CN113195907A - 紧固元件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种诸如螺栓、钉子或销钉等的紧固元件(10)，其包括限定钉入方向(30)的柄部(20)。该柄部(20)具有面向钉入方向(30)的前端(21)和与所述钉入方向(30)相背的后端(22)，并在其外围还具有轮廓脊(40)，所述轮廓脊相对于钉入方向(30)以锐角倾斜。根据本发明的一个方面，该轮廓脊(40)具有面向紧固方向的前侧面(41)和与紧固方向相背的后侧面(42)，其中，所述前侧面(41)的面积比所述后侧面(42)的大。根据另一方面，该紧固元件(10)具有尖端区(70)，该尖端区具有凸出部。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧固元件，例如螺栓、钉子或销钉。
背景技术
在紧固技术中，钢钉、螺栓等此类紧固元件用于将物品紧固在混凝土、金属或岩石等坚硬的承受材料上。为实现此目的，紧固元件具有柄部，特别地具有在安置方向上逐渐变细的尖端，而位于该柄部另一端处的头部则相对于柄部的直径扩大。可以通过撞击或例如通过燃烧动力式安置装置所驱动的元件来以较高速度执行钉入操作。
已知有这样的紧固元件，其柄部在其外围处具有轮廓，该轮廓包括多个轮廓脊和位于轮廓脊之间的凹槽。将轮廓脊相对于紧固方向倾斜的设计也是已知的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有大的紧固力的紧固元件。
紧固元件包括限定钉入方向(Eintreibrichtung)的柄部，其中，所述柄部具有面向钉入方向的前端和与钉入方向相背的后端，并在其外围处具有轮廓脊，该轮廓脊优选地相对于钉入方向以锐角倾斜，并且所述柄部具有垂直于该钉入方向定向的横截面，该横截面具有在该轮廓脊的区域中测量的柄直径的表面积。
根据一个方面，该轮廓脊具有面向紧固方向的前侧面和与紧固方向相背的后侧面，其中，所述前侧面的面积比所述后侧面的大。作为结果，牺牲对保持力贡献较小的区域，增加了轮廓脊在钉入过程中被摩擦加热因而较大程度地有助于将紧固元件保持在基材中的力的区域，因此能够使得紧固元件的紧固力总体上增加。
根据另一方面，所述紧固元件包括尖端区，该尖端区与所述柄部的前端相邻且具有钉尖部，所述尖端区具有沿所述钉入方向测量的尖端长度和垂直于所述钉入方向定向的横截面，该横截面的在所述尖端区到所述柄部的过渡部处的面积与所述柄部的横截面的面积相同并该面积从所述柄部到所述钉尖部减小，以及所述尖端区包括凸出部。优选地，所述尖端区由所述凸出部构成。由于尖端区的凸出形式，尖端区的横截面的面积从钉尖部开始迅速增加，因而开始钉入操作时会产生相当大的摩擦热。这会使得轮廓脊的表面较大程度地有助于将紧固元件保持在基材中的力，从而也增加了紧固元件的紧固力。
有利的实施例的特征在于，所述尖端区具有尖端区中点，沿着所述钉入方向测量，所述尖端区中点距所述钉尖部的距离与距从所述尖端区到所述柄部的过渡部的距离相同，以及所述钉中点处所述尖端区横截面的面积大于所述柄部横截面的面积的25％。优选地，所述钉中点处所述尖端区横截面的面积大于所述柄部横截面的面积的50％，特别优选地大于70％或大于75％。
有利的实施例的特征在于，所述柄部具有在所述轮廓脊的区域中测量得到的柄直径，所述尖端长度为所述柄直径的1.1至1.6倍。
有利的实施例的特征在于，所述轮廓脊相对于所述钉入方向的倾斜角小于20°。由此确保在钉入方向上对紧固元件的撞击引起紧固元件的旋转。在某些情况下，轮廓脊不宜用作将紧固元件的旋转转换为向前驱动的螺纹。
有利的实施例的特征在于，所述柄部的横截面的面积在钉入方向上没有显着变化。
有利的实施例的特征在于，所述紧固元件包括与所述柄部的后端邻接的头部。
有利的实施例的特征在于，所述柄部具有两个或至少三个、优选地至少四个所述轮廓脊。特别优选地，所述轮廓脊在所述柄部的外围均匀分布。
有利的实施例的特征在于，所述尖端区的横截面的面积从所述柄部到所述钉尖部稳定地减小。优选地，所述轮廓脊从所述柄部延续到所述尖端区。特别优选地，所述轮廓脊基本上延续至所述钉尖部。
附图说明
本发明另外的优点和措施将在从属权利要求、下面的说明书和附图中进行描述。附图所示的示例性实施例用以示出本发明，其中：
图1示出了根据本发明的紧固元件的侧视图；
图2示出了紧固元件的斜视图；
图3示出了用于制造紧固元件的轧制模具；
图4示出了紧固元件的横截面的各种示例性实施例；以及
图5示出了紧固元件的横截面的面积的变化。
具体实施方式
图1和2示出紧固元件10的侧视图。紧固元件10包括限定钉入方向30的柄部20，柄部20具有面向钉入方向30的前端21和与钉入方向30相背的后端22。柄部20具有垂直于钉入方向30定向的横截面，并且柄部20在其外围具有多个相对于钉入方向以15°锐角倾斜的轮廓脊40。在两个轮廓脊40之间分别形成有中间轮廓区域50，其在本实施例中形成为凹槽。柄部20的后端22与头部60邻接。柄部20的前端21与凸状尖端区70邻接，该尖端区70具有优选尖的钉尖部71。轮廓脊40分别具有面向紧固方向30的前侧面41和与紧固方向30相背的后侧面42，并配置为从柄部20延续至尖端区70直到钉尖部71。
图3示出了可用于制造紧固元件的轧制模具80，其中，可以沿轧制方向85在轧制模具80和类似形状的配对模具之间轧制具有柄部(未示出)的坯料。轧制模具80具有多个通道90，因此在轧制期间，具有轮廓脊的型材会被轧制到柄部的外围。各通道90相对于垂直于轧制方向85定向的柄部的纵向方向以锐角倾角α倾斜，因此，轧制的轮廓脊也相对于柄部的纵向方向以角度α倾斜。
为了制造具有与柄部前端相邻接的钉尖部的尖端区，轧制模具80和配对模具具有在轧制期间彼此相对的区域。由此，在提及的所述区域之间产生的间隙沿着背离通道90的方向逐渐变窄，从而将尖端区的材料夹紧在轧制模具80和配合模具之间。结果是，可以一边使尖端区成形一边将其加热，从而能够容易地从尖端区热去除多余的材料。在一些示例性实施例的情况下，当紧固元件的轮廓脊意在延伸至钉尖部时，优选地应用文献EP1057553B1所公开的涉及能将两个钉坯拉开的热处理。在未示出的示例性实施例的情况下，轧制模具和/或配对模具中的通道延伸至上述逐渐变窄的间隙中。
图4分别示出了根据多个不同示例性实施例的紧固元件的柄部120的垂直于钉入方向定向的横截面100。相应柄部120分别具有四个均匀分布在相应柄部120外围的轮廓脊140以及位于其间的中间轮廓区域150。在图4左侧和中间所示的示例性实施例的情况下，中间轮廓区域150形成为凹槽。在图4右侧所示的示例性实施例的情况下，中间轮廓区域150形成为平坦的；在未示出的示例性实施例的情况下，中间轮廓区域可以形成为凹的。轮廓脊的特征在于，其相对于圆形横截面形式和中间轮廓区域径向突出。在轮廓脊的区域中可以测量得到相应柄部120的柄直径d。
由于轮廓脊140相对于钉入方向倾斜，每个轮廓脊140具有面向紧固方向的前侧面141和与紧固方向相背的后侧面142，其中，在钉入操作期间，前侧面141的摩擦加热程度要大于后侧面142。在这种情况下，前侧面141的面积会大于后侧面142，从而总体上增加紧固元件的紧固力。
图5以图表200示出了两个示例性实施例中紧固元件的横截面的面积的变化，其绘制为紧固元件的柄部220的区域中面积的百分比对距钉尖部的距离(单位为mm)。在紧固元件的柄部的区域中，面积在钉入方向上没有显着变化(100％)。在尖端区270中，面积从尖端区270到柄部220的过渡部272处的100％开始稳步减小直至钉尖部(0mm，0％)。尖端区270具有尖端区中点273，其距过渡部272的距离与距钉尖部的相同。在尖端区中点273处，尖端区270的横截面的面积在第一示例性实施例(下曲线)中为柄部220的横截面的面积的72％，在第二示例性实施例(上曲线)中为78％。此外，尖端区中从过渡部272到钉尖部的尖端长度在第一示例性实施例(下曲线)中是柄直径的1.5倍，在第二示例性实施例(上曲线)中是柄直径的1.2倍。
上文已经基于紧固元件的多个示例性实施例阐释了本发明。只要彼此不矛盾，可以单独地或组合地将上文所述的特征从每个示例性实施例转移到所有其他示例性实施例。需要指出的是，根据本发明的紧固元件也可以用作其他目的。
Claims (15)
1.一种紧固元件，包括：限定钉入方向的柄部，所述柄部具有面向所述钉入方向的前端和与所述钉入方向相背的后端，并在其外围还包括轮廓脊；所述紧固元件还包括与所述柄部的前端相邻且具有钉尖部的尖端区，所述柄部具有垂直于所述钉入方向定向的具有面积的横截面，所述尖端区具有沿所述钉入方向测量的尖端长度和垂直于所述钉入方向定向的横截面，所述尖端区的横截面的面积在所述尖端区到所述柄部的过渡部处与所述柄部的横截面的面积相同并从所述柄部到所述钉尖部减小，以及所述尖端区包括凸出部。
2.根据权利要求1所述的紧固元件，其中，所述尖端区具有尖端区中点，沿着所述钉入方向测量，所述尖端区中点距从所述尖端区到所述柄部的所述过渡部的距离与距所述钉尖部的距离相同，以及钉中点处所述尖端区的横截面的面积大于所述柄部的横截面的面积的25％。
3.根据权利要求2所述的紧固元件，其中，所述钉中点处所述尖端区的横截面的面积大于所述柄部的横截面的面积的50％。
4.根据权利要求3所述的紧固元件，其中，所述钉中点处所述尖端区的横截面的面积大于所述柄部的横截面的面积的70％，特别地大于所述柄部的横截面的面积的75％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述柄部具有在所述轮廓脊的区域中测量的柄直径，并且所述尖端长度为所述柄直径的1.1至1.6倍。
6.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述柄部的横截面的面积在钉入方向上没有显着变化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述尖端区的横截面的面积自所述柄部到所述钉尖部稳定地减小。
8.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊从所述柄部延续到所述尖端区。
9.根据权利要求8所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊基本上一直延续至所述钉尖部。
10.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊相对于所述钉入方向以锐角倾斜。
11.根据权利要求10所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊相对于所述钉入方向的倾斜角小于20°。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊具有面向紧固方向的前侧面和与紧固方向相背的后侧面，并且所述前侧面的面积比所述后侧面的大。
13.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述柄部具有两个或至少三个、特别是至少四个所述轮廓脊。
14.根据权利要求13所述的紧固元件，其中，所述轮廓脊在所述柄部的外围处均匀分布。
15.根据前述权利要求中任一项所述的紧固元件，其中，所述尖端区由所述凸出部构成。
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