专利名称：具有膨胀件的紧固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钉状紧固件，其具有设置在其后端用以将物件夹紧在一部件上的保持装置及至少一个从前端面并在该紧固件的体干的一部分的纵长方向延伸的膨胀区，该膨胀区由一自由空间并用一膨胀元件插入该自由空间形成的。
在德国专利DE3345331A1中已知有一钉状紧固件，前端面区域内具有一个由两个互相间隔地延伸的向外弯曲的臂形成的膨胀区。这种紧固件通过将该紧固件的体干驱入在一部件上的预站孔内而将之固定。当将体干驱入钻孔内时，膨胀臂被钻孔壁向内压在一起，而插入膨胀臂之间的自由空间的膨胀件使膨胀臂对钻孔壁的压力增加。当已将紧固件驱入时，膨胀件的塑性和/或弹性恢复力将该紧固件的膨胀臂压靠在钻孔壁上，从而得到相应的很大紧固力。但是，由于插入时完全为面对面接触，该已知紧固件的驱入阻力非常高。此外，该已知的钉子不适合于在受拉区域使用，在此区域中，由于形成裂缝而会使钻孔扩大。该插入件不能通过继续膨胀而对钻孔的扩大进行补偿。
因此，本发明根据下列问题提出，即是要提供一个具有膨胀区的紧固件，一方面，该紧固件能够以只是简单方式将其驱入一部件以将之固定，另一方面，即使由于形成裂缝而使钻孔扩大，该紧固件由于继续膨胀的结果而达到高的保持值。
这些问题由本发明的下述技术特征解决，即所述膨胀件形成自由空间呈U形纵向槽形式，其基面朝前端面向上倾斜，该膨胀件取楔形件的形状，并位于该纵向槽中的基面上，使之可朝该前端面移动，该楔形件的外表面具有齿，该齿突出于该体干之外。插入紧固件的体干的纵向槽中的楔形件用该钻孔的壁支撑在该钻孔中。如果由于在该部件中形成裂缝而使钻孔扩大，那末，作用在紧固件上的拉力负载使在静止地支撑在钻孔内的楔形件和紧固件的体干之间产生位移，当这种位移发生时，纵向槽的向上倾斜的基面使支撑作用增加，该作用不顾钻孔的扩大，再次将紧固件牢牢地固定在该部件上。这样，这种继续膨胀作用使得可通过驱入钻孔而固定的紧固件也变得适合于在受拉力的区域之内使用。
为了减小驱入的阻力，使楔形件带齿的外表面从紧固件的前端面稍微倾斜并向后端扩大是很有用的。
因此，正当驱入紧固件时，楔形件便可受支承不动，在最靠近该紧固件后端的纵向槽的极限位置处设置一止动部，该止动部约呈直角终端部形式，该楔形件在其最深位置处压靠在该止动部上。
此外，一个最好是橡胶圈的保持件在将紧固件打入钻孔之前能够将该楔形件可移动地保持在纵向槽内，以便不使楔形件意外地从纵向槽内掉出。
由于齿具有不等的齿侧面，因而该齿得到良好的锁定作用，并兼有很低的驱入阻力，较短的齿侧面设置在朝前端面处。
为了即使在极恶劣条件下也使楔形件可轻易地位移，在楔形件的压靠面和纵向槽的基面之间设置一个滑动接触层是极有用的。这种滑动接触层可以由塑料材料构成，或通过对纵向槽基面和/或楔形件的支承面进行适当的表面处理制成。
在极恶劣的条件下，在纵向槽的基面和楔形件之间插入可将楔形件径向向外压的片簧也是有利的。如果钻孔相对于其孔径显著地扩大，片簧将楔形件压靠在钻孔的壁上，从而借助于增加的摩擦力来保持楔形件并且在楔形件和紧固件的体干之间能够产生位移。
最后，紧固件可以在其前端设置有钉尖。因此可以在不预钻孔的情况下，将紧固件驱入例如加气混凝土等软的多孔建筑材料中，并且以很高的保持力将其固定在这些建筑材料中。
设置有钉头的紧固件也适宜于固定在很硬的建筑材料中，这种建筑材料需要为紧固件预钻孔。钻孔的直径可以根据固定基底材料和钻孔工具的不同而有所不同。当驱入紧固件时，虽然它是通过楔形件的自锁作用而固定的，但是，使用夹紧件把要固定在砖石建筑物表面的物件辅助地支撑起来，以避免由于钻孔的不同公差导致的滑移是有利的。为此目的，建议将或者呈盘形弹簧形式或者呈楔形垫圈形式的夹紧件设置在钉头之下。如果使用盘形弹簧，它将向钉头施加偏置力，该力在楔形件和紧固件之间引起微小的轴向位移。该位移使紧固件楔入钻孔中，从而避免发生初始滑移。
用楔形垫圈也可以达到同样的效果，该垫圈被驱入形成反楔形的钉头下部与待固定的物件顶面之间。
在更有利的结构中，楔形件的外表面可以设置以在每一边由外棱界定的纵向凹陷，该凹险的底部最好是卧在该体干的直径之内，而只有外棱带有突伸于体干之外的齿。
这种结构在不减少保持力的情况下还使驱动阻力降低。当驱入紧固件时，所述凹陷起到容纳从钻孔上刮下的材料的作用。在膨胀件和紧固件体干之间产生位移时，由于凹陷所产生的膨胀件的压力作用面积的减少会使外棱更深地刮入钻孔的壁中。此外，甚至凹陷的弯曲表面也同钻孔壁结合，由于同平坦的楔形件相比弯曲表面的表面积更大，因此在膨胀件和钻孔壁之间的摩擦阻力更大。
在附图中说明本发明的实施例，其中
图1示出具有楔形件卧在其膨胀区的纵向槽内的紧固件；图2是图1的紧固件的纵向剖视图3示出作为带有钉头和钉尖的钉子的紧固件结构；图4示出带有插入纵向槽的片簧的紧固件的纵向剖视图；图5示出固定在钻孔中、带有设置在钉头之下的盘形弹簧作为夹紧件的紧固件；图6示出带有楔形垫圈作为夹紧件的紧固件；图7是紧固件的变型侧视图，其膨胀件具有凹陷，以及图8是沿图7的紧固件的剖切线A-A的剖视图。
图1所示的紧固件1具有一个体干2，该体干2在其后端4有一个外螺纹3，还有一个通过U形横截面的纵向槽5并用插入该纵向槽5的楔形件6所形成的膨胀区。在纵向槽5内很容易移动的楔形件6由在本具体实施例中为一个橡胶圈的保持件7保持住。
如图2所示，在上棱的剖视图中，楔形件6具有锯齿构形的齿8，该齿的齿侧面9向紧固件1的前端面10倾斜。齿的上棱超出体干2大约一个齿的高度；为了减少驱入的阻力，体干从前端面10稍微倾斜地向后端4扩大。在楔形件6和纵向槽5的基面11之间设置有一个取塑性材料插入件形式的滑动接触层12。即使在恶劣的条件下，这个滑动接触层亦可保证在紧固件的楔形件6和体干2之间的移动。也可以通过对楔形件6的支承表面和/或纵向槽5的基面进行合适的表面处理以实现良好的滑动特性。
图3所示的实施例具有一个用以夹紧物件的钉头13和一个用以在不进行预钻的情况下将该紧固件驱入软的多孔建筑材料的钉尖14。
在图4所示的通过膨胀区的纵向截面的放大图中，可以看到，片簧15插在楔形件6和纵向槽5的基面11之间。靠在片簧15上的楔形件6被弹簧压靠在钻孔的壁上，使得特别是当钻孔由于形成裂缝而扩大时，楔形件6和钻孔壁之间的摩擦力就得到保持。
从图2和图4所示的实例中，很明显，纵向槽5的基面11朝着前端面向上倾斜。卧在纵向槽5内的楔形件6相应地朝向前端面逐渐变细，从而使楔形件6在其上棱压成的齿8向后端4倾斜而稍为扩大并超出体干2之外。在纵向槽5最靠近后端4的端部上，该纵向槽5有一个止动部16，当驱入紧固件时，楔形件6在槽最深的位置处压靠所述止动部16。
图5示出该紧固件固定在一部件18上的钻孔17内；该紧固件制成带有一钉头13，其用以固定物件19呈盘形弹簧20形式的夹紧件设置在钉头13之下。当驱动入紧固件1时，盘形弹簧20被压平，从而在钉头13和待固定的物件19之间产生弹性支撑作用。这个支撑作用产生作用在紧固件1上的偏置力，该力通过与盘形弹簧20的偏置力相应的微小轴向位移进一步将呈楔形件6形式的膨胀件同紧固件1一起牢固地楔入钻孔内。
在图5所示的实施例中，虽然强制支撑作用由盘形弹簧20实现，但在图6所示的实施例例中，这种支撑作用通过在具有反楔形表面22的钉头13之下驱入楔形垫圈而实现。沿相反方向上升的两楔形表面在紧固件1和膨胀件6之间造成轴向位移，这就使紧固件通过纵向槽5的上升的基面11进一步楔入钻孔17内。当紧固件1具有钉头时，这种支撑作用总是有利的。
此外，可在钉头13上设置对中缺口25，该对中缺口25起到将钉头13钻掉时的对中作用。这样就可以将物件19从部件18上折下。
图7和图8示出一个紧固件1，其中楔形件6具有一个纵向延伸的凹陷28，其每一侧由外棱29界定。选择凹陷28的深度，以便使凹陷的底部处在体干2的直径之内，而只有设置有齿8的外棱29从体干2突出。当如图8所示，将紧固件1驱入钻孔26时，在凹陷的底部和钻孔壁之间出现一个间隙27，这个间隙起到容纳在驱入操作过程中刮掉的材料的作用。在楔形件6和体干2之间轴向位移之后，楔形件6的位置由虚线表示。由于纵向槽5的基面11朝向紧固件的前端向上倾斜，因此在轴向位移过程中将楔形件6向外压，从而使外棱29更有力地刮入材料中。因此，间隙27也就减小，甚至完全消除，从而将凹陷的全部区域压入钻孔的壁上。为便于轴向位移，将楔形件6置于由聚四氟乙烯制成的插入件所形成的滑动接触层12之上。
权利要求
1.一种钉状紧固件，具有设置在其后端用以将物件夹紧于一部件上的保持装置，以及至少一个从前端面并在所述紧固件的体干的一部分纵长方向延伸的膨胀区，该膨胀区由一个自由空间并用一个膨胀件插入所述自由空间形成的，其特征在于，所述自由空间呈U形纵向槽(5)的形式，其基面(11)朝前端面(10)向上倾斜，膨胀件呈楔形件(6)的形式，并位于纵向槽(5)中的基面(11)上，使之可向前端面(10)移动，所述楔形件的外表面设置有齿(8)，所述齿突出于体干(2)之外。
2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，楔形件(6)的外表面从前端面(10)稍微倾斜并向后端(4)扩大。
3.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，楔形件(6)在纵向槽(5)最靠近紧固件的后端(4)的界限处压靠在止动部(16)上。
4.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，可移动地将楔形件(6)保持在纵向槽(5)内的保持件(7)作用在所述楔形件(6)上。
5.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，齿(8)具有不等的齿侧面，较短的齿侧面面对前端面设置。
6.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，楔形件(6)卧在纵向槽(5)的滑动接触层(12)上。
7.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，径向向外推压楔形件的片簧(15)插在纵向槽(5)的基面(11)和楔形件(6)之间。
8.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，钉尖(14)设置在紧固件(1)的前端面上。
9.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，设置在紧固件后端的保持装置是钉头(13)，在其下面设置有夹紧件(20，21)。
10.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，夹紧件是一个盘形弹簧。
11.根据权利要求9所述的紧固件，其特征在于，夹紧件是一个楔形垫圈(21)，钉头(13)的下面具有沿相反方向延伸的楔形面(22)。
12.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，楔形件(6)的外表面设置有纵向凹陷(28)，其每一侧由外棱(29)界定。
13.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，凹陷的底部处在体干(2)的直径之内，并且只有带齿(8)的外棱(29)突出于体干(2)之外。
14.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，楔形件(6)的两个端面是圆形的。
全文摘要
一种具有膨胀区的钉状紧固件(1)，膨胀区由有楔形件6插入其内的U形纵向槽(5)形成。楔形件(6)卧在朝着前端面(10)向上倾斜的该槽的基面(11)上，楔形件(6)的外表面设有超出紧固件(1)的体干(2)之外的齿(8)。在钻孔壁发生破裂而使钻孔扩大时，可移动地卧在槽的基面(11)上的楔形件(6)使固定的紧固件(1)继续膨胀。
文档编号F16B15/00GK1118847SQ95103350
公开日1996年3月20日 申请日期1995年4月11日 优先权日1994年4月21日
发明者A·费希尔 申请人:阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂