CN102364126B - 内迫膨胀螺丝和内迫膨胀螺丝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内迫膨胀螺丝及内迫膨胀螺丝系统，所述内迫膨胀螺丝包含具有第一端(24)和可膨胀的第二端(14)的管状套管(12)。所述套管具有在从所述第一端至所述第二端的方向上以套管锥角(30)变窄的内锥度。所述内迫膨胀螺丝进一步包含插塞(26)，其可插入所述套管中，使得当将所述插塞打入所述套管中的安装位置中时，其外表面啮合所述内锥度，以使所述第二端(14)膨胀。所述插塞：i)为具有大体上零锥度的圆柱形主体；或ii)所述外表面以不同于所述套管角(30)的插塞锥角(36)逐渐变细，使得在所述套管锥角与所述插塞锥角之间存在至少约一度的差异。

Description

内迫膨胀螺丝和内迫膨胀螺丝系统

技术领域

本发明涉及内迫膨胀螺丝系统和内迫膨胀螺丝。

背景技术

用于(例如)将物品紧固至砖石建筑的内迫膨胀螺丝通常包括放置在预钻孔中的套管。插塞被打入套管的可膨胀部分中，此可膨胀部分在膨胀时将套管固定于孔中。可以通过与套管的可膨胀部分相对的套管的螺纹端将物品固定至砖石建筑。

在典型的内迫膨胀螺丝中，插塞为截锥形，进而提供与套管的向内逐渐变细的内壁匹配的外表面。这种状况一直被理解认为是用于内迫膨胀螺丝的最有效构造，因为成角度的表面已被理解为相互协调以获得所需要的效果，同时使用角度来使插入尽可能容易。然而，现有技术的内迫膨胀螺丝需要相当大的安放力，此安放力通常通过用重型锤来施加相对较大数量的打击来获得。

发明内容

本发明提供一种内迫膨胀螺丝，其包含：

管状套管，其具有第一端和可膨胀的第二端，所述套管具有在从所述第一端至所述第二端的方向上以套管锥角变窄的内锥度；以及

插塞，其可插入所述套管中，使得当将所述插塞打入所述套管中的安装位置中时，其外表面啮合所述内锥度，以使所述第二端膨胀，

其中所述插塞：

i)为具有大体上零锥度的圆柱形主体；或

ii)所述外表面以不同于所述套管锥角的插塞锥角逐渐变细，使得所述套管锥角与所述插塞锥角之间存在至少约一度的差异。

本发明包括一种内迫膨胀螺丝，其包含：

管状套管，其具有第一端和可膨胀的第二端，所述套管在所述第一端处包括一个或多个凸出表面；以及插塞，其可插入所述套管中，使得当将所述插塞打入所述套管中的安装位置中时，所述第二端膨胀，并且安装工具与所述一个或多个凸出表面相互作用，以提供所述内迫膨胀螺丝啮合至工件的目测指示。

本发明还包括一种将内迫膨胀螺丝安装在工件中的方法，其包含：

在所述工件中钻出孔；

将内迫膨胀螺丝插入至所述孔中；

使用安装工具将所述内迫膨胀螺丝的插塞打入安装位置中，进而使所述套管与所述工件啮合；

当所述插塞到达所述安装位置时，在所述内迫膨胀螺丝的套管的一个或多个凸出表面上磨损安装工具；以及

通过在所述一个或多个凸出表面上的安装工具的磨损来从所述一个或多个凸出表面去除涂层，所述涂层的所述去除向观察员提供所述套管与所述工件啮合的目测指示。

本发明还包括一种用于内迫膨胀螺丝的安装工具，其包含：

钻头，其包括被构造为用于为内迫膨胀螺丝在工件中形成孔的钻的第一端；以及

可固定至钻头的工具套管，其包括将所述钻头至少部分地收纳于其中的工具袋和经构造以将内迫膨胀螺丝的插塞打入安装位置中、以将所述内迫膨胀螺丝固定在所述工件中的工具项端。

本发明还包括一种将内迫膨胀螺丝安装在工件中的方法，其包含：

使用钻头的第一端在工件中形成孔；

将内迫膨胀螺丝插入至所述孔中；

将工具套管固定至所述钻头，所述工具套管包括：

工具袋，其至少部分地收纳所述钻头的所述第一端；以及

工具顶端；以及

使用所述工具顶端将所述内迫膨胀螺丝的插塞打入安装位置中，进而将所述内迫膨胀螺丝固定至所述工件。

本发明还包括一种用于内迫膨胀螺丝的护圈，其包含可插入至内迫膨胀螺丝的套管中的耐用、防潮部件，并且被构造为通过安置在所述套管中的一个或多个螺纹保留在所述套管中，以防止插塞从所述套管被不慎去除。

本发明还包括一种内迫膨胀螺丝组件，其包含：

管状套管，其具有包括一个或多个内螺纹的第一端和可膨胀的第二端；

插塞，其可插入所述套管中，使得当将所述插塞打入所述套管中的安装位置中时，所述第二端膨胀；

护圈，其可插入所述插塞后面的所述套管中，并由耐用防潮材料形成，所述护圈被构造为通过一个或多个螺纹保留在所述套管中，并且防止所述插塞从所述套管被不慎去除。

本发明还包括一种组装内迫膨胀螺丝的方法，其包含：

提供管状套管，所述套管具有包括一个或多个内螺纹的第一端和可膨胀的第二端；

将插塞插入至所述管状套管的所述第一端中；

将耐用、防潮护圈插入至所述插塞后面的所述第一端中；以及

使所述护圈的外周边与所述螺纹啮合，以防止所述插塞从所述套管被不慎去除。

附图说明

为了可以很好地理解本发明，现将参照附图来描述仅以举例方式给出的本发明的某些实施例，图中：

图1为内迫膨胀螺丝的实施例的横截面图；

图2为插塞处于安装位置中的内迫膨胀螺丝的实施例的横截面图；

图3为包括护圈的内迫膨胀螺丝的实施例的横截面图；

图4为包括护圈的内迫膨胀螺丝的另一个实施例的横截面图；

图5为护圈的实施例的平面图；

图6为安装工具的实施例的横截面图；

图7为被构造用于钻孔的安装工具的实施例的横截面图；

图8为被构造以打入插塞的安装工具的实施例的横截面图；以及

图9为内迫膨胀螺丝的另一个实施例的横截面图。

具体实施方式

图1示出内迫膨胀螺丝10。膨胀螺丝10包括套管12。套管12大体上为管状的，并且在膨胀端14为可径向膨胀的。为了实现膨胀能力，套管12包括从膨胀端沿套管12的长度18部分延伸的一个或多个膨胀开口16，或者在膨胀端14处允许套管直径增加的其他类似结构。套管12的一个实施例中的内壁20在与膨胀端14相对的螺纹端24处包括螺纹22，以收纳螺纹紧固件(未示出)，以在一旦将膨胀螺丝安装在(例如)混凝土砖石建筑中时，便将所需要的物品固定至膨胀螺丝10。将理解，尽管内迫类型膨胀螺丝具备内螺纹(即，如图1中所示的套管12内表面上的螺纹)为常见的，但是也有可能将螺纹22放置在套管12的外表面上。如果螺纹22是提供为外螺纹，那么套管12应被构造为在安装时延伸超过砖石建筑的表面(突出砖石建筑的表面)。

膨胀螺丝10包括插塞26，插塞26可从螺纹端24插入至套管12中。在某些实施例中，在膨胀端14处的套管12的直径28使得插塞26仅可从螺纹端插入套管12中。套管的内径在膨胀部分98中逐渐变细。也就是说，套管的内径在从膨胀端14朝向螺纹端24的方向上以套管角30增大，以界定内锥度96，使得插塞26在膨胀部分98中与套管12干涉配合。因此，当向膨胀端14打入插塞26时，膨胀部分98膨胀，以将套管12固定于混凝土砖石建筑中。插塞26具有位于最接近膨胀端14的前端或尖端32和位于最接近螺纹端24的头端34。在某些实施例中，插塞26为具有从尖端32至头端34的大体上直径恒定的大体圆柱形主体。在其他实施例中，插塞26在从头端34朝向尖端32的方向上具有以插塞角36的微锥度。

在图1和图2中所示的实施例中，插塞角36和套管角30大体上相异，其中套管角30大于插塞角36。此差异使得插塞26与套管12之间的接触面积38与现有技术的内迫膨胀螺丝的接触面积相比而言减少。在某些实施例中，接触面大体上可以为环形、平坦接触面。套管角30与插塞角36之间的差异决定接触面积38的大小。在某些实施例中，套管角30与插塞角36之间的差异为约1度或更大，例如1.5度。此状况确保套管12与插塞26之间的最小接触面积38。接触面积38的减少降低套管12与插塞26之间的摩擦，进而减少将插塞26安放于图2中所示的安装位置40中所需要的力的量。然而，一旦将插塞26打入安装位置40，套管角30与插塞角36之间的差异就大体上为零，其中套管与插塞由于膨胀部分98的变形而接触。在某些实施例中，插塞26的锥形部分在处于安装位置40中时位于内锥度96的相对较窄端处或与其邻接，以免在将插塞26打入安装位置40时限制套管12的完全膨胀。

在某些实施例中，摩擦可以降低到足以允许通过使用大体上比现有技术的内迫膨胀螺丝所必需的锤子小的s标准16或20盎司的锤子的大量打击来将插塞26打入安装位置40中。另外，在某些实施例中，可以使用传统电锤钻(未示出)，以在不使用任何其他打入方式的情况下成功地安放内迫膨胀螺丝。然而，将了解，可以利用任何适合的安放工具。内迫膨胀螺丝10的实施例可以包括含具有介于约1/4″与3/4″(大约6.35mm和19.05mm)之间的外径的套管的那些内迫膨胀螺丝。另外，因为缺乏插塞的锥度或锥形套管角30与插塞角36之间的差异，所以当朝向膨胀端14打入插塞26时，插塞26使膨胀部分98的材料与现有技术的锥形插塞26相反而直接径向向外变形，在现有技术的锥形插塞26中，套管材料围绕插塞的锥度弯曲。此状况产生膨胀的套管12，膨胀的套管12具有膨胀部分98的大体上线性外表面。当与具有类似最大直径的锥形插塞的现有技术膨胀螺丝相比时，这个线性外表面套管12增大内迫膨胀螺丝10能够承受的极限负载。

再次参照图1，插塞26的尖端32可以包括倒棱42。包括倒棱42以通过防止插塞26在被打入时绊于套管12的内壁20上，来促进插塞26更容易地移动至安装位置40中。倒棱42较小，因此没有膨胀会因由倒棱42的存在造成的插塞26的直径减小而损失。另外，在某些实施例中，将插塞26打入安装位置40中，使得倒棱42位于端96处，以维持套管12的最大膨胀。

现在参照图3，某些实施例包括护圈44。护圈44是在插入插塞26之后从螺纹端24插入至套管12中。护圈44防止在打入插塞26以安放内迫膨胀螺丝10之前，插塞26从套管12不慎去除。由于插塞26宽松地容纳在套管12中，因此在运送、存储中或就在部署之前插塞26从套管12中掉落下来是常见的。这至少是麻烦事，并且如果没有顺利地找到插塞26，那么可能影响现场的效率或成功。护圈44定位在套管12内，以便防止插塞26的离开，并且在某些情况下护圈44可以被推动至套管12中的深处，此举防止或阻碍插塞26移动至任何可观的程度。如此限制插塞26的移动具有减少与套管12和插塞26推挤相关的噪声的附加利益。

护圈44由至少包括防潮特性的相对耐用的材料形成。虽然在一个实施例中材料为塑性材料(例如，聚乙烯)，但是可以用金属、木材、橡胶或其他适合材料来取代。模制或以其他方式形成护圈44，例如，模冲、冲压、挤压或切割。在某些实施例中，护圈44大体上为圆盘形，而在其他实施例中，在不偏离其揭示内容的范围的情况下可以用其他形状取代，诸如，部分球形、正方形、三角形、五边形或透镜状。最终，可以使用能够相对于套管12和插塞26而定位以防止或大体上阻止插塞26从套管12离开的任何形状。如图3中所示，构造护圈44，使得当将护圈44插入至套管12中时，护圈44的外周边46啮合套管12的螺纹22。然而，将了解，在其他实施例中，护圈44的周边46可以摩擦方式啮合螺纹22齿顶，以将护圈44固定于套管12中。

护圈44的某些实施例包括伸出由护圈44的周边46界定的平面的突出部48。在某些实施例中，突出部大体上位于护圈44的中心处。如图所示，突出部48可以为截锥形。在其他实施例中，突出部48可以具有其他形状。例如，如图4中所示，突出部48可以为至少部分球形的。参照图5，在某些实施例中，护圈44包括从护圈44的中心部分52向外延伸的一个或多个指状物50。在图5的实施例中，护圈44包括等间隔在护圈44周围的四个指状物50。将了解，在其他实施例中，可以包括其他数量的指状物50，例如，三个、六个或八个指状物50。指状物50使护圈44的外周边46更柔韧，从而允许护圈44更可靠地啮合至套管12的螺旋形螺纹22。另外，因为指状物50的结构在材料中必然形成缺口，所以不需要由护圈44来交叉套管12的螺纹22。实情为，指状物50可以各自完全啮合在螺纹22槽中，而不会延伸超过螺纹22的齿顶。当与没有指状物50的护圈44相比时，在安装了护圈44的情况下，指状物50进一步减少安放插塞26所必需的力的量。将了解，护圈44的周边46中的单个缺口也将达到完全啮合和避免螺纹22齿顶交叉的结果。

现在参照图6，内迫膨胀螺丝10的某些实施例经构造以通过独特的安装工具54来安装。安装工具54包括钻头56。钻头56包括安置在连接端60处的轴58，连接端60经构造以安装在(例如)传统电锤钻(未示出)的卡盘(未示出)中。钻端62被构造为具有尖顶端64和出屑槽66的钻。头套圈68位于钻端62与连接端60之间。

安装工具54包括工具套管70，工具套管70可固定在钻头56上并且在工具套管70的第一端78处包括工具袋76。工具袋76为大体上管状的，并且在某些实施例中，工具袋76为钻头56可插入至其中并可固定至其中的圆柱形结构。为了将工具套管70固定至钻头56，某些实施例在头套圈68处包括一个或多个元件，例如，一个或多个狭槽72，这些狭槽可与向内延伸至工具袋76中的工具套管70的一个或多个突出部74(销、棒等)啮合。一个或多个狭槽72可以具有沿其长度的任何形状，以便促进将一个或多个突出部74固持于其中。例如，狭槽72可以为j形、z形或s形。在某些实施例中，突出部和狭槽布置可以为大体上相反的，其中突出部74从头套圈68向外延伸，并可收纳于安置在工具套管70中的狭槽72中。虽然展示一个狭槽72，但是将了解，可以使用其他数量的狭槽72和突出部74，例如，两个、三个或更多狭槽72和突出部74。另外，某些实施例包括位于工具袋76中的偏压部件94，以加偏压于钻头56使其远离工具套管70，以辅助将突出部74固定于狭槽72中。所示的偏压部件94为弹性材料(例如，橡胶)块。将了解，可以使用其他类型的偏压部件94，例如，位于工具袋76中的弹簧。虽然本文描述介于工具套管70与钻头56之间的突出部与狭槽连接布置，但是其仅为例子，并且可以使用其他连接布置。工具套管70包括位于工具套管70的第二端82处的安放工具顶端80。工具顶端80是用来将插塞26打入安装位置40中，从而使套管12膨胀。

利用安装工具54来安装内迫膨胀螺丝10，如图7和图8中所示。最初，将轴58安装至钻头卡盘(未示出)中，并且固定于其中。然后，利用钻头56钻出一定大小的孔84，以收纳内迫膨胀螺丝10。

一旦将内迫膨胀螺丝10插入至孔84中，插塞26必须就被打入安装位置40(图2)中，以使套管膨胀并啮合孔84的壁86。为达到此状况，通过将钻头56插入至工具袋76中并将突出部74插入至狭槽72中，以使工具套管70固定在钻头56上，来将工具套管70安装在钻头56上。在某些实施例中，当突出部74啮合于狭槽72中时，头套圈68位于工具套管凸缘100上。通过利用以此构造的安装工具54经由工具顶端80将插塞26打入安装位置40中。为了将插塞26打入安装位置40中，通过钻头56将力传递至工具套管中，经由套圈68和工具套管凸缘100将力传递至作用于插塞26上的工具顶端80。安装工具54在安装过程期间仅需要将安装工具54安装至卡盘中一次。可以由钻头56钻出孔84，然后，使用工具套管70安装内迫膨胀螺丝10，而不在卡盘中安装第二工具。这样提供更简单、更迅速的安装过程，此安装过程需要较少时间来用于钻出孔84与安放插塞26之间的工具转换。

在某些实施例中，如图9中所示，套管12包括一个或多个凸出元件，例如，在螺纹端24外部的穹形齿92。虽然图9示出等间隔在螺纹端24周围的四个穹形齿92，但是将了解，内迫膨胀螺丝10的其他实施例可以利用其他数量及/或间隔的穹形齿92。穹形齿92界定在套管的纵向方向上相对于安置在穹形齿之间的端表面部分94突出的螺纹端24处的个别端表面部分。将了解，凸出的端表面部分可以替代地由提供在螺纹端24中的凹陷、狭槽或缝来界定。

在将插塞26打入安装位置之前，例如，在制造套管12时，包括穹形齿92的套管12的至少一部分涂覆有具有与套管12的基底材料的颜色形成对比的颜色的涂层。在某些实施例中，涂层为蓝色油漆。然而，将了解，蓝色油漆的使用仅为示范性的，并且可以利用其他颜色的油漆及/或其他类型的涂层。当将插塞26打入安装位置时，头顶端80具有这样的长度，即，当插塞26到达安装位置40时，头台肩102(图8)被构造为接触到穹形齿92。随着头台肩102通过电锤钻或类似物的作用而相对于套管旋转，同时与穹形齿92接触，涂层被从穹形齿磨掉，从而显露出涂层下方的套管12的颜色。通过头台肩102对涂层的去除而充当内迫膨胀螺丝10啮合在砖石建筑中的目测指示符。也就是说，已将插塞足够深地插入至套管中，以提供对套管的设计干扰，并且进而提供足以提供对孔壁的设计干扰的套管的设计膨胀，该孔具有与内迫膨胀螺丝经设计以用于其中的孔大小相对应的直径。在其他实施例中，目测指示符可以为(例如)通过安装工具使凸出元件的变形，或者由于与安放工具或安放工具上受热元件(例如)上的反应涂层接触而涂覆至凸出元件的涂层的颜色变化。

将理解，所描述的和所示出的实施例仅为例子，并且不将其作为限制，本发明的范围仅由权利要求书的范围来限制。

Claims (14)

1.一种内迫膨胀螺丝，包含：

管状套管(12)，其具有第一端(24)和可膨胀的第二端(14)，所述套管具有在从所述第一端至所述第二端的方向上以套管锥角(30)变窄的内锥度；以及

插塞(26)，其能插入于所述套管中，使得当将所述插塞打入所述套管中的安装位置中时，其外表面啮合所述内锥度，以使所述第二端(14)膨胀，

其中所述插塞：

i)为具有大体上零锥度的圆柱形主体；或

ii)所述外表面以不同于所述套管锥角(30)的插塞锥角(36)逐渐变细，使得所述套管锥角与所述插塞锥角之间存在至少一度的差异；

其中所述套管的所述第一端(24)具备在所述套管的纵向方向上相对于所述第一端的第二端表面部分(94)凸出的至少一个第一端表面部分(92)，所述至少一个第一端表面部分可通过安装工具啮合，以提供所述插塞处于所述安装位置中的目测指示。

2.根据权利要求1所述的内迫膨胀螺丝，其中所述插塞锥角(36)小于所述套管锥角(30)。

3.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中所述套管锥角(30)与所述插塞锥角(36)之间的所述差异为约1.5度。

4.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中在其前端区域处的插塞外径大于在所述第二端(14)附近的所述套管(12)的内径，进而在所述套管与所述插塞之间界定接触面。

5.根据权利要求4所述的内迫膨胀螺丝，其中所述接触面大体上为环形接触面。

6.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中所述套管(12)包括从所述第二端(14)至少部分地沿所述套管的长度延伸的一个或多个膨胀开口(16)。

7.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中所述插塞(26)仅能在所述第一端处插入于所述套管中。

8.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中所述套管(12)在所述第一端处具备内螺纹(22)。

9.根据权利要求8所述的内迫膨胀螺丝，其还包含防潮部件(44)，所述防潮部件(44)能插入至所述套管(12)中，并且被构造为通过与所述内螺纹(22)啮合来保留在所述套管中，以防止所述插塞从所述套管被不慎去除。

10.根据权利要求9所述的内迫膨胀螺丝，其经构造为使得所述防潮部件(44)可插入至大体上防止所述插塞在所述套管的所述纵向方向上移动的所述套管(12)中的保留位置。

11.根据权利要求1或2所述的内迫膨胀螺丝，其中所述至少一个第一端表面部分(92)具备涂层，所述涂层可去除或能够响应通过所述安装工具的啮合而改变颜色，以提供所述插塞处于所述安装位置中的所述目测指示。

12.一种内迫膨胀螺丝系统，其包含如权利要求1或2中所述的内迫膨胀螺丝和用于所述膨胀螺丝的安装工具，所述安装工具经构造，以在工件中形成孔以收纳所述膨胀螺丝，并且以将插塞打入所述安装位置以将所述膨胀螺丝固定在所述孔中。

13.根据权利要求12所述的内迫膨胀螺丝系统，其中所述安装工具包含钻头(56)和安放工具(54)，所述安放工具具有袋(76)和顶端(80)，所述袋(76)用以至少部分地收纳所述钻头，所述顶端(80)用以啮合所述插塞，进而将所述插塞打入所述安装位置。

14.根据权利要求13所述的内迫膨胀螺丝系统，其中所述钻头(56)和所述安放工具(54)具备可操作以可释放地将所述钻头固定至所述安放工具的互补狭槽和突出部系统。