CN102753281B - 形成锚固器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的形成锚固器螺栓的方法包括下述步骤。杆状工件（26）通过在两个位置（46、47）将两个楔形工具（34、35）穿入杆状工件（20内而被轧制成型。所述两个位置（46、47）布置在与杆状工件（26）的轴线垂直的平面（33）的两侧且轴向间隔开。所述两个楔形工具（34、35）轴向接近所述平面（33），同时所述杆状工件（26）围绕所述轴线（38）旋转。所述杆状工件（26）沿着所述平面（33）分开以用于形成两个螺栓。围绕所述锚固器螺栓施加套筒。

Description

形成锚固器的方法

技术领域

本发明涉及形成锚固器的方法。

背景技术

膨胀锚固器系统在施工建设中大量使用。由此，需要高效的制造方法。

发明内容

本发明的形成锚固器的方法包括以下步骤。杆状工件通过在两个位置将两个楔形工具穿入所述杆状工件而轧制成型。这两个位置布置在与所述杆状工件的轴线垂直的平面的相反两侧且轴向间隔开。所述两个楔形工具轴向接近所述平面，同时所述杆状工件围绕所述轴线旋转。由此，通过所述楔形工具使所述工件的材料朝向所述平面移位。所述轧制成型工件沿着所述平面分开以用于形成两个螺栓。围绕所述锚固器螺栓施加套筒。

本发明的方法设法以足够的表面质量轧制定形增大的直径。通过这种方法，表面缺陷转移到工件的中部附近。在最后的锚固器产品中，缺陷位于锚固器的端部处并且没有一个处于载荷的作用下而且不会限制设定工艺。

在一个实施例中，第三楔形工具在所述平面中穿入所述杆状工件，同时所述两个楔形工具接近所述平面。所述第三楔形工具非常有助于建立用于螺栓的圆锥区域的较大直径。

在一个实施例中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的区域穿入所述工件并且形成沿着所述轴线的空腔。沿着所述轴线出现空腔通常是由于轧制成型工艺的较差设定而导致的。但是，在该实施例中，空腔的局部产生对于直径的增大是有利的。位于锚固器系统的圆锥部分的中心处的材料基本上不会影响锚固器的质量。

在一个实施例中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的区域穿入所述工件，其中，所述平坦形状的工具和所述工件具有与所述轴线平行的第一尺寸的接触区域，所述第一尺寸等于所述工件的直径的至少一半。

在一个实施例中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的接触区域穿入所述工件。所述平坦形状的工具和所述工件的接触区域具有与所述轴线平行的第一尺寸、以及与所述工件的周缘相切的第二尺寸。所述第一尺寸至少与所述第二尺寸的两倍一样大。所述平坦形状的工具在整个接触区域上穿入所述工件，并且由此沿着所述接触区域将力施加到所述工件上。很大部分的材料将沿所述平坦形状的工具与所述工件不接触的周向方向流动。所述工件将从其圆形截面偏向较椭圆或卵形形状。所述非圆形形状材料经受较大的应力并且将通过形成沿着所述轴线的空腔而松弛。

在一个实施例中，平坦形状的工具穿入所述工件，其中距所述轴线的径向距离比所述工件的直径小0.1％至2％。所述工件的直径为初始的直径或为在所述工具接触所述工件之前的直径。

在一个实施例中，平坦形状的工具在空腔产生之后增大了所述平坦形状的工具距所述轴线的径向距离。

在一个实施例中，所述楔形工具具有倾斜面，所述倾斜面具有第一倾角的第一部分以用于将所述工件的一部分渐缩为柱形渐缩部分、以及第二倾角的第二部分以用于形成圆锥部分。当所述两个楔形工具已经接近比预定距离更近时，所述第二部分延续于所述第一部分。所述预定距离限定螺栓的柱形渐缩部分的轴向长度以及所述渐缩部分并入圆锥部分内的位置。

在所附权利要求中阐释了本发明的新颖结构(其被视为本发明的特征)。但是，从下面对本发明的详细描述，当参照附图阅读时，可以最好地理解本发明本身，其构造和其操作模式，以及本发明的另外的优点和目标。

附图说明

在图中：

图1为锚固器；

图2为用于轧制成型的模具；

图3、图4为模具的截面；

图5为另一模具；

图6为另一模具；

图7为沿着图6中的VII-VII的截面。

具体实施方式

图1图示了包括螺栓11和套筒状膨胀构件12的膨胀锚固器组件10。

膨胀构件12周向环绕或包围螺栓11的渐缩部分。渐缩部分13优选地为柱形。渐缩部分13的外径14略小于膨胀构件12的内径15，从而膨胀构件12能够沿着渐缩部分13以低摩擦轴向滑动。渐缩部分13和膨胀构件12的轴向尺寸可以大约相等。

渐缩部分13并入朝向螺栓11的前端部17直径逐渐增大的(截头)圆锥部分16内。圆锥部分16的锥角16a可以小于60度。圆锥部分16的最大直径18大约等于或略大于膨胀构件12的外径19。圆锥部分16设计为在圆锥部分16被拉到膨胀构件12内的同时使膨胀构件12沿径向方向扩展。膨胀构件12可以具有沿着轴向方向的狭缝以减小用于使膨胀构件12扩展所必需的力。

螺栓11具有轴环20，轴环20与渐缩部分13相邻、与圆锥部分16相反。轴环20的外径20’明显大于渐缩部分13的外径14。外径的增大是阶梯状的。两个外径的差异等于膨胀构件12的壁厚度的至少一半。

螺栓11的尾部分21具有用于连接的装置。这些装置可以包括外螺纹22、内螺纹、钩、耳等中的至少一个。介于轴环20与用于连接的装置22之间的居中部分23可以为圆筒形的。居中部分23的直径23’小于圆锥部分16的最大直径19并且可能等于轴环20的外径。

锚固器10通过首先钻出直径等于圆锥部分16的最大直径18的孔而进行安装。锚固器10冲压到孔内而其前端部17指向孔的底部。膨胀构件12由于它们的直径而接触孔壁。轴环20确保膨胀构件12随同螺栓11一起被迫压到孔内。当将螺栓11从孔中拉出时，膨胀构件12由于其接触孔壁而停留在适当位置中。圆锥部分16被迫压到膨胀构件12内，从而导致膨胀构件12扩展抵靠孔壁。

圆锥部分16需要光滑表面，使得与膨胀构件12和孔壁的摩擦相比，膨胀构件12在圆锥部分16上的摩擦可忽略。

参照图2至图5解释用于制造这种膨胀锚固器组件的示例方法。本方法使用至少三个步骤。首先，轧制成型螺栓11的外形。其次，螺栓11被个体化。随后，将膨胀构件12施加到螺栓11上。

轧制成型工艺可以使用模具24，图2中图示了模具24的俯视图，图3中图示了沿平面III-III的截面图，而图4中图示了沿平面IV-IV的截面图。模具24具有成型面25。在面25上的突出结构用作用于成形螺栓11的外形的工具。杆状工件26被压靠模具24的面25。模具面25和工件26相对于彼此移动，使得杆状工件26沿着运动方向27在模具面25上滚动。工件26的轴线28和运动方向27横交。工件26的周缘与模具面25反复接触且构成。模具面25可以是平坦的并且运动方向27为线性的。模具面25可以在圆筒形鼓或相关的弯曲加工工具上形成。鼓围绕与工件的轴线28垂直的轴线旋转。运动方向27由此为角度方向。优选地，工件26借助于第二模具29被压靠第一模具24，第二模具29可以具有等同的成型面25。第一模具24和第二模具29沿相反的方向移动，使得工件26的相对运动的方向对两个模具而言等同。

模具面25的几何形状参照关于工件26的期望的相对方向和相对运动方向27进行描述。模具面25具有主平面30，主平面30平行于由轴线28限定的平面，从而限定轴向方向40和运动方向27。在模具面25形成于鼓上的情况下，主平面30弯曲为圆筒形平面30。

模具面25具有由与运动方向27平行的直线分开的第一侧31和第二侧32。两个侧31、32意为各形成一个螺栓11。优选地，两个侧31、32等同地成形且相对于该直线镜像对称。中平面33由该直线和与主平面30垂直的方向限定。

第一楔形工具34在第一侧31上形成，而第二楔形工具35在第二侧32上形成。楔形工具34、35可以具有与运动方向27垂直的三角形或梯形截面。楔形工具34、35的侧面36、37相对于主平面30倾斜的角度36’明显小于90，典型地介于10度至60度的范围内。楔34、35的顶面38优选地平行于主平面30，并且优选地为恒定高度，即，位于距主平面的恒定距离处。

工具34、35优选地对称地布置在中平面33的相反两侧上。工具34、35中的每一个具有面对另一工具35、34的内倾斜侧面36、37。介于楔形工具34、35之间、即介于它们的内倾斜侧面36、37之间的轴向距离39沿着运动方向27连续减小。轴向距离39是平行于轴向方向40测量的距离。两个楔形工具34、35在其沿运动方向27的尾端部处间隔开不等于零的最小轴向距离41。在楔形工具34、35的前端部处出现的最大轴向距离42可以比最小轴向距离41大至少1cm。

楔形工具34，35可以沿着运动方向27在轴向方向40上变得更宽。楔形工具34、35的活动部分是使材料移位的侧面36、37。顶面38不会进一步穿入工件28内或将载荷施加到工件28上。楔形工具34、35可以具有大致三角形的顶面38。在另一实施例中，顶面38具有恒定的宽度和基本平行四边形的形状。楔形工具34、35可以在其端部处形成校准结构。校准结构对于校准结构的长度具有与运动方向27垂直的恒定截面。

在第一侧31和第二侧32中的每一个中的模具面25上可能设有螺纹成型结构43。螺纹成型结构43布置在模具面25的外缘上，即，比楔形工具34、35距中平面33更大的轴向距离处。螺纹成型结构包括多个相等的长楔形脊44。它们的最长延伸部稍微向运动方向27倾斜。脊44为平行的且两个脊44之间的距离小于5mm。

图3和图4图示了在使工件26轧制定形时的不同阶段。初始工件26为圆柱形或杆状钢件。恒定直径45的环线材可以通过拉伸形成。工件26通过以预定长度切割一部分线材而提供。工件26的长度是待形成的螺栓的长度的大约两倍。轧制成型步骤使工件26伸长，这可以在选取初始长度时被考虑。钢优选地选取为韧性的且适于冷金属成型。钢优选地具有低的碳含量，例如小于百分之一的重量比。

楔形工具34、35在两个位置46、47穿入工件26内。穿入深度可以为工件的直径的至少2％并且不大于工件的10％。先前位于现在由工具34、35所占据的体积中的材料移位。材料沿轴向方向朝向工件的最近端部流动，从而拉长工件26，同时局部地减小用于渐缩部分13的直径。由于这样因工具34、35而最有效地减小应变，因此其是材料的优选流动方向。当工件26沿着运动方向27前进时，楔形工具34、35的内侧面36、37彼此接近。被移位材料中的一些集聚在工具34、35之间，从而将直径增大至初始直径45之上。模具24可以具有介于两个楔形工具34、35之间的凹槽或开口，以用于容许材料堆积。材料以与工具34、35相邻的两个环的形式增加。当工具34、35进一步接近时，环相遇并且形成介于它们之间的空腔48或折叠部。抑制空腔48或折叠部的尝试目前已经失败。这导致以下常见观点：直径的增大导致工件在直径增大的区域中具有裂纹和内部变形。

楔形工具34、35可以具有端部部段49，在端部部段49处，内倾斜侧面36、37相对于主平面30更小倾斜，而顶面38具有距中平面33的恒定轴向距离。该端部部段49形成圆锥部分16。内侧面36、37的倾角可以沿着运动方向27连续减小。

工件26通过脊51沿着中平面33分离成两个螺栓11。能够在模具24上形成脊51。该分离可以通过其他装置例如锯、切割器等实施。

显现的是，在中平面33的区域中出现表面的变形。该区域随后形成螺栓11的前端部，前端部具有低的结构重要性。但是，由轴向侧面36、37形成的圆锥区域16的表面是光滑的，正如对于锚固器系统10的安装原则所必需的。

膨胀构件12可以由围绕渐缩部分13折叠的金属板形成。膨胀构件12可以同样由围绕渐缩部分13被夹持的两个壳体形成。

替代方法使用如图5中图示的模具52。除了上述结构以外，设有沿着中平面33布置的第三楔形工具53。第三楔形工具53穿入工件26。通过第三楔形工具53移位的材料有利于直径18的增大。第三楔形工具53的长度优选地为两个楔形工具34、35的长度的至少一半。长度沿着运动方向27测量。

替代方法使用如图6中图示的模具54。除了上述结构以外，设有另外的平坦形状的工具55。平坦形状的工具55设计为将工件26挤压为椭圆形截面。这可以通过平坦形状的工具55的顶面57的巨大宽度56(即沿轴向方向40的尺寸)而实现，其中平坦形状的工具55被压靠工件26。宽度56选取为比介于顶面57与工件26之间的接触区域的长度(沿运动方向27的尺寸)大几倍。宽度56可以例如大于工件26的直径的一半。顶面57距轴线28的距离略小于工件26的直径23’，例如比工件26的直径小大约0.1％或2％或者小大约0.01mm至0.5mm。施加到平坦形状的工具55上的力被维持或甚至增大。这由于表面区域的切向变形导致略椭圆形形状而有助于增大周长，即时这是反直觉的并且期望对圆柱形状的再定形。当椭圆形形状抵达其最长轴与其最短轴的临界关系时，材料破裂并且沿着轴线28形成空腔48。一旦空腔48具有期望的直径，平坦形状的工具55作用在工件26上的力就减小，例如通过增大平坦形状的工具55距轴线28的距离。工件26再定形为圆筒形，但是沿着轴线28的空腔48被维持，从而增大外径。

平坦形状的工具55可以在它们沿着运动方向27的整个长度上布置在两个楔形34、35之间。平坦形状的工具55可以终止在楔形形状34、45的端部部段49处。

上述方法使用模具进行描述。用于楔形工具34、35中的每一个的单独辊和其他所列工具可以替代于模具使用。

Claims (8)

1.一种形成锚固器的方法，包括下述步骤：

通过在两个位置将两个楔形工具穿入杆状工件、并且通过使所述两个楔形工具轴向接近与所述杆状工件的轴线垂直的平面同时所述杆状工件围绕所述轴线旋转而使所述杆状工件轧制成型，其中所述两个位置布置在所述平面的相反两侧且轴向间隔开；

将所述轧制成型工件沿着所述平面分开以用于形成两个锚固器螺栓；并且

围绕所述锚固器螺栓施加套筒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，第三楔形工具在所述平面中穿入所述杆状工件，同时所述两个楔形工具接近所述平面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的区域中穿入所述工件并且形成沿着所述轴线的空腔。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的区域中穿入所述工件，其中，所述平坦形状的工具和所述工件具有与所述轴线平行的第一尺寸的接触区域，所述第一尺寸等于所述工件的直径的至少一半。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其中，平坦形状的工具在所述两个楔形工具之间的接触区域中穿入所述工件，其中，所述平坦形状的工具和所述工件的接触区域具有与所述轴线平行的第一尺寸、以及所述工件的第二周向尺寸，其中，所述第一尺寸至少与所述第二周向尺寸的两倍一样大。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述平坦形状的工具穿入所述工件，所述平坦形状的工具与所述轴线的径向距离比所述工件的直径小0.1％至2％。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述平坦形状的工具与所述轴线的径向距离在空腔生成之后增大。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个楔形工具具有倾斜面，所述倾斜面具有第一倾角的第一部分以用于将所述工件的一部分渐缩为柱形渐缩部分，并具有第二倾角的第二部分以用于形成圆锥部分，其中，所述第二部分延续于所述第一部分。