù)是介紹一種特別適用的固定件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這一任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征加以解決。由從屬權(quán)利要求中得出本發(fā)明有益的其它構(gòu)成方式，其中也可考慮將單獨(dú)的特征進(jìn)行組合以及構(gòu)成其他方式。

本發(fā)明的主要想法是，固定件在固定區(qū)域內(nèi)有3個(gè)、4個(gè)或5個(gè)主角，這些角之間通過直線或凹入的邊緣相互連接，并在那里正好沒有凸起的凹口、溝槽甚或咬邊。

這類模塑成型可優(yōu)選使用無鉛的金屬材料通過冷擠壓鍛造成型的方式制成。此時(shí)，主角在后面分別抓住固定件四周邊緣區(qū)域內(nèi)的一部分塑料材料，使得在壓入這類固定件，特別是將一分部塑料材料從主角擠入該邊緣區(qū)域內(nèi)時(shí)，相對(duì)于理論圓直徑復(fù)原的邊緣范圍具有相應(yīng)的塑料邊緣。如果要進(jìn)一步增加主角數(shù)量，例如選擇6個(gè)甚至更多主角，只有通過固定件和塑料材料四周邊緣之間的附著摩擦來增加固定。

在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，固定件有3個(gè)主角，其中，邊緣分別通過一個(gè)或多個(gè)鈍角中間角凹陷成拱形。

中間角的角度更大，即比三個(gè)主角呈鈍角形式的120度更大，并與主角隔開布局。由此，即使在規(guī)定固定件內(nèi)部孔徑以及規(guī)定的具有較小對(duì)角寬的最小壁厚條件下，也可實(shí)現(xiàn)固定件的設(shè)計(jì)制造。

原則上也可考慮成凹入曲線形狀的邊緣，但這在制造技術(shù)工藝上更加復(fù)雜。

這類固定件尤其可設(shè)置一個(gè)具有規(guī)定尺寸公差范圍下限的圓柱形孔，用于安裝自攻螺釘，并由此，尤其在旋入此螺釘以及在固定件中開孔周圍的相應(yīng)邊緣區(qū)域內(nèi)形成溝槽時(shí)，形成關(guān)鍵的扭矩負(fù)荷。

作為替代選擇，可給孔設(shè)置一個(gè)成品內(nèi)螺紋，并用傳統(tǒng)螺釘進(jìn)行固定。另一種替代選擇方案是，將固定件與軸頸通過一個(gè)外螺紋相連，例如可將一臺(tái)電機(jī)固定在其上面。

優(yōu)選對(duì)主角進(jìn)行倒圓處理，其中，優(yōu)選主角的圓形區(qū)域最大為主角之間邊緣長(zhǎng)度的10％。

在一種作為可壓入一個(gè)塑料外殼開孔中的固定件的特別優(yōu)選的另一方式中，沿中軸方向固定件在插入方向有一個(gè)帶向內(nèi)朝中軸呈錐形外周的插入?yún)^(qū)域，由此，這類固定件可在插入時(shí)自動(dòng)定心并補(bǔ)償一定的制造公差。

尤其在相反一面，固定件可在沿中軸方向有一個(gè)帶從中軸向外走向邊緣的邊緣區(qū)域，該邊緣的外周比固定區(qū)域中的更大。該邊緣擴(kuò)大了例如電路板或外殼蓋的固定表面或支承面，還可作為將固定件擠壓入塑料外殼時(shí)的限位裝置。

除了這類固定件外，作為同樣流通的獨(dú)立單元，塑料外殼還可要求配置根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的固定件。由此得出一種特別優(yōu)選的其他方式或簡(jiǎn)化方式，即壓入固定件前，塑料外殼具有圓柱形壓入孔，由于這類圓柱形壓入孔一方面非常易于制作，另一方面還可實(shí)現(xiàn)該類固定件的模塑成型，總之，可將固定件壓入這類圓柱形壓入孔，即表面橫截面呈圓形的圧入孔中。

不同于將圓柱形金屬螺栓壓入一個(gè)塑料外殼中，可通過一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所提供的的固定件，相對(duì)于壓入前壓入孔表面橫截面尺寸以較小裕量完成固定件的表面橫截面尺寸，并由此得出，固定區(qū)域內(nèi)的壓入孔在壓入固定件后具有大于壓入前壓入孔表面橫截面尺寸最多7％的表面橫截面尺寸，優(yōu)選小于3.5％。

由此，固定件周圍塑料外殼的機(jī)械負(fù)荷會(huì)被減小，這在擠壓進(jìn)塑料外殼凸起的塑料圓頂罩時(shí)，可采用相應(yīng)的小直徑或較小壁厚來實(shí)現(xiàn)。

由此可實(shí)現(xiàn)壓入孔(21)的表面橫截面尺寸在擠壓入之前，相當(dāng)于塑料圓頂罩(22)表面橫截面尺寸的25％至60％，即可使用與塑料圓頂罩表面橫截面相關(guān)、根據(jù)比例相對(duì)較大的固定件，而不存在塑料圓頂罩側(cè)壁被撕裂的危險(xiǎn)。

附圖說明

下面根據(jù)實(shí)施例，參照示意圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中：

圖1根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)固定件剖面圖

圖2a置入固定件前的塑料外殼

圖2b帶有所組裝固定件的塑料外殼

圖2c固定件被除去的塑料外殼

圖33個(gè)主角時(shí)的固定件和塑料外殼

圖44個(gè)主角時(shí)的固定件和塑料外殼

圖55個(gè)主角時(shí)的固定件和塑料外殼

圖6不同的邊緣形狀和由此形成的尺寸

圖7帶內(nèi)置固定件的一個(gè)塑料外殼安裝區(qū)域截面

圖8帶預(yù)制螺栓的固定件

具體實(shí)施方式

圖1a展示了一個(gè)沿中軸x向帶有一個(gè)縱向截面的固定件第1個(gè)實(shí)施例。其中，固定件1有一個(gè)固定區(qū)域111。在該優(yōu)選實(shí)施例中，上側(cè)，在該固定區(qū)域111上連接了帶四周圍繞邊緣16的邊緣區(qū)域116。

一方面，在將固定件壓入相應(yīng)塑料外殼的開孔中時(shí)，該四周圍繞的邊緣116可作為限位裝置。另一方面，該邊緣可作為加大的支承面，例如為電路板4或在那里同樣用于固定外殼部件的、圖7中所示的一塊底板5提供相應(yīng)的大面積支承。其中，該邊緣16的大小和形狀可進(jìn)一步自由選擇，例如也可保持為圓形，不必像下面有待進(jìn)一步討論的那樣，具有固定區(qū)域111的主角11。

在圖1a上沿中軸的下側(cè)，固定件1有一個(gè)帶向內(nèi)朝中軸(x)以可識(shí)別的斜度(15)呈錐形外周的插入?yún)^(qū)域(115)。在壓入側(cè)的該插入?yún)^(qū)域115用于簡(jiǎn)化插入塑料外殼的壓入孔。不同于下面詳細(xì)討論的固定區(qū)域111內(nèi)固定件1的外周形狀，插入?yún)^(qū)域115可呈錐形至一個(gè)圓形外周。

圖1b展示了圖1a中已提到的固定區(qū)域111的橫截面，在該區(qū)域有三個(gè)主角(11)，它們彼此之間通過邊緣(12)相連。

圖1b以草圖形式介紹了此邊緣12的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式，即分別有2個(gè)鈍角形式的中間角(14)，使邊緣的整個(gè)形狀易于向外凹陷成拱型。但須明確指出，原則上可考慮直線邊緣或其他凹入的邊緣形狀或例如僅有一個(gè)鈍角形式的中間角(14)。然而，由于制造技術(shù)工藝方面的缺點(diǎn)，在此固定區(qū)域111內(nèi)沒有設(shè)置沿中軸x方向凸起的凹口或咬邊。對(duì)專門的邊緣模塑成型將結(jié)合圖6進(jìn)行更詳細(xì)的討論。

下面同樣將參考圖3、圖4和圖5對(duì)主角11可能的替代選擇數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)討論。

但首先應(yīng)參考圖2a至2c闡述塑料外殼2的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式。其中，圖2a是所謂塑料圓頂罩，即例如在圖7中所顯示截面的、從塑料外殼凸出的、主要為空心圓柱體的俯視圖。

該塑料圓頂罩22有一個(gè)優(yōu)選為圓形，并至少在固定件的固定區(qū)域111中相應(yīng)區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)直徑d21的開孔21。在有關(guān)圖7的塑料圓頂罩22下端，也可構(gòu)成用于狹窄附加邊緣25的開孔，但該邊緣沿插入方向位于較深的位置，以便能通過固定區(qū)域111完全插入固定件1。

塑料圓頂罩22具有一個(gè)外徑d22，并得出作為(d22-d21)/2的圓頂罩相應(yīng)壁厚。此時(shí)，圓頂罩內(nèi)徑d21比圖1b中所示主角11和各相對(duì)的邊緣12之間的對(duì)角寬112小一規(guī)定的尺寸，以便產(chǎn)生固定件1的擠壓配合，其中，開孔21邊緣的塑料材料不僅沿壓入方向擠壓，而且也被擠壓進(jìn)位于主角側(cè)面的開孔21的邊壁區(qū)域。由此，一方面塑料圓頂罩22的負(fù)荷比壓入具有與對(duì)角寬112相應(yīng)直徑的圓形螺栓時(shí)更小，但另一方面由此主角11從后面抓取的塑料材料在扭矩負(fù)荷方面具有更好的強(qiáng)度。

在壓入固定件后，壓入孔21在固定區(qū)域具有超過壓入前壓入孔21表面橫截面尺寸最大7％的表面橫截面尺寸，優(yōu)選小于3.5％。這樣可實(shí)現(xiàn)壓入孔21的表面橫截面尺寸在壓入前相當(dāng)于塑料圓頂罩2)的表面橫截面尺寸的25％至60％，即可使用與塑料圓頂罩表面橫截面尺寸相關(guān)、根據(jù)比例相對(duì)較大的固定件，而不存在塑料圓頂罩邊壁被撕裂的危險(xiǎn)。

圖2b以草圖形式展示帶所壓入固定件1的塑料圓頂罩22的截面。為了更直觀說明壓入時(shí)固定件的作用以及孔21的變形，在圖2c中以草圖形式介紹已重新移除固定件1的開孔21。在此，可明確發(fā)現(xiàn)，主角11切入孔21壁中的區(qū)域221以及額外構(gòu)成相應(yīng)擠出材料的區(qū)域222，由此甚至可在那里部分覆蓋下邊緣25。

圖3再次展示了已在圖1和圖2中描述的實(shí)施方式。該方式有3個(gè)主角以及特別優(yōu)選的中間角。

與此相反，圖4以草圖方式介紹了在此情況下有4個(gè)主角的實(shí)施方式，這些主角同樣進(jìn)行了倒圓處理，但與直線邊緣12相連。

圖5以草圖形式介紹了另一個(gè)有5個(gè)主角的優(yōu)選實(shí)施方式。這5個(gè)角以規(guī)則的五角形式分別相互錯(cuò)位72度排列，并經(jīng)倒圓處理，其中與主角11各相對(duì)邊緣12呈直線結(jié)構(gòu)。

在所有情況下，主角11在塑料外殼中的孔21邊緣區(qū)域內(nèi)分別提供一個(gè)相應(yīng)的凹口，用于將材料擠入相鄰的相應(yīng)邊壁區(qū)域內(nèi)。但如果要進(jìn)一步將主角11的數(shù)量增加到5個(gè)以上，形成的外周形狀不斷變得更加類似圓形，并在可抓取的邊壁區(qū)域內(nèi)主角11的形狀變得更小，由此，關(guān)鍵的發(fā)明作用無法充分發(fā)揮，所以5個(gè)以上的主角數(shù)量看起來是不合適的。

圖6a至6c下面以草圖形式根據(jù)分別帶有3個(gè)主角的示例說明邊緣造型對(duì)固定件以及塑料外殼，尤其是塑料圓頂罩各相應(yīng)臨界的最小厚度影響。

如果我們確定，所有3個(gè)示例均有一個(gè)統(tǒng)一的內(nèi)徑d13以及主角d33上理論上具有統(tǒng)一的圓直徑，那么可得出明顯更小的固定件d123最小壁厚。

為了使固定件達(dá)到足夠的強(qiáng)度，其壁厚不得低于最小壁厚。

如果考慮例如孔13是一個(gè)用于安裝自攻螺釘3或是一個(gè)配備有內(nèi)螺紋并用于旋入螺釘3的鉆孔，那么在此壁厚d123上會(huì)有相應(yīng)機(jī)械負(fù)荷就不言而喻了。從給出的內(nèi)徑d13和最小壁厚d123得出直徑d33。該直徑在變異方式a中必須比變異方式b和c中大得多。由此，塑料圓頂罩也必須相應(yīng)變大。

在圖6b中3個(gè)主角(11)通過邊緣(12)連接，這些邊緣分別有2個(gè)鈍角形式的中間角(14)和直線形中間段124，使邊緣12的整個(gè)形狀分別凹陷成拱形。在此中間角14優(yōu)選分別與主角11相同的距離布局，其中可考慮取代圖6中所示的2個(gè)中間角14，也可選擇僅有一個(gè)中間角甚或3個(gè)中間角的實(shí)施方式，其中，所述中間角14分別比主角11的鈍角角度更大。

與此相反，圖6c以草圖形式展示了連續(xù)凹陷向外拱起的邊緣122，該邊緣相對(duì)于圖6a中的直線邊緣121，可實(shí)現(xiàn)更大的最小壁厚d123c>d123a。

圖7以草圖形式再度展示了由一個(gè)塑料外殼部件2和一個(gè)中間壓入一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述金屬固定件1的塑料圓頂罩22組成的電子組件外殼固定區(qū)域截面。所述外殼在相對(duì)面通過第2個(gè)外殼部件5封閉，其中該外殼部件例如也可采用金屬構(gòu)成。這兩個(gè)外殼部件2和5通過一個(gè)旋入固定件1的螺釘3相互連接。另外，在第2個(gè)外殼部件5和第1個(gè)外殼部件2或固定件1的邊緣16之間設(shè)置了一個(gè)帶有電子組件的電路板，在那里也進(jìn)行了固定。作為替代選擇，這種使用螺釘3的實(shí)施方式也可考慮通過鉚釘固定。固定件1在固定區(qū)域111內(nèi)無咬邊，并沿x軸方向具有比塑料圓頂罩22的孔長(zhǎng)度較短的長(zhǎng)度。

與此相反，圖8以草圖形式介紹了另一種實(shí)施方式。該實(shí)施方式采用一個(gè)與固定件1連接的、帶外螺紋的軸頸(17)，其中固定件1的固定區(qū)域111具有前面已詳細(xì)闡述的橫截面形狀。這種實(shí)施方式也適用于固定件(1)用無鉛金屬材料通過冷擠壓鍛造成型方式生產(chǎn)制造。