CN102859213A - 无缝套管及无缝基体 - Google Patents

Abstract

对于将嵌入到某个组件中的紧固嵌件，其外表面包括沿着将被嵌入的部分的外表面延伸的纹路。所述纹路包括从突出物的一端到另一端的、不同宽度和高度的、首尾相接的突出物。楔形件形成于相邻纹路之间的表面上。

Description

无缝套管及无缝基体

相关申请的交叉引用

本申请主张2010年4月16日提交的第61/324,896号美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明总体上涉及紧固件及紧固系统，具体涉及嵌入另一部件(通常为不同的材料)的紧固系统的紧固件组件。

背景技术

已知的紧固系统包含金属螺纹嵌件，其可以固定在塑料或其他组件中，用于接收螺钉或螺栓，以将第二组件紧固于装配件中。例如：汽车、电脑、各种电器以及其他各种装配件的塑料零件一般配有带内部螺纹的金属嵌件从而通过螺栓或螺钉与嵌件的啮合来将另一部件紧固其上。另外，还可将螺柱固定在塑料或其他部件中从而通过螺母与螺柱螺纹的啮合来将另一组件固定在塑料或其他部件上。

已知各项技术均用于紧固锚定组件，如塑料或其他部件中的螺纹嵌件或螺柱。可采用简单的螺纹啮合，其中，嵌件或螺柱的外表面螺纹旋入固定组件。在被称为热熔的工艺中，金属部件，例如内螺纹嵌件或螺柱，被加热并被嵌入塑料固定组件中，在嵌件或螺柱可嵌入部分与所接触的塑料接合面熔接。热熔工艺相对较便宜。熟知的还有超声嵌入工艺，使用这种工艺时，部件通过超声振动后嵌入接收组件中。超声嵌入相对较快，但这种工艺往往比较昂贵。在更为简单的机械工艺中，将被锚定的组件具有滚花或其他经过处理的外表面，只须简单地嵌入接收组件即可。这种机械嵌入的速度非常快，但是嵌件外表面成型所需的机械工艺极大地提高了总成本。此外，机械嵌入往往在锚固组件材料上形成沟槽或改变锚固组件材料的方向，但是很难获得较大的保持力以免嵌件被拉出。此外，为便于简单而迅速地加工嵌件，会用到适于所有此类嵌件安装方法的昂贵材料，如黄铜。滚花、切削等构型都可以很容易地在黄铜上实现；但是，采用这种材料制作的部件成本较高。

以下提供的嵌件能获得多重优势：能够容易地驱动嵌件，并使已完成的装配件具有足够的抗拔阻力和旋转阻力。如能采用廉价材料以简便高效工艺制成此嵌件即可实现更多优势。

发明内容

本文公开的可嵌入式螺旋嵌件具有环形柄刻口，其可以采用扎制工艺使用模具和不太昂贵的材料，比如钢铁，来高效且快速的制成。提供多个向外延伸突出物的纹路。所述纹路方向可能是轴向取向或螺旋状的螺纹。突出物成形为邻近排列的主体。楔形件出现于纹路之间根区。

在其中一个方面，嵌件具有包含外表面的可嵌入本体，多个相互间隔的纹路从外表面突出并沿外表面延伸，并且在多个纹路的相邻纹路之间设置有多个楔形件。

在另一个方面，嵌件具有包含外表面的可嵌入紧固件本体，多个相互间隔的纹路从外表面突出并沿外表面延伸，相邻纹路限定了在其间的互相间隔。每一个纹路含有一排首尾相连的突出物，每个突出物具有一个更窄和更短的部分和一个更宽和更高的部分。一系列的楔形件排列在每个纹路之间。

在另外一个方面，紧固嵌件的外表面有多个相互间隔的纹路，纹路从嵌件的嵌入柄上突出并且沿嵌件的嵌入柄延伸，在纹路的间距，这样单个纹路顺着嵌入柄的给定长度延伸但没有完全将嵌入柄包围。各纹路包括一系列首尾相连的宽度和高度不同的突出物。一系列的楔形件从嵌入柄中突出并处于一对相邻纹路之间。

通过查阅下面的详细说明、权利要求书和附图，本发明的其他特征与优势对本领域的技术人员而言将变得显而易见，其中，附图中相同的标记用于表示相同的特征。

附图说明

图1为带环形柄刻口的内螺纹嵌件的立体图；

图2为图1所示的嵌件外表面放大的局部立体图；

图3为嵌件的放大的局部剖视图；以及

图4为外螺柱嵌件的立体图；

在详细说明本发明的实施方式之前，需要了解的是，本发明的应用并非仅限于以下说明或附图中所示部件的构造和布置的细节。本发明可应用于其他实施方式，并可以各种方式实践或实现本发明。同样，需要了解的是，此处所用的措辞和术语均仅作说明之用，不应该被视为限制。本文所用的“包括”、“包含”及它们的变形意在包括后文所述项和它们的同类项，以及增列项和它们的同类项。

具体实施方式

现在参照附图，具体为图1进行说明，图1示出了可嵌入式嵌件10。嵌件10为内螺纹嵌件，其有整体式的金属主体，比如钢铁，其包括头部12和嵌入柄14，所述嵌入柄14限定了贯穿其中的轴向开口16，所述轴向开口16包括内螺纹18。

嵌入柄14的外表面限定了多条纹路20，每一个纹路20是一行螺旋形的突出物22。一些但非所有的突出物22已在附图中用附图标记进行确定。纹路可以轴向或纵向排列，或以螺旋状或螺旋形的方式在嵌件插入塑料主体或其他材料内时驱动嵌件旋转运动。在所示的示例性实施方式中，每个纹路20相对于嵌入柄14的轴向长度按一定角度延伸，在一个给定的距离内沿着嵌入柄14上的旋转路径进行延伸，这不会使得任何纹路20完全地包围嵌入柄14。相邻的纹路20间隔较远，它们之间限定了较宽的空间。但是，应当理解，纹路20比图中所示的具有更多的角度或更小的角度，也可以彼此之间更紧密或间隔更远。

突出物22可以在首尾相接的关系中形成相互间对齐的大致的三角形齿状，其中各个突出物22倾斜远离嵌件的末端或引导端24。因此，每个单独的突出物22形成一个斜坡状结构以促进机械插入物进入保持体中。突出物可以采用许多不同的形状，并且正如该示例性实施方式中所示，可能在顶端或引导端处更窄，在尾部或末端更宽，同时从顶部到尾部倾斜，从而顶部短尾部长。每个突出物也可以形成陡峭的背脊以满足下一个相邻突出物的倾斜。突出物的侧边应该是平整的或波状外形的，并可能以相对于彼此的角度形成一个从顶部到尾部的较窄的外部纹路。突出物陡峭的背脊会抵制嵌件的拉出，并且突出物的侧边在嵌件位于最终位置且安置在保持体中以后提供抗旋转力。举例但不仅限于此例，根据美国的专利申请公开US 2009/0155021，在此以引用方式将全文纳入本文，按照上述形成的且用于钉子上的突出物是可以被使用的，也可以使用其它形状和配置的突出物。

在示例性实施方式中，如图2最清晰地示出，每一个突出物22包括两面的前端部26，在其引导端处偏窄和在尾端处较宽，同时也可以在引导端较短且在尾端处较高。在尾端，有一个放大盖28，其具有外露的钝的背面30。如进一步在该示例性实施方式中所示，在纹路20内，从所述第一突出物22向内，每个倾斜部分26开始立刻接近和接触其正前方的突出物的背面30，朝向引导端24。此示例性的配置仅仅是一个适宜的形成物，也可以使用其它形状、相对大小的突出物。

在相邻纹路20之间的根区或纹路间的区域，嵌件的表面带有刻口，使相邻楔形件形成一个波状形表面。楔形件40从其末端或引导端42向其末端或尾端44倾斜，使尾端44形成一个突变过渡部分或肩状物46延伸到下一个相邻的楔形件40。因此，楔形件40在引导端42较低且在尾端44较高。在该示例性实施方式中，楔形件40横向地延伸了在相邻纹路20间的整个间距。一些并非所有的楔形件40，也不是所有的引导端42、尾端44和肩状物46都在附图中都有确定的附图标记。尾端44的突变部分阻止了嵌件的拔出以及从具有螺旋螺纹状纹路20的嵌件中反向旋转“拧出”。在没有改变嵌件外径的情况下，楔形件增加了阻碍拔出的阻力。

当带有突出物22的有角度的纹路20的嵌件10被推进在塑料体中成形的小洞中时，例如：作为螺纹的纹路20取代塑料并迫使移位的塑料紧压在嵌件的根区。嵌件10可以在插入时稍微旋转。根区中的楔形件40为塑料流入和流出提供平面；从而更能抵抗拉伸力和旋转力，否则拉伸力和旋转力易于将嵌件从锚定体中抽出。

如本文所述的嵌件特别适合于“推入”型的安装方法，但也可以用在各种其他的应用程序方法中，包括但不限于热熔及超声嵌入。另外，在成型工艺过程中直接置入模制组件或者随后在包含嵌件的孔穴中填充熔料，也能通过在主体周围注入熔料来锚固本文所述的嵌件。本文所述的嵌件如采用以下的安装工艺则能获得良好的效果：嵌件锚固到其他非塑料材料的组件中，当该非常接近或环绕嵌件的材料处于熔融或液体状态，能够填充突出物22和楔形件40，或是足够的柔软以致受到推力时纹路20会变形。

最有利的嵌件安装方法使安装嵌件的主体材料流入到突出物相邻纹路间的根区。在一个适当大小的根孔区填充完好，移位的材料将在楔形件40上重新组合以提供作用力抵抗来自突出物22和楔形件40的大致轴向和大致圆周面上的旋转力和拔出力。大体上突出物的轴侧在接收组件时防止嵌件旋转，并且大体上背脊26和尾端44的圆周部分防止接收组件从嵌件中拔出。可以选择突出物22和楔形件40的长度、高度、频率和旋转方向来实现预期的操纵性能和抵抗特殊材料的特定嵌件的拔出和旋转。

图4示出了螺纹嵌件110的另一实施方式，所述螺纹嵌件为例如钢铁等金属整体，包括头部112和可嵌入柄114。嵌件110是一个外螺纹嵌件，具有从与嵌入柄114相对的头部112轴向延伸的螺柱116。螺柱116包括在其上的外螺纹118，用于接合通过嵌件110来固定在适当位置的螺母或其它内螺纹组件。嵌入柄114的外表面限定了多个纹路120，每一个纹路由一系列的螺旋形突出物122构成。一些并非所有的突出物122已在附图中用附图标记进行确认。每一个突出物122包括一个两面的前端部126，在其引导端处偏窄和在尾端处较宽，同时引导端处较短且尾端处较高。在尾端，有一个放大盖128，其具有外露的钝的背面130。如进一步在该示例性实施方式中所示，在纹路120内，从第一突出物122向内，每个倾斜部分126开始立刻接近和接触其正前方的突出物120的背面130，朝向引导端124。纹路120沿着嵌入柄114的长度轴向排列，而不是之前描述的嵌件10的纹路20呈角度地排列。

在相邻纹路120之间的根区，嵌件110的表面有一个刻口，使得相邻楔形件140形成波状外形的表面，其从其顶端或引导端142到其尾部或尾端144倾斜。尾端144构成了到下一个相邻的楔形件140的突变过渡部分或肩状物146。因此，楔形件140在引导端142处偏低且在尾端144处偏高。在该示例性实施方式中，楔形件140横向延伸了在相邻纹路120之间的整个长度。一些但并非所有的楔形件140同样也不是所有的引导端120、尾端144和肩状物146在附图中已有确定的附图标记。

可以如所描述的嵌件10那样安装嵌件110。由于纹路120主要是轴向排列，嵌件110将不会在推入式安装中明显地旋转。然而，由合适材料制成的主体上的一个尺寸适当的孔将重塑为嵌入材料中的纹路120并使所述材料抵靠楔形件140。

嵌入式嵌件上根部有刻口的螺纹旋线可以同时提供抵抗旋转和拔出的阻力且在滚花构型中没有复杂的底切。结果，该嵌件能提供昂贵、加工嵌件(主要为黄铜)的抵抗旋转力和拉拔出力的性能，但低廉的轧钢组件具有成本优势。本文所述的表面构型可以和多种类型的紧固嵌件相匹配，包括螺钉和螺栓锚凹形的内嵌件功能；在此之前描述的螺柱的外嵌件；以及设计为可以扣合到其他组件的圆头型螺柱，或具有符合要求的其他类型的端部配置的一个锚定螺柱。例如，无论简单或是复杂，尖顶螺柱都可以带有挂钩、钉尖、电触点或其他配置。其他嵌入式外组件、内组件和中性锚定设备也可以采用如本文所述的环形嵌入柄刻口的螺旋式上升的构型。另外，本文所公开的嵌件表面可以被用于其他直柄以及台阶式柄，可以设置在嵌件的嵌入长度的全部或部分中。

嵌件10和110以及其他与本发明的启示相一致的配件可以由廉价金属，例如钢，有效地制造，在轧制过程中采用模具进行改变以形成所需的表面特征，包括突出物的纹路和在纹路之间的根刻口。因此，可以有效地、低廉地制作嵌件。当然，可以采用更昂贵的材料来进行特定金属特性的安装。如果需要的话，也可以采用其他材料和制造工艺而不是轧制工艺。

前述实施方式的变化或更改均属于本发明的保护范围。需要了解的是，本文公开和限定的发明扩及对文字和/或图纸中提及或显而易见的两个或两个以上的单个特性的所有可选组合。所有此类不同组合均构成本发明的各种可选方面。本文所述的实施方式说明了最佳实践方式，并使得本领域的其他技术人员能够使用本发明。权利要求书应解释为所包括的可选实施方式延伸到现有技术所允许的范围。

以下权利要求书阐明了本发明的各项特性。

Claims (20)

1.嵌件，包括：

带外表面的可嵌入式主体；

多个相互间隔的纹路，所述纹路从所述外表面突出并沿所述外表面延伸；以及

在所述多个纹路的相邻纹路之间设有多个楔形件。

2.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于每一个所述纹路包括首尾相连排列的一系列三角突出物。

3.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于每个所述突出物的一端比另一端部窄，并形成一个从所述一端到其另一端的斜坡。

4.根据权利要求3所述的嵌件，其特征在于所述楔形件有下端和上端，并具有从一个楔形件的上端到相邻楔形件的下端的钝的过渡部分。

5.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于所述楔形件有下端和上端，并具有从一个楔形件的上端到相邻楔形件的下端的钝的过渡部分。

6.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于包括所述嵌件中的轴向开口。

7.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于包括头部和嵌入柄，所述外表面是所述嵌入柄的外表面，并且所述纹路沿着所述嵌入柄的长度延伸。

8.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于所述纹路轴向分布在所述嵌入柄上。

9.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于所述纹路按角度地分布在所述嵌入柄上并且在所述嵌入柄上延展一定的长度，但并不完全包围所述嵌入柄。

10.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于包括与所述嵌入柄相反的螺柱。

11.紧固嵌件，包括：

带外表的可嵌入式紧固件主体；

多个相互间隔的纹路，所述纹路从所述外表面突出并沿所述外表面延伸，所述多个间隔纹路相邻的纹路限定了在其间的有脊空间；

所述各纹路包括一排首尾相连的突出物，每个所述的突出物都有偏窄和较短的部分以及较宽和较高的部分；以及

分布在每个所述有脊空间的一系列楔形件。

12.根据权利要求11所述的紧固嵌件，其特征在于所述纹路在所述外表面上轴向延伸。

13.根据权利要求11所述紧固嵌件，其特征在于所述纹路在所述外表面上按角度地分布且在所述外表面上延伸一定的长度，但不会将所述外表面全部包围。

14.根据权利要求11所述紧固嵌件，其特征在于在所述紧固件主体中具有一个轴向开口。

15.根据权利要求11所述紧固嵌件，其特征在于具有从所述主体延伸的螺柱。

16.根据权利要求11所述紧固嵌件装配件，其特征在于所述紧固件主体带有头部和嵌入柄，所述外表面是所述嵌入柄的外表面，且每一个所述纹路在所述嵌入柄上延伸一定长度，但是不会完全将所述嵌入柄包围。

17.在紧固嵌件上的外表面，所述紧固嵌件是一个整体式主体，其带有头部和从所述头部延伸的圆柱形嵌入柄，所述嵌入柄有相反于所头部的末端，所述外表面包括：

多个相互间隔的纹路，所述纹路从所述嵌入柄突出且在脊间距间沿着所述嵌入柄延伸，以致单个的纹路在所述嵌入柄上延伸到给定的长度但不是将嵌入柄完全包围；

每个所述纹路包括一排首尾相连的不同宽度和高度的突出物；以及

一系列从在成对相邻纹路之间的所述嵌入柄上突出的楔形件。

18.根据权利要求17所述的紧固嵌件的外表面，其特征在于每个所述纹路在所述嵌入柄上轴向分布。

19.根据权利要求17所述的紧固嵌件的外表面，其特征在于每个所述纹路在嵌入柄上按角度地分布且在所述嵌入柄上延伸一定的长度，但不会完全将所述嵌入柄包围。

20.根据权利要求17所述的紧固嵌件的外表面，其特征在于所述楔形件从一个纹路伸向另一个纹路。

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