CN105064557A - 一种改进的旋入式背栓和连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进的旋入式背栓和连接结构。所述背栓包括螺杆、扩张元件，螺杆具有能与电动或气动安装工具连接的连接头，扩张元件一端的扩张部位设有凸出部位，另一端设置有定位部位，所述定位部位具有可被电动或气动安装工具在螺杆旋转至限位时破坏的薄弱部位，所述薄弱部位用于在被破坏后与螺杆形成防止螺杆相对扩张元件转动的连接配合，使螺杆和扩张元件形成不会相对旋转的整体。本发明所提供的背栓能便于实现安装自动化控制，与扩底孔的吻合度好，无需再在孔底设置限位结构；且能实现整体式的永久式连接结构，可将扩张部位的应力降至最小甚至无应力，能抗强地震、地铁启停冲击，无需再用焊接加固。

Description

一种改进的旋入式背栓和连接结构

技术领域

本发明涉及一种背栓，用于各类建筑物干挂板材装饰，其通过板材背面锚固连接，故称“背栓”，适合抗震动要求较高的建筑外围护结构和抗制动冲击地铁车站等干挂幕墙使用，尤其适用于瓷板、微晶玻璃等使用。本发明还涉及利用这种背栓的连接结构。

背景技术

目前，建筑外围护结构幕墙中使用的现有旋入式背栓，它最大优点是扩张件头部圈点与石板材、瓷板等背后所钻的扩底孔形成整圈同步承力，它最大缺点是扩张片承力太弱。主要原因是依靠螺杆旋入的螺纹的力量来撑开扩张元件，厚了无法撑开，所以造成其扩张元件做的很薄，其螺牙处只有约0.3毫米，因此该片状承力较差，还有由于手工安装无法控制螺杆拧入深度，一但未拧入到底就会造成承载负风压时缩进拉出，拧入过深时顶牢板材孔底，在承载正风压时顶穿，还有在每年20-30万次的正负风压的震频下会产生螺杆松动，所以只能适用于室内，如应用于外幕墙隐患较大，并且成本较高，为了防止较薄无法攻丝和无法脱模，它釆用先通过热镦出一个六角螺母+较厚的长筒，经攻牙后，除扩张头部外，整段将其外部切削掉，切割扩张片槽后将二次攻牙除屑，由于太薄，在二次攻牙和抛光时其废次品量大，对于紧固件生产中，很容易将其废次品逃过检测，后患较大。而安装挂件拧螺母时，由于螺杆随着螺母转动，几乎100%都顶着板底，所以隐患较大。

为了解决限位，出现另一种旋入式背栓，它采用内孔底处设了一道限位突缘，从表面上它解决了限位，但是从机械专业角度犯了严重错误，因为旋入式背栓它的承力主要依靠扩张片上螺纹将承载力通过螺杆上螺纹传递给螺杆。而螺纹攻牙因孔底处设了限位突缘，将导致至少承力段无法通过螺纹传力，并且该处正好的扩张头关键承力处，所以只能依靠螺牙底部薄如纸片的4个片承力，一但扩张头承力就会导致片弯曲断裂和头部弯曲滑出，即无法承载石板材的重载拉力和正负风压的承拉力。

另外，随着我国人工费用的猛涨和建筑业对工期越抓越紧的影响，我国正在全面进入机器代替人工时代，而现有的旋入式背栓，不但生产工艺复杂，并且预装和安装工艺更复杂，费工费时，无法使用自动安装。

发明内容

本发明第一个目的在于提供一种防松脱的改进的旋入式背栓，能通过电动或气动安装工具将其与设置扩底孔的物体连接。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改进的旋入式背栓，包括螺杆、扩张元件，扩张元件具有筒状主体、处在筒状主体一端的多个扩张部位，扩张元件设置有内螺纹，所述螺杆和扩张元件的内螺纹螺纹连接，所述扩张部位的内侧具有与螺杆配合的受力部位，其特征在于：

所述螺杆具有能与电动或气动安装工具连接的连接头，使所述电动设备或气动设备能带动螺杆旋转，而且，如有必要，可以在设有限位装置的电动或气动安装工具的辅助助下，使螺杆既能下降到最深，又不会对扩底孔的孔底造成损害；

所述扩张部位设有凸出部位，所述凸出部位作为在扩张部位扩张后与扩底孔的锥体部位相配合的受力部位；

所述筒状主体的另一端设置有定位部位，所述定位部位具有可被电动或气动安装工具在螺杆旋转安装结束时破坏的薄弱部位，所述薄弱部位用于在被破坏后与螺杆形成防止螺杆相对扩张元件转动的连接配合，使螺杆和扩张元件形成不会相对旋转的整体。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述定位部位具有能被被固定件所套并与其配合而防止其转动的防转面，所述被固定件为需要固定在基体上的部件，所述基体为设置所述扩底孔的物体。

所述薄弱部位为壁厚小于筒状主体且外侧具有防转面的薄壁，或者，还设有以下结构的一种或两种：

1）、从薄壁顶部向着筒状主体方向开有内外侧相通的通槽；

2）、薄弱部位内壁设有凸起。

所述扩张部位在未扩张时向内弯曲。

所述凸出部位外侧具有进行受力配合的圆锥面，扩张部位在未扩张时，所述圆锥面的最大外径不大于所述套筒主体的外径。

所述的螺杆的中部设有与扩张元件上端配合的限位段，以使螺杆既能下降到最深，又不会对扩底孔的孔底造成损害；

所述背栓的螺母采用压固螺母，所述压固螺母设有压固变形段，所述压固变形段可被电动或气动安装工具破坏，而嵌入螺杆上的螺纹部位，和/或破坏螺杆上的螺纹部位；或者，所述压固变形段的外形还和所述定位部位的外形一致。

所述定位部位采用对筒状主体的端部进行平行切割而成的两个互相面对的部位作为基础。

所述手持工具为具有扳手功能或钳子功能的工具。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种利用上述背栓的连接结构。为此，本发明采用以下技术方案：

一种连接结构，包括设置所述扩底孔的物体、与所述物体连接的背栓，其特征在于：所述背栓采用以上所述的背栓，所述定位部位暴露在所述扩底孔孔口处；被固定件也具有与定位部位配合的防转面，被固定件和扩张元件防转配合连接。

进一步地，所述扩底孔口为沉孔结构，在沉孔结构中放入有柔性垫，使正风压时物体背部对于所述背栓整体承力，防止螺杆碰着扩底孔底部，从而可使所述物体减薄而无需计算正风压的影响。

由于采用本发明的技术方案，本发明所提供的背栓能由电动设备、气动设备驱动而与设置扩底孔的物体连接，便于实现自动化控制，与扩底孔的吻合度好，且无需再在孔底设置限位结构；本发明还引入了螺杆和扩张元件的防转限位措施，既不影响扩张元件的扩张操作，又能在扩张连接操作完成后，始终保持这种吻合度好的配合状态，实现整体式的永久式连接，可将扩张部位的应力降至最小甚至无应力；本发明实现了永不松动的连接结构，能抗强地震、地铁启停冲击，无需再用焊接加固。

附图说明

图1为本发明所提供的连接结构的示意图。

图2为图1中在还未放上被固定件时的示意图。

图3为螺杆一种实施例的示意图。

图4为压固螺母的示意图。

图5为扩张元件在未扩张时的示意图。

图6为扩张元件在扩张后的剖视图。

图7为本发明连接结构另一种实施方式的示意图。

图8为本发明连接结构再一种实施方式的示意图。

具体实施方式

参照附图1、2、5、6。本发明所提供的旋入式背栓，包括带有螺杆1、扩张元件2，扩张元件具有筒状主体21、处在筒状主体一端的多个扩张部位22，扩张元件设置有内螺纹，所述螺杆1和扩张元2件的内螺纹螺纹连接。

扩张部位22可采用片状。所述扩张部位22的内侧具有与螺杆配合的受力部位221，受力部位221可以是与螺杆螺纹连接的螺纹面。所述扩张部位22设有凸出部位222，所述凸出部位222作为在扩张部位22扩张后与扩底孔101的锥体部位102相配合的受力部位，所述螺杆1穿在所述扩张元件2中，其锥体头10被所述扩张部位22所卡而无法穿过所述扩张元件2。所述筒状主体21的另一端设置有定位部位23，所述定位部位23具有可被电动或气动安装工具在螺杆旋转安装结束时破坏的薄弱部位，所述薄弱部位用于在被破坏后与螺杆1形成防止螺杆相对扩张元件转动的连接配合，比如薄弱部位因被破坏而变形嵌入螺杆上的螺纹部位，和/或，因该变形而同时破坏螺杆上的螺纹部位，而在它们之间形成形成永不松动的连接结构，使螺杆1和扩张元件2形成不会相对旋转的整体。所述手持工具为具有扳手功能或钳子功能的工具，比如，其就是钳子或扳手，或者其也可为具有油压、气动、电动等动力助动的工具。

所述薄弱部位为壁厚小于筒状主体且外侧具有防转面的薄壁231以及还有从薄壁顶部向着筒状主体方向所开的内外侧相通的通槽232。所述定位部位23采用对筒状主体的端部进行平行切割而成的两个互相面对的部位作为基础，这两个相互面对的部位即为具有所述防转面233的薄壁231。该防转面也能作为能被被固定件300所套并与其配合而防止其转动的防转面，所述被固定件300为需要固定在基体上的部件，所述基体为设置所述扩底孔101的物体100。

所述扩张部位22在未扩张时向内弯曲。所述凸出部位222外侧具有进行受力配合的圆锥面223，扩张部位未扩张时，所述圆锥面223的最大外径不大于所述套筒主体21的外径。

所述螺杆1具有能与电动或气动安装工具连接的连接头10，使所述电动设备或气动设备能带动螺杆旋转；转动头可以是外六角、内六角、一字槽、或者是可以用于输入扭矩的其它形状等连接结构。比如，电动工具上的旋转头部压入螺杆上与连接头10形成连接，其自动安装设备上的定位结构锁住定位部位23，通过电动设备上的限位结构限制螺杆1旋入深度，将螺杆1旋入于扩张元件，扩张部位221被其轻松撑开，这样扩张部位221的壁厚可以做得更厚，螺杆1的端部可以精确达到指定升读，扩张元件上的凸出部位222的受力状态更好，实现全螺纹将承力传力于螺杆1。

所述背栓的螺母采用压固螺母4，所述压固螺母设有压固变形段41，所述压固变形段可被上述工具破坏，而嵌入螺杆上的螺纹部位，和/或破坏螺杆上的螺纹部位，而形成永不松动的连接结构，所述压固变形段41的外形和所述定位部位23的外形一致，也即能被对定位部位23操作的手持工具相同的工具所操作。

本发明所提供的连接结构，包括设置所述扩底孔101的物体100（比如幕墙板）、与所述物体100连接的上述背栓，所述定位部位22暴露在所述扩底孔101孔口处。操作时，可以用工具或者所述电动设备或气动设备上的定位结构与定位部位23连接而保持住定位元件2，用电动或气动工具上的旋转头连接螺杆1的连接头10，通过旋转螺杆1，将螺杆1旋入扩张元件2中，通过自动化设备控制工作行程或者限位，使得螺杆1的端部能够准确到达需要的深度，扩张部位22在这过程中被螺杆1扩张，在扩张部位22扩张完成后，背栓即与物体100连接，然后可以用手持工具破坏定位部位23，使定位元件2与螺杆1形成永不松动的整体。所述扩底孔口为沉孔结构102，在沉孔结构中放入有柔性垫500，使正风压时物体100背部对于所述背栓整体承力。

然后再在定位部位23处套入被固定件300（比如挂件），耳挂件的孔中也有与定位部位23配合的平面，从而形成被固定件和扩张元件的防转配合连接。

然后在将背栓的螺母41套入螺杆，紧固，用手持工具破会压固变形段，使螺母4与螺杆1形成永不松动的整体。

此外，在所述扩张元件外还可设有柔性套，柔性套在扩张元件的相邻扩张部位处设有撕断口。

参照图1、3，本实施例中，所述螺杆1的中部设置有限位段11，限位段11为凸起或凸台。限位段11与扩张元件的上端配合，当限位段11和扩张元件的上端接触时，螺杆1的底端刚好到达孔底的极限位置，从而既能刚好完全撑开和全面支持扩张部位，避免背景技术中所出现的问题，又防止螺栓底端对扩底孔孔底造成损害。

参照图7，在本实施例中，所述螺母4采用常规的螺母，所述被固件件300具有支撑部位，支撑部位与物体100的扩底孔101孔口部位直接形成支撑配合。本实施例的其它部分基本和前述部分相同，在图7中附图标号和图1-6相同的，代表相同的含义。

参照图8，在本实施例中，扩张元件2的上端设置有沉孔型台阶201，螺杆1中部的限位段下端沉入在所述沉孔型台阶201上，沉孔型台阶外侧设置有定位部位110，所述定位部位为工具定转的切口、外六角、或者是可以用于输入扭矩的其它形状等定位结构，并与其如前述实施方式的限位配合。在图8中附图标号和图1-7相同的，代表相同的含义。

Claims (10)

1.一种改进的旋入式背栓，包括螺杆、扩张元件，扩张元件具有筒状主体、处在筒状主体一端的多个扩张部位，扩张元件设置有内螺纹，所述螺杆和扩张元件的内螺纹螺纹连接，所述扩张部位的内侧具有与螺杆配合的受力部位，其特征在于：

所述螺杆具有能与电动或气动安装工具连接的连接头，使所述电动或气动安装工具能带动螺杆旋转；

所述的螺杆的中部设有与扩张元件上端配合的限位段，以使螺杆既能下降到最深，又不会对扩底孔的孔底造成损害；

所述扩张部位设有凸出部位，所述凸出部位作为在扩张部位扩张后与扩底孔的锥体部位相配合的受力部位；

所述筒状主体的另一端设置有定位部位，所述定位部位具有可被电动或气动安装工具在螺杆旋转安装结束时破坏的薄弱部位，所述薄弱部位用于在被破坏后与螺杆形成防止螺杆相对扩张元件转动的连接配合，使螺杆和扩张元件形成不会相对旋转的整体。

2.如权利要求1所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述定位部位具有能被被固定件所套并与其配合而防止其转动的防转面，所述被固定件为需要固定在基体上的部件，所述基体为设置所述扩底孔的物体。

3.如权利要求1或2所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述薄弱部位为壁厚小于筒状主体且外侧具有防转面的薄壁，或者，还设有以下结构的一种或两种：

1）、从薄壁顶部向着筒状主体方向开有内外侧相通的通槽；

2）、薄弱部位内壁设有凸起。

4.如权利要求1或2所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述扩张部位在未扩张时向内弯曲。

5.如权利要求4所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述凸出部位外侧具有进行受力配合的圆锥面，扩张部位在未扩张时，所述圆锥面的最大外径不大于所述套筒主体的外径。

6.如权利要求1或2所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述背栓的螺母采用压固螺母，所述压固螺母设有压固变形段，所述压固变形段可被电动或气动安装工具破坏，而嵌入螺杆上的螺纹部位，和/或破坏螺杆上的螺纹部位，而形成永不松动的连接结构；或者，所述压固变形段的外形还和所述定位部位的外形一致。

7.如权利要求1或2所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述定位部位采用对筒状主体的端部进行平行切割而成的两个互相面对的部位作为基础。

8.如权利要求1或2所述的一种改进的旋入式背栓，其特征在于，所述连接头的连接结构旋转范围包括：外六角、内六角、一字槽、可以作用于供旋转拧动的形状。

9.一种连接结构，包括设置所述扩底孔的物体、与所述物体连接的背栓、被固定件，其特征在于：所述背栓采用权利要求1或2所述的背栓，所述定位部位暴露在所述扩底孔孔口处；被固定件也具有与定位部位配合的防转面，被固定件和扩张元件防转配合连接。

10.如权利要求9所述的一种连接结构，其特征在于，所述扩底孔口为沉孔结构，在沉孔结构中放入有柔性垫，使正风压时物体背部对于所述背栓整体承力，防止螺杆碰着扩底孔底部，从而可使所述物体减薄而无需计算正风压的影响。