专利名称：波纹板夹持器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将波纹板(特别是又并不仅仅是挠性波纹板或脆的波纹板)以很小的压强固定在建筑物的支承结构上的夹持器。
波纹板往往用作屋顶或墙覆面材料。这种波纹板通常借助钉、螺钉或螺栓等紧固件穿过波纹板的冠部而固定在支承结构如檩条或屋顶的椽上。
在许多应用场合，如在弯曲的屋顶上，挠性的板比刚性板更有优越性，这是由于它更容易配合屋顶的形状的缘故。当借助紧固件例如将钉、或螺钉穿过波纹冠部进入支承结构而将挠性板固定在支承结构上时，波纹被压缩。
波纹的压缩量对板的性能有重要作用。压缩太大将导致板的变形，从而引起严重的结构隐患。在固定件周围的凹陷也可集存雨水，因而引起有害的风化作用。也可以降低沿波纹长度的挠曲阻抗能力，从而影响跨度性能。压缩太小也影响板的跨度性能，这是由于波纹板的固定区域可以响应于其它区域的向下压力而向上运动，从而可以导致板的挠曲。压缩不足也可以使板在风中移动，可能造成板的损坏。因此，板存在最佳的压缩量。
用于固定紧固件的力，例如，用于将钉或螺钉驱入支承结构的力，往往要比将波纹压缩至其最佳压缩量所需要的力大得多。当支承结构是硬质材料如钢制成时，当必须用动力工具来将紧固件驱入结构时尤其是这样。因此，难于判断何时应当停止紧固件的拧紧。
当带有长的螺纹部分的钻头螺杆用作夹持器的一部分时碰到的另一个问题是，当螺杆的尖端被驱入支承结构时钻头螺杆的螺纹与板接合。当螺杆转动时，板带有一种向上移动的倾向，这可能引起板的损坏。
我们的共同尚未审定的英国专利申请第9516696.3号描述了一种可以解决上述问题的用于固定挠性波纹板的夹持器。该夹持器包括一个分隔件，该分隔件带有用于穿过板的波纹冠部上的孔中的本体，以及一个用于围绕孔重叠在板上的挠性凸缘。该夹持器也包括一个固定件，例如一个螺栓或一个钻头螺杆，其用于将板及分隔件固定在支承结构上，该固定件穿过本体上的孔并与分隔件的顶部接合。当拧紧固定件时，使分隔件的底部抵靠支承结构，凸缘将板向下压。作用在固定件上的拧紧力传至分隔件，该力的一部分从分隔件的凸缘传至板。分隔件的尺寸使得当固定件被充分拧紧时，板被向下固定一个预定的压缩量，即，对于所述板来说的最佳压缩量。
这种夹持器的分隔件没有多的“弹量(give)”，其优点在于可以保证板以预定的压缩量被固定。但是，驱动螺杆的人并不知道板何时达到预定的压缩量，因而并不知道何时应该除去拧紧力。在固定件充分与分隔件接合，从而防止其进一步移入支承结构之后，操作者可能会短时间地继续驱动固定件。当使用电动钻将固定件驱入支承结构时最容易发生上述情况。为了将固定件驱入很硬材料如钢中去，往往必须使用电动钻，而电动钻往往调整得以恒定的转矩转动。当固定件仍被驱动，但由于与分隔件的接合而不能进一步移入支承结构时，由钻头螺杆在支承结构中形成的螺纹可能会脱扣，特别是如果支承结构不厚时。其后果是固定件不能被支承结构牢固地固定。
本发明提供一种可以解决上述问题的这种类型的夹持器。本发明是由现在应提到的权利要求书限定的。
按照本发明的一个方面，提供一种用于将挠性波纹板固定在结构支承件上的夹持器，该夹持器包括一个分隔件，一个用于重叠在夹持器附近的板上的垫圈和一个用于将板、分隔件和垫圈固定在支承结构上的固定件，所述分隔件包括一个带有轴向孔的管状套筒，固定件穿过该轴向孔，套筒的壁有一纵向延伸的窄缝，其利于分隔件在压缩负荷下变形。所述固定件包括拧紧装置，当拧紧力作用在固定件上时，固定件接合分隔件，也直接地或通过分隔件接合垫圈。当固定件接合分隔件时，一部分拧紧力传至分隔件。分隔件上的窄缝使分隔件当其上的力达到一定水平时随着窄缝张开而稍许坍垮。作用在分隔件上的力越大，窄缝张开越多。因此，分隔件可以逐渐坍垮。
在分隔件本体上的窄缝可以是本体壁上的局部窄缝，也可以是分隔件全长上的窄缝。窄缝本体可以沿一根管的侧面切削而形成，或者也可以滚卷一块基本为矩形的板而形成。
分隔件的变形使操作者能够感觉出夹持器何时达到正确的固定拧紧度。分隔件将抵抗压缩，操作者就感觉到刺入支承结构的阻力，这将使操作者除去作用在固定件上的转矩。例如，如果操作者正使用动力工具，他将松开电触发器。但是，固定件将在操作者感觉到过大阻力后由于其反应时间而继续短时间转动，同时固定件减速。在此期间，分隔件上的窄缝张开，使分隔件稍许坍垮。分隔件的逐渐坍垮使固定件继续进入支承结构，同时吸收一些转矩。因此，在操作者的反应时间及在固定件减速时，由于随着分隔件的坍垮，钻头螺杆可进一步移入支承结构，因而可以避免固定件在支承结构中形成的螺纹脱扣。因此，为实现正确的结果，本发明的夹持器能够有更大的允差。
按照本发明的另一个方面，用于将波纹板固定在结构支承件上的夹持器包括一个分隔件、一个用于重叠在夹持器附近的板上的垫圈和一个用于将板、分隔件和垫圈固定在支承结构上的固定件。固定件包括用于钻入结构的钻头装置，分隔件包括一个套筒，套筒在其下端形成带有插入凹口的多个可变形的齿。
当固定件钻入结构时，套筒下端的齿抵靠板的上表面，当固定件继续拧紧时，这些齿切过板，因而扩大了固定件形成的孔。另外，在分隔件下端凹口之间的分隔件区域形成的齿在夹持器被拧紧时可以变形，套筒的下端接合支承结构，从而减少了分隔件的长度。因此，该夹持器由于具有可部分坍垮的分隔件，从而具有上述优点，另外还具有下述优点，即，在夹持器安装时它钻削自己的孔，因而无需在插入夹持器之前在波纹板上的切削孔。
夹持器最好包括一个具有钻头装置的固定件，分隔件最好具有窄缝套筒，在套筒至少一端有几个齿。例如，这些齿可呈锯齿状，或者形成为雉蝶墙状。固定件具有一个用于接合分隔件的头部，垫圈可覆盖在塑料如EPDM中。
现对照以下附图以举例的方式描述本发明的推荐实施例。
图1是按照本发明一个实施例的夹持器的零件的分解立体图；图2是装在屋顶结构中的图1所示夹持器的部分横剖、部分端视图；图3的横剖图表示可以使用的改进垫圈；图4是改进的分隔件一个端部的横剖图。
现在参阅图1和2，夹持器10包括一个分隔件12、一个垫圈14和一个固定件16。分隔件16包括一个镀锌钢圆筒形套筒18形式的本体，沿其全长具有窄缝20。该套筒绕其上、下端有许多缺口，形成由凹口23分开的齿22。
垫圈14包括一个连接于腰部26的基本为拱顶形的裙部24。在裙部24下侧上设有几个环形肋28。垫圈是由耐紫外线的聚氯乙烯或其它工程塑料制成的。
固定件16一个钻头螺杆(drill screw)，在螺纹32下杆31的下端具有钻头30。该螺杆约长65mm，直径约为5.5mm，螺纹为36mm。螺杆具有防腐蚀镀层。螺杆的头部被覆盖在PTA中并有颜色编码以指示适用的波纹板的类型。钻头螺杆的头部34被倒角以便与扳手或动力工具的驱动窝座接合，并具有在底部的向外延伸的凸缘36以便与垫圈14的腰部26接合。螺杆头部34的下侧也可以同分隔件12的顶部接合。
波纹板40一般是用在高温、高压下浸有沥青的有机纤维制成单层的材料。波纹一般为38或40mm。
为了安装夹持器10，首先将螺杆16的杆31穿过垫圈14，然后穿过分隔件12，使分隔件构成一个围绕螺杆的套筒。
接着将夹持器放置在波纹板40冠部在支承结构42上的需要的位置上。然后驱动螺杆，迫使其穿过波纹板40，借助其钻头30为其形成穿过波纹板40的孔。当继续驱动螺杆时，就使分隔件12的下端围绕着钻头形成的孔与波纹板40的上表面接触。分隔件12的齿22用作切削齿，切过波纹板，因而扩大了由钻头30形成的孔。然后，分隔件当钻头推进时穿过波纹板40上的孔。
然后，钻头螺杆的下端达到支承结构的上表面，开始切入该结构。在此阶段中，如果未使用分隔件，那么，波纹板就会借助板与钻头螺杆的旋转的螺纹的接合而升高。但是，由于分隔件已向下穿入波纹的冠部，因而它用作板与钻头螺杆之间的障碍，从而防止上述情况的发生。
当钻头螺杆继续转动时，夹持器10变得更紧，钻头螺杆的头部34与分隔件12的上端和垫圈14的顶部接合。垫圈14又向下围绕夹持器向下固定波纹板。然后，分隔件的下端抵靠支承结构42。夹紧力主要是靠分隔件12而不是只靠波纹板40产生的。此时，操作者应该感觉到对穿透的阻力增大，动力工具为转动钻头螺杆所需要的转矩增大。分隔件的套筒下端上的齿22在增大的拧紧力的作用下向外张开，从而使分隔件逐渐变形，因此其在竖直方向上稍许坍垮。另外，套筒上的窄缝20可以张开，从而使分隔件进一步变形并在竖直方向上坍垮。分隔件最初约长40mm，在夹紧中该长度减缩大约12％，变成35mm/36mm。
分隔件的上述变形使安装人员产生一种对固定紧度恰当水平的“感觉”，并可以为实现正确结果提供较大程度的允差。
另外，由于分隔件的坍垮是逐渐的，在分隔件完全防止钻头螺杆进一步穿入支承结构之前，使操作者有时间对分隔件的阻力作出反应并除去作用在钻头上的力。当从钻头螺杆除去动力，钻头螺杆减速时，分隔件坍垮，钻头螺杆可进一步移入支承结构中，因而可以避免在支承结构中的螺纹脱扣。
套筒18上的窄缝20和齿22之间的凹口还具有下述作用，即，为钻入檩条产生的切屑提供出口。
由于分隔件在两端是有多个缺口的，因而当装配夹持器时，分隔件哪头向上放在钻头螺杆上都可以。另外，分隔件上端的齿，在装配夹持器时例如通过使其弯曲，可以按照需要进行调节，以便改善在分隔件和垫圈之间和/或在分隔件和钻头螺杆之间的夹紧情况(grip)。分隔件和钻头螺杆之间的良好夹紧意味着在固定件转动时可迫使分隔件绕其轴线转动。分隔件下端上的齿当分隔件转动时形成穿过板的切削作用。另一方面，如果分隔件上端的齿设置得使分隔件和固定件之间的夹紧不强，那么，当分隔件下端与波纹板接合时，分隔件就不会随钻头螺杆转动。在这种情形中，固定件的头部向下的运动迫使分隔件向下，从而使分隔件的齿切穿波纹板。
图3表示可以使用的一种改进的垫圈。该垫圈46容易在市场上买到，是环状、浅截锥形的。它包括两层48,50，第一层48是铝的，在铝层下面的第二层50是毡、橡胶或合成橡胶材料的。在这种垫圈的下侧没有环形肋，但是层50是可压缩材料的，因而当安装夹持器时与波纹板形成水密密封。
垫圈第二层50上的孔52小于第一层上的孔54，孔54的直径稍大于分隔件的外径。分隔件顶部上的齿围绕该孔咬入垫圈的第二层50中。这就在垫圈46和分隔件12之间形成良好夹持。
作为一种替代方案，改进的垫圈的顶层可以是不锈钢的而不是铝的。
现在参阅图4，对于某些种类的波纹板如塑料板来说，所使用的垫圈最好是改进的，使分隔件12′的齿22′形成斜面，从而构成錾部60。每个齿22′的内表面是斜面，因而錾部60的刃缘62在分隔件外表面上形成。这些錾部刃缘可以改善分隔件对某些种类的板的切削作用。
显然，分隔件、钻头螺杆和垫圈所需尺寸取决于待固定的板的波纹，因此，在推荐实施例中给出的这些尺寸只是举例而不是固定不变的尺寸。分隔件的齿和本体的尺寸最好使得分隔件在固定件拧紧时被压缩至其原长度的大约10至15％。
本发明提供了一种高效而简单的夹持器，它能够使波纹板在其最佳压缩情况下固定在支承结构上，并有助于操作者在固定波纹板时判断何时停止钻削。
权利要求
1．用于将波纹板固定在结构支承件上的夹持器，所述夹持器包括一个分隔件、一个用于重叠在夹持器附近的波纹板上的垫圈和一个固定件，所述分隔件具有一个带有纵向延伸的窄缝的本体，所述固定件可与分隔件接合以便将分隔件、垫圈和波纹板固定在支承结构上，在使用中固定件穿过分隔件本体内的孔，所述固定件包括用于调节固定件作用于分隔件上的力的装置。
2．根据权利要求1所述的夹持器，其特征在于分隔件本体在其下端形成带凹口的多个可变形的齿。
3．根据权利要求1所述的夹持器，其特征在于分隔件在其两端形成带凹口的多个可变形的齿。
4．用于将波纹板固定在结构支承件上的夹持器，所述夹持器包括一个分隔件、一个用于重叠在夹持器附近的波纹板上的垫圈和用于将波纹板、分隔件和垫圈固定在支承结构上的固定件，所述分隔件具有一个本体，在本体下端具有带插入凹口的多个可变形的齿，所述固定件可与分隔件接合，并在使用时穿过分隔件本体内的孔，并且包括用于调节由固定件作用于分隔件的力的装置。
5．根据权利要求4所述的夹持器，其特征在于分隔件本体在每端形成带有插入凹口的多个可变形的齿。
6．根据权利要求4或5所述的夹持器，其特征在于分隔件本体包括一个带轴向孔的管状套筒，固定件穿过该轴向孔，套筒的壁带有纵向延伸的窄缝，其便于分隔件变形。
7．根据任一前述权利要求所述的夹持器，其特征在于垫圈包括连接于一个腰部的凸形的，基本呈拱顶形的裙部。
8．根据权利要求7所述的夹持器，其特征在于垫圈还包括在裙部下侧上的几个环形肋。
9．根据权利要求1至6中任一项所述的夹持器，其特征在于垫圈包括第一层和在第一层下面的第二层，该第二层是可压缩材料的。
10．根据权利要求9所述的夹持器，其特征在于第一层是铝的或不锈钢的。
11．根据前述任一项权利要求所述的夹持器，其特征在于固定件包括用于钻入支承结构的钻头装置，该钻头装置包括螺纹，该螺纹包括用于调节由固定件作用在分隔件上的力的装置。
12．根据前述任一项权利要求所述的夹持器，其特征在于固定件包括用于接合驱动工具的装置。
13．根据前述任一项权利要求所述的夹持器，其特征在于分隔件在固定件拧紧的被压缩其原长度的大约10至15％。
14．按照参阅附图所描述的夹持器。
15．一种屋顶结构，它包括借助多个根据前述任一项权利要求所述的夹持器固定在支承结构上的波纹板。
16．按照参阅附图所描述的屋顶结构。
全文摘要
一种用于将波纹板(40)固定在结构支承件(42)上的夹持器(10)包括一分隔件(18)、一个垫圈(14)和一个固定件(16)。分隔件包括圆筒形套筒(18)形式的本体。套筒具有沿其长度的窄缝并在其上、下端有多个缺口形成齿(22),这些齿由插入凹口(23)分隔。当拧紧固定件时,它与分隔件(12)上端接合。当进一步拧紧固定件时,分隔件部分地坍垮以防止支承结构中的螺纹脱扣。这样,当固定件减速时使固定件移入支承结构,使操作者能够获得反应时间。分隔件下端的齿也用作切削波纹板的切削齿。
文档编号F16B43/00GK1228823SQ9719751
公开日1999年9月15日 申请日期1997年8月29日 优先权日1996年8月29日
发明者海茵茨·迈克尔·艾希瑙尔, 托尼·奈尔 申请人:翁杜兰建筑产品有限公司