專利名稱：用于易碎材料的緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及一種螺紋緊固件，特別涉及一種用于易碎材料的螺紋緊固件。
背景技術(shù)：
螺釘已經(jīng)存在多年了，它是基于傾斜表面提供楔入作用而將螺釘頭部壓入基材中的原理。已經(jīng)為不同材料研制了各種螺釘。
用于將構(gòu)件固定到低強(qiáng)度易碎材料上的緊固件通常需要一些類型的用于緊固件的支撐材料。在例如干式墻(drywall)的情況下，通常使用金屬或木制柱螺栓。在磚石結(jié)構(gòu)的情況下，自攻螺紋緊固件可以牢固地固定在預(yù)先鉆孔的混凝土孔中，這是通過(guò)將螺紋設(shè)計(jì)成當(dāng)孔被擰入時(shí)螺紋適于抓緊螺紋間的材料而實(shí)現(xiàn)的。在授予Giannuzzi的美國(guó)專利US5957646中就公開(kāi)了這樣的磚石緊固件的例子。
所需要的是可以用于各種材料并同時(shí)相對(duì)制造成本低的螺紋緊固件，所述各種材料包括但不局限于易碎材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的緊固件滿足了上面的需求并克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬緊固件包括一個(gè)具有基本上恒定直徑的金屬柄部，以及形成在柄部上的螺旋狀螺紋部分，其中螺紋直徑與柄部直徑之比至少為1.5∶1，螺旋狀螺紋以0.5至1.0cm之間的間隔隔開(kāi)。該緊固件可以包括形成在靠近頭部和遠(yuǎn)尖端處的柄部上的第二螺旋狀螺紋部分，該第二螺紋具有基本上小于第一直徑的第二直徑。
在另一實(shí)施例中，形成金屬緊固件的方法包括下述步驟提供一在第一端具有一頭部的金屬柄部，并通過(guò)軋制工藝形成螺旋狀螺紋以及位于連續(xù)螺紋旋圈間的不規(guī)則表面，其中螺紋直徑和柄部直徑之比至少為1.5∶1，螺距在0.5至1.0cm之間。在該方法中，還可以包括在靠近頭部的柄部上形成第二螺紋的附加步驟。
在另一實(shí)施例中，一種利用緊固件由易碎材料支撐構(gòu)件的方法(amethod for supporting a structure from frangible material)，包括下述步驟提供一包括頭部和柄部的自攻金屬緊固件，該柄部具有一次要直徑和一主要直徑，該主要直徑由形成在柄部上的螺旋狀螺紋部分限定，其中主要直徑和次要直徑之比至少為1.5∶1；以及將該緊固件驅(qū)動(dòng)進(jìn)入易碎材料使得緊固件和上述構(gòu)件完全由易碎材料支撐，其中易碎材料是石膏板(sheet rock)和磚石材料之一。而磚石材料可以是混凝土、磚料和石料之一。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的描述變得更加清楚。通過(guò)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求以及附圖中記載的結(jié)構(gòu)和方法將實(shí)現(xiàn)和得到本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
可以理解到，前面的概述和后面的具體描述均是示例性和解釋性的，其目的是提供解釋作用而不是用于限制該發(fā)明的范圍。


用于幫助理解本發(fā)明并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)一部分的的附圖，顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。其中圖1是結(jié)合本發(fā)明原理的干式墻緊固件的側(cè)視圖；圖2是圖1中所示干式墻緊固件的頂視圖；圖3是圖1中所示干式墻緊固件的底視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的緊固件，金屬柄部包括一個(gè)或多個(gè)具有粗螺距和大的主要直徑與次要直徑之比的螺紋。該緊固件可以牢固地固定在各種材料上，這些材料包括但不限于石膏板(起爆板)、木材、混凝土、磚塊、石料、含氣混凝土(Gas Beton)和輕型混凝土。此外，該緊固件可以設(shè)計(jì)成它可以從上述材料去除而并不會(huì)對(duì)墻壁或表面造成過(guò)度損壞。
在石膏板或其他易碎、較弱材料的情況下，緊固件在這些材料中的固定力使得施加到緊固件上的負(fù)荷可以僅僅由石膏板起反作用，而不必在與墻壁相連的柱螺栓或其他相對(duì)高強(qiáng)度的材料的幫助下固定該緊固件。這樣，根據(jù)本發(fā)明的緊固件可以通過(guò)完全依靠構(gòu)成墻壁的石膏板而將物品支撐在墻壁上，這在沒(méi)有柱螺栓可用的場(chǎng)合下需要支撐緊固件時(shí)尤其具有優(yōu)勢(shì)。該緊固件還提供在墻壁上形成較小的孔，從而對(duì)墻壁的損壞最小的優(yōu)點(diǎn)。該緊固件的柄部也可以包括在由次要直徑限定的柄部表面上延伸的不規(guī)則的或者粗糙的螺旋表面。該粗糙表面可以用來(lái)增加石膏板和緊固件間的摩擦保持力，從而防止拔出。該緊固件也可以包括至少在靠近頭部的柄部上延伸的第二螺紋部分。上述粗螺距和相對(duì)大的主要直徑和次要直徑比(相對(duì)于普通的金屬螺釘)有利于在螺紋間咬合大量材料。除了應(yīng)用在石膏板上以外，該緊固件具有有效用于類似混凝土、磚料、石料等材料的強(qiáng)度。在這些場(chǎng)合下，緊固件插入預(yù)先鉆出的孔中并截留從孔中移出的材料(當(dāng)插入緊固件時(shí))，從而得到一牢固的固定。在這些場(chǎng)合下，在柄部上螺紋之間可以形成不規(guī)則或粗糙表面，這可以提供防止拔出的摩擦阻力。除了用于易碎材料，該緊固件還可以用于纖維質(zhì)材料，例如木材。
如上所述，由于相對(duì)較大的主要直徑和次要直徑之比和/或粗螺距，通過(guò)在螺紋之間提供用于截留大量材料的空間，該緊固件用于在易碎材料上提供一牢固固定，而不論該易碎材料是石膏板還是磚石材料。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用了一個(gè)具有主要直徑和次要直徑之比與主要直徑與和螺距之比無(wú)關(guān)的金屬柄部，該主要直徑與次要直徑之比優(yōu)選地至少為1.5∶1，更優(yōu)選地至少為1.75∶1，最優(yōu)選地至少為2∶1或更大。螺距可以大約是每英寸5個(gè)螺紋或更少，例如每英寸4個(gè)螺紋。
參見(jiàn)圖1至圖3，緊固件10的優(yōu)選實(shí)施例包括頭部12、柄部14和尖端16。在該實(shí)施例中，柄部14在其長(zhǎng)度上具有大致恒定的次要直徑。螺旋狀螺紋20優(yōu)選地在柄部12的長(zhǎng)度上延伸并終止在尖端附近。螺紋20的高度在其長(zhǎng)度上基本恒定，僅在靠近尖端16處的高度稍低。頭部12上可以形成有允許螺釘起子，如菲利普頭型螺釘起子插入的凹槽15。該頭部另外也可以適于接納一平頭螺釘起子或一個(gè)六角形或方形起子的形式，或者該頭部可以類似于螺栓具有六角形頭部，尤其是用于懸掛作為較重物品的架子等。而且，該頭部也可以用鉤子或類似裝置替代。
參照如圖1中所示螺紋20中的部分22，螺紋20分別由上、下倒角面24、26構(gòu)成(described)，其可以大約延伸10度的角度。一個(gè)粗糙表面30可以在柄部14上延伸。與形成螺紋的相對(duì)平滑表面相比，表面30的特點(diǎn)在于具有許多凸起、凹痕、隆起和/或溝槽。如圖中所示，表面30設(shè)置于螺紋20的連續(xù)旋圈之間，并可以在柄部的長(zhǎng)度或一部分上延伸。在柄部14上也可以形成一第二螺紋部分。在該優(yōu)選實(shí)施例中，第二螺紋40靠近頭部12形成并繞著柄部作出大約360度的圈。該螺紋40也可以形成得繞著柄部旋轉(zhuǎn)大于或小于360度。螺紋40的高度優(yōu)選地遠(yuǎn)小于螺紋20的高度。
在石膏板或干式墻的場(chǎng)合下，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的緊固件優(yōu)于傳統(tǒng)螺釘之處。在傳統(tǒng)螺釘中，相對(duì)較細(xì)的螺紋(即較小的主要直徑與次要直徑之比)和相對(duì)較密的螺距使得由螺釘咬合的墻壁部分與孔的尺寸相比很小。這樣在墻上具有較小的緊固力。相反，由緊固件10的螺紋咬合的材料量相對(duì)于孔的尺寸來(lái)說(shuō)相當(dāng)大。通過(guò)用螺紋咬合大量的材料，可以實(shí)現(xiàn)材料內(nèi)的更牢固的固定力。通過(guò)用金屬制作緊固件，同樣的緊固件還可以插入混凝土或其他相對(duì)較硬的材料中。在混凝土、磚料或石料等場(chǎng)合下，在材料中形成基本上和柄部次要直徑的尺寸相同直徑的孔。然后緊固件插入孔中，且螺紋在孔中形成螺旋狀槽。當(dāng)例如用驅(qū)動(dòng)工具將緊固件擰進(jìn)孔中時(shí)，材料從墻中脫落并截留在螺紋間。
在根據(jù)本發(fā)明的金屬緊固件的制造方法中，優(yōu)選地通過(guò)冷軋軋制工藝形成螺紋。根據(jù)該方法，干式墻緊固件的柄部在兩個(gè)螺紋成型模具之間軋制，從而產(chǎn)生螺紋，該緊固件螺紋另外也可以通過(guò)鑄造工藝或者車削形成。在優(yōu)選實(shí)施例中，上述軋制加工形成具有上、下倒角面的螺紋，例如緊固件10的表面24和26，它們與螺紋20一起形成。也可以依靠該軋制工藝?yán)缃柚诒韺觿兟?flaking)產(chǎn)生粗糙表面30。在螺紋形成過(guò)程中，隨著材料在模具之間被擠壓，材料不會(huì)均勻地流動(dòng)。這在螺紋結(jié)構(gòu)之間形成一不規(guī)則或粗糙表面。當(dāng)利用軋制工藝制造時(shí)，這種不均勻的材料流動(dòng)在本發(fā)明的緊固件中尤為顯著，這在螺紋之間形成該不規(guī)則或粗糙表面。在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，也可以使用其他現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法來(lái)產(chǎn)生粗糙或不規(guī)則表面。
優(yōu)選地是一個(gè)逆轉(zhuǎn)模具(counter-rotating die)定位于頭部12附近來(lái)形成第二螺紋40，該螺紋40繞著柄部12延伸360度左右。在軋制工藝時(shí)，該第二螺紋40的形成有助于防止靠近頭部12的柄上部被形成粗螺距和/或高的主要/次要直徑之比所需的力彎曲。在優(yōu)選實(shí)施例中，一逆轉(zhuǎn)模具，例如螺紋成型模具可以用力抵抗螺紋20形成時(shí)柄部14的任何彎曲趨勢(shì)。螺紋40的深度不必是一重要尺寸，而可以是一不具有重要緊固能力的相對(duì)非重要螺紋深度。第二螺紋40根據(jù)需要可以延伸小于或大于360度。
盡管前面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種緊固件，包括具有大致恒定直徑的金屬柄部；形成在柄部上的螺旋狀螺紋部分，其中螺紋直徑與柄部直徑之比至少為1.5∶1；形成在柄部上的螺旋狀不規(guī)則表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式墻緊固件，其中，螺旋狀螺紋以0.5至1.0cm之間的間隔隔開(kāi)。
3.一種緊固件，包括頭部；具有次要直徑和尖端的柄部；形成在柄部上并具有第一直徑的第一螺旋狀螺紋部分；和形成在靠近頭部和遠(yuǎn)尖端附近的柄部上的第二螺旋狀螺紋部分，該第二螺紋部分具有遠(yuǎn)小于第一直徑的第二直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊固件，其中，該柄部具有一軸線和從頭部延伸到末端的長(zhǎng)度，第二螺旋狀螺紋部分在小于柄部長(zhǎng)度一半的范圍內(nèi)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊固件，其中，第一直徑與次要直徑的比至少是1.5∶1，且第一螺紋部分的螺紋以0.5到1.0cm的間隔隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊固件，還包括至少在柄部一部分上延伸的螺旋狀不規(guī)則表面。
7.一種金屬緊固件的成型方法，包括下述步驟提供在第一端具有頭部的金屬柄部；通過(guò)軋制工藝形成螺旋狀螺紋和位于螺紋的連續(xù)旋圈之間的不規(guī)則表面，其中，螺紋直徑與柄部直徑之比至少為1.5∶1，且螺距在0.5到1.0cm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，上述形成螺紋步驟還包括在靠近頭部處的柄部上形成一第二螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，第一螺紋和第二螺紋分別具有第一直徑和第二直徑，其中第一螺紋直徑遠(yuǎn)大于第二螺紋直徑。
10.一種利用緊固件由易碎材料支撐構(gòu)件的方法，包括下述步驟提供包括頭部和柄部的自攻金屬緊固件，柄部具有一次要直徑和一主要直徑，該主要直徑由形成在柄部上的螺旋狀螺紋部分限定，其中，主要直徑和次要直徑之比至少為1.5∶1；驅(qū)動(dòng)緊固件進(jìn)入易碎材料中，使得緊固件和構(gòu)件完全由易碎材料支撐，其中易碎材料可以是石膏板和磚石材料之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，驅(qū)動(dòng)步驟包括驅(qū)動(dòng)緊固件進(jìn)入石膏板、混凝土、磚料以及石料之一中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于易碎材料的金屬緊固件，其具有帶螺紋的柄部、位于柄部一端的頭部和位于柄部另一端的尖端。該緊固件具有粗螺距和相對(duì)大的主要直徑與次要直徑之比，適用于將緊固件固定在干式墻或磚石結(jié)構(gòu)等易碎材料中。
文檔編號(hào)F16B25/00GK1580588SQ20031012090
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者保羅·高德羅恩 申請(qǐng)人:動(dòng)力拉鏈公司