专利名称：塑料卡钉的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种地板采暖领域中的配件，尤其是一种塑料卡钉。
背景技术：
如图8所示，在地板采暖系统的铺设中，要使用塑料卡钉08将塑料管材07按一定间距固定在符合隔热层04之上，隔热层下面是水泥砂浆找平层05，再下面即为基础结构层06。在隔热层上面铺设铝箔03，再铺设混凝土层02将管材固在其中，以免管材的间距和位置在铺设过程中变形引起管子之间间距变大和变小，或者管子翘起露出混凝土层造成使用时散热不均，甚至管材过早损坏。混凝土层02上面铺设地砖等地面装饰材料01。固定管材的塑料卡钉08通常为倒“U”形件，其上部为与管材的横截面外廓相匹配具有一定厚度的半圆环形状顶部卡环部，卡环部的两端向下延设两条钉腿部，在各钉腿部的下端延设有钉尖部，在该钉尖部向其两侧自下向上延设至少两对倒刺；在两条钉腿的外侧各设有一个压耳部。在使用时，将本卡钉钉尖部向下地置于保温层上的塑料管材上面，然后，用手按压设于钉腿外侧的两压耳，或者用手掌或足部对卡钉向下施力，使卡钉的钉尖部刺入保温层，通过卡钉的卡环部将管材固定在隔热层上。
现有技术中的塑料卡钉存在以下一些缺陷1、现有塑料卡钉结构尺寸粗大。现有卡钉的钉腿部的断面为矩形，为了使其能够承受在固定管材时下压刺入保温层的压力而不发生向外或左右弯曲的变形，往往将钉腿设计得比较粗大；现有卡钉设计粗大的部分还有压耳部，现有的卡钉压耳的厚度都大于卡环部和钉腿部的厚度。结构尺寸的粗大导致现有塑料卡钉原料消耗量大，成本提高，加工中能耗大，工件大散热慢，所需工时也多，生产效率较低。
2、现有塑料卡钉耐脱拔性较差。现有卡钉的卡环部都是半圆环形状，钉腿部与卡环部为相切结构，这种卡钉当卡在管材上时，只有卡环部的半圆环体的内侧面与管材直径以上的部分接触，接触面较小且稳固性差，在套设于管材上刺入保温层之后使管材容易在卡钉下面轴向滑移、上下窜动、难定位，在管材变形移动等作用力下易脱拔，再有，现有卡钉的倒刺在刺入保温层过程中的收拢性能较差，易将保温材料扎出一个较大的洞，因此，在管材变形移动等作用力下倒刺很容易从保温层内退出，耐脱拔性能较差，由于卡钉的脱拔，容易造成管子间距过大或过小而达不到符设计的要求，或管子在混凝土回填后翘起暴露在混凝土层上面。另外，其对保温层的破坏也比较明显。
3、现有塑料卡钉钉尖部坚挺度和刚度较差。现有塑料卡钉的钉尖部前后两个侧面倾斜构成尖锐的钉尖部，该倾斜斜面为直线形倾斜面，这样的钉尖部，或者是尖锐而单薄，刚度、强度差，废品率较高，或者是刚度高而粗钝，对保温层破坏较大。都不能很好地完成插设固定管材的工作，使安装工作费力、迟缓，同时使卡钉的耗损量过大。
发明内容
本实用新型的目的在于改进现有技术中的不足，提供一种可大大减小自身重量且可提高刚度和强度的塑料卡钉。
本实用新型进一步的目的在于提供一种具有耐脱拔性，使用起来快速、省力和刺入保温层不易损坏的塑料卡钉，同时卡钉的穿设不会对保温层有较大程度的破坏。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型提供的塑料卡钉为倒“U”形件，其上部为与管材的横截面外廓相匹配具有一定厚度的圆弧形状顶部卡环部，卡环部的两端向下延设两条钉腿部，在各钉腿部的下端延设有钉尖部，在该钉尖部向其两侧自下向上延设至少两对倒刺；在两条钉腿的外侧各设有一个压耳部；其特征是在所述两个钉腿的外侧面自上而下地设有其厚度小于钉腿厚度的纵向凸起。
一个优选技术方案是所述钉腿的横截面为矩形，在矩形截面的所述钉腿的外侧面上自上而下地设有其厚度小于钉腿厚度的纵向加强凸筋构成所述纵向凸起。
所述加强凸筋可以是一条，也可以沿所述钉腿外侧面厚度方向设2-3条所述凸筋。
所述加强凸筋的各个侧面之间可以是直角过渡结构，更好的是圆角过渡结构，而圆角过渡的方案可更节省用料量，且力学性能也更好。
另一个优选技术方案是所述钉腿的横截面为三角形，该三角形的一个顶角朝外构成所述的纵向凸起，与该顶角相对的一边作为钉腿的内侧面，由此构成三棱柱所述钉腿。
本塑料卡钉在使用时卡在管材上向下压刺入保温层，钉腿容易出现的变形通常只有向外弯曲。本实用新型在钉腿的外侧面上设有所述纵向凸起，可以有效地提高钉腿抗弯曲变形能力。故可以将钉腿做得细一些。由此，可以有效地减小卡钉的自重。用最少的原料达到最佳的强度和稳定性，同时对保温层的破坏也可大大减小。
进一步地，本塑料卡钉的所述压耳部向下倾斜或水平设置，其厚度小于所述顶部卡环部和/或钉腿的厚度。所述压耳部的厚度可以比所述顶部卡环部和/或钉腿的厚度减小0.1-1.9mm。所述加强凸筋与所述压耳部的衔接部为圆角过渡。
所述钉腿部以及卡环部的外廓的边棱都为方角或圆弧过渡；所述压耳部的外缘为直角过渡，或为圆角过渡，或压耳外端部边缘为圆弧形，或者所述压耳部的各边缘均为弧形边缘光滑过渡结构。如所述钉腿的三棱柱的各侧面之间为圆角过渡结构。
变薄了的压耳部完全可以满足使用的要求，而所述纵向凸起与所述压耳部衔接部的圆角过渡对于压耳的刚度提高起到了积极的作用。
通过设纵向凸起和减薄压耳的厚度，可以大大减轻本卡钉的自重。卡钉的重量与现有同样规格卡钉相比重量可减少15-35％。
另外，所述钉尖部前后两个侧面倾斜构成尖锐的钉尖部，该倾斜斜面为弧形倾斜面。进一步地，所述钉尖部在左右两个侧面上也倾斜，汇聚到尖端成为一个尖端点。
通过改变现有卡钉钉尖部直线形倾斜面为弧形倾斜面，可以在保证钉尖部足够锋利尖挺的基础上保证具有足够的刚度、强度，并使穿入保温层时卡钉的尖端压强最大化，在穿入保温层中不易变形，尤其可有效控制钉尖部前后方向的变形。
所述钉尖部自上而下设有两对倒刺，在上的一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径较小，在下的一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径较大。上面一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径为0.01-0.1mm，下面一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径为0.1-0.2mm。
现有卡钉上下倒刺根部圆弧角半径的大小都是一样的。其合拢和张开的弹性都比较小。而本卡钉的上下倒刺的圆弧角均小于0.2mm，其使得倒刺更容易合拢，当其插入保温层时，倒刺合拢，在保温层上刺入面积较小，故对保温层破坏程度较小。使上面的倒刺根部的圆弧角半径小于下面倒刺的圆弧角，使上面的倒刺张开的弹性变形较下部倒刺要好。待穿入保温层后在管材变形、移动的趋势形成的向上作用力下在保温层中倒刺张开较大，使倒刺的受力面积达到最大。上部倒刺可能张开到近90°，这时，下部倒刺由于其根部圆弧角半径较大，其抵抗张开的能力较强，由此，可以使下部倒刺抵靠支承上部倒刺，不使上部倒刺过度张开和变形，保证上部倒刺的承力稳定性。所以，可以有效提高卡钉的耐脱拔性。
为了保证上面的倒刺张开下部倒刺可有效支承，可以这样设计所述上部倒刺和下部倒刺之间的间距及所述倒刺的长度应满足当所述上部倒刺张开到与钉腿部的中心线相交70-90°时即接触抵靠下部倒刺。
为了进一步提高卡钉的耐脱拔性和对管材固定的稳定性，还可以改进所述顶部卡环部。改进方案是顶部卡环部为圆心角大于180°小于270°的圆弧形卡环。这种卡环部增大了与管材周面的接触面积，且卡环部可以抵靠管材直径以下的部分，将本卡钉把在管材固定在保温层上时，不易出现轴向滑移和上下窜动的问题，同时可以提高耐脱拔性。
本实用新型提供的塑料卡钉通过在钉腿部外侧设置纵向凸起可大大提高卡钉的抗变形性，因此，可以减小钉腿的断面尺寸，另外，本卡钉将压耳的厚度也减薄，由此可大大降低卡钉的自重，减少原料用量，制作中可以降低能耗，还可以大幅度提高生产效率。塑料卡钉的使用量非常大，而且绝大多数卡钉是不能回收的。如果以我国每年使用20亿个卡钉计算，每个重1.2克的卡钉少用原料15-35％，即少用0.3克原料，每年就可节约600吨塑料。而在生产中少用原料，在加热、模制卡钉中所用的能源也减少了，经核算可节电100万度以上。按照本实用新型的结构设计，塑料卡钉的稳定性、穿入性和强度提高了。另外，对于保温层的破坏程度也降低了。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型提供的塑料卡钉的主视结构示意图；图2为本实用新型提供的塑料卡钉的侧视结构示意图；图3为
图1所示的塑料卡钉钉腿部A-A剖面结构示意图；图4为另一实施例中卡钉钉腿部的剖面结构示意图；图5为本卡钉插入到保温层中后上部倒刺张开与下部倒刺接触抵靠的结构示意图图6a-6c为本实用新型提供的塑料卡钉的几种结构的俯视结构示意图，其显示出不同外缘结构的压耳部的结构；图7为本实用新型的另一个实施方案中钉腿的横截面的结构示意图；
图8为地板采暖系统地断面结构示意图。
具体实施方式
如
图1和2所示，本实用新型提供的塑料卡钉1为倒“U”字形部件，其上部为与管材的横截面外廓相匹配具有一定厚度的半圆形状顶部卡环部11，卡环部11的两端向下延设两条钉腿部12，在各钉腿部的下端延设有钉尖部13，在该钉尖部13向其两侧自上向下延设两对倒刺14、15；在两条钉腿的外侧各设有一个压耳部16；在两个钉腿12的外侧面自上而下地设有一道纵向加强凸筋121。
本塑料卡钉的压耳部16向下倾斜，其厚度e小于顶部卡环部和钉腿的厚度E。压耳部的厚度e比顶部卡环部和钉腿的厚度减小0.1-1.9mm。加强凸筋121与压耳部16的衔接部为圆角过渡。本实施例中压耳部的厚度e为1.1mm，钉腿和顶部卡环部的厚度为2mm。
通过设加强凸筋和减薄压耳的厚度，可以大大减轻本卡钉的自重。卡钉的重量与现有同样规格卡钉相比重量可减少15-35％。例如，现有技术中与本卡钉同样规格的卡钉重量至少为1.2克，而通过结构上的改进，本卡钉的其重量可以不超过1克，通常在0.8-1.0克。
加强凸筋121的断面形状可以是三角形状，如图3所示，也可以是圆形，如图4所示。
卡钉的钉腿部12以及卡环部11的外廓的边棱最好都为圆弧过渡。这样的卡钉其自重又可以进一步较少，同时，使得其应力集中减小，更可以提高操作者安装是的手感舒适性。压耳部16的外缘如图6a所示，为直角过渡。较好的形式如图6b所示，压耳部16’为圆角过渡。还可以是如图6c所示，压耳部16”各边缘均为弧形光滑过渡结构。
如图2所示，钉尖部13前后两个侧面倾斜构成尖锐的钉尖部，该倾斜斜面为弧形倾斜面131。进一步地，钉尖部在左右两个侧面上也倾斜，汇聚到尖端汇聚成一个尖端点。
钉尖部13自上而下设有两对倒刺14、15，在上的一对倒刺14的伸出倒刺的根部141形成的圆弧角半径较小，在下的一对倒刺15的伸出倒刺的根部151形成的圆弧角半径较大。在本实施例中，上面一对倒刺的伸出倒刺14的根部形成的圆弧角半径为0.05mm，下面一对倒刺15的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径为0.15mm。如图5所示，待穿入保温层后在管材变形、移动的趋势形成的向上作用力下，上面一对倒刺的伸出倒刺14在保温层中张开较大，使倒刺的受力面积达到最大。这时，下部倒刺15由于其根部圆弧角半径较大，其抵抗张开的能力较强，由此，可以使下部倒刺抵靠支承上部倒刺，不使上部倒刺过度张开和变形，保证上部倒刺的承力稳定性。
上部倒刺14和下部倒刺15之间的间距及倒刺的长度应满足当上部倒刺14张开到与钉腿部的中心线相交70-90°时即接触抵靠下部倒刺15，如图5所示。
如
图1所示，顶部卡环部11为圆心角a为大于180°小于270°的圆弧形卡环。这种卡环部增大了与管材周面的接触面积，且卡环部可以抵靠管材直径以下的部分，将本卡钉卡套在管材上，不易出现轴向滑移和上下窜动的问题，同时可以提高耐脱拔性。本实施例中a为230°。也可以是210°。
如
图1所示，本卡钉的前后两个侧面上设有凹凸波纹，其可以是任意图案的纹路，在本实施例中为横向纹路17。该横向纹路分布在从顶部卡环部11到距离下部尖端132向上0.1-20mm的整个前后侧面上。该凹凸波纹的主要作用是增加了其表面积，在本卡钉制作中利于散热，减少冷却时间，可提高生产效率，在钉尖部上不设凹凸波纹。本实施例中尖端向上3.5mm一段不设波纹，这有利于尖端的穿入锋利性。
如图7所示为另一种塑料卡钉的实施方案，其中两个钉腿12’的横截面为三角形，该三角形的一个顶角12a朝外构成所述的纵向凸起，与该顶角相对的一边12b作为钉腿的内侧面，由此构成三棱柱钉腿。
钉腿的三棱柱的各侧面之间为圆角过渡结构。
权利要求1.一种塑料卡钉，为倒“U”形件，其上部为与管材的横截面外廓相匹配具有一定厚度的圆弧形状顶部卡环部，卡环部的两端向下延设两条钉腿部，在各钉腿部的下端延设有钉尖部，在该钉尖部向其两侧自下向上延设至少两对倒刺；在两条钉腿的外侧各设有一个压耳部；其特征在于在所述两个钉腿的外侧面自上而下地设有其厚度小于钉腿厚度的纵向凸起。
2.根据权利要求1所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉腿的横截面为矩形，在矩形截面的所述钉腿的外侧面上自上而下地设有纵向加强凸筋构成所述纵向凸起。
3.根据权利要求1所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉腿的横截面为三角形，该三角形的一个顶角朝外构成所述的纵向凸起，与该顶角相对的一边作为钉腿的内侧面，由此构成三棱柱所述钉腿。
4.根据权利要求1或2所述的塑料卡钉，其特征在于所述压耳部向下倾斜或水平设置，其厚度小于所述顶部卡环部和/或钉腿的厚度。
5.根据权利要求1或2所述的塑料卡钉，其特征在于所述纵向凸起与所述压耳部的衔接部为圆角过渡。
6.根据权利要求1所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉尖部前后两个侧面倾斜构成尖锐的钉尖部，该倾斜斜面为弧形倾斜面。
7.根据权利要求6所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉尖部在左右两个侧面上也倾斜，汇聚到尖端汇聚成一个尖端点。
8.根据权利要求1所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉尖部自上而下设有两对倒刺，在上的一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径较小，在下的一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径较大，上面一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径为0.01-0.1mm，下面一对倒刺的伸出倒刺的根部形成的圆弧角半径为0.1-0.2mm。
9.根据权利要求1或8所述的塑料卡钉，其特征在于所述上部倒刺和下部倒刺之间的间距及所述倒刺的长度应满足当所述上部倒刺张开到与钉腿部的中心线相交70-90°时即接触抵靠下部倒刺。
10.根据权利要求1或2所述的塑料卡钉，其特征在于所述顶部卡环部为圆心角为大于180°小于270°的优弧圆弧形卡环。
11.根据权利要求2所述的塑料卡钉，其特征在于所述加强凸筋是沿所述钉腿外侧面厚度方向设的1-3条所述凸筋。
12.根据权利要求1所述的塑料卡钉，其特征在于从所述顶部卡环部到距离下部尖端向上0.1-20mm的整个前后侧面上设有凹凸波纹。
13.根据权利要求1或2或3所述的塑料卡钉，其特征在于所述钉腿部以及卡环部的外廓的边棱都为方角或圆弧过渡；所述压耳部的外缘为直角过渡，或为圆角过渡，或压耳外端部边缘为圆弧形，或者所述压耳部的各边缘均为弧形边缘光滑过渡结构。
专利摘要一种塑料卡钉，为倒“U”形件，其上部为与管材的横截面外廓相匹配具有一定厚度的圆弧形状顶部卡环部，卡环部的两端向下延设两条钉腿部，在各钉腿部下端延设有钉尖部，在钉尖部向其两侧自下向上延设至少两对倒刺；在两条钉腿的外侧各设有一压耳部；在两个钉腿的外侧面自上而下设有纵向凸起。通过在钉腿部外侧设纵向凸起可提高卡钉的抗变形性，且减小钉腿断面尺寸，本卡钉将压耳的厚度也减薄，由此可降低卡钉自重，减少原料用量，制作中可降低能耗，可大幅度提高生产效率。塑料卡钉的使用量非常大，如果以我国每年使用20亿个卡钉计算，每个现重1.2克的卡钉可减少原料15－35％，如少用0.3克原料，每年就可节约600吨塑料。而在生产中可节电100万度以上。
文档编号F16B15/00GK2781058SQ200520015620
公开日2006年5月17日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者刘朋坤 申请人:刘朋坤