TW201440919A - 製造混凝土螺絲的方法 - Google Patents

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Abstract

一種製造混凝土螺絲的方法，該混凝土螺絲包含螺桿及佈置於該螺桿之側面上的螺紋，其中，在該混凝土螺絲的頂端區域設有至少一位於該螺桿之該側面內的切削凹口，根據該方法，提供一線狀件作為工件，在該工件的該側面上製成至少一螺紋線，以及，將至少一凹處置入該工件的該側面。其中，該凹處藉由成型處理被置入該工件的該側面。

Description

製造混凝土螺絲的方法
本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項之前言所述的製造混凝土螺絲的方法，該混凝土螺絲包含螺桿及佈置於該螺桿之側面上的螺紋，其中，在該混凝土螺絲的頂端區域設有至少一位於該螺桿之側面內的切削凹口。根據此種方法，- 提供一線狀件作為工件，- 在該工件的側面上製成至少一螺紋線，及- 將至少一凹處置入該工件的側面。
US 2011274516 A公開過一種同類型方法。該文獻提出一種製造混凝土螺絲的製造方法，根據此方法，首先在螺桿上製成螺紋，再利用傾斜佈置的銑輪自螺桿中銑削出若干凹痕。銑削出的凹痕係銑輪之成像，此等凹痕被銳利的邊緣限制。根據EP 2 233 757 A2的相關闡述，此等邊緣可用作在螺絲旋入時將非理想柱形的鑽孔擴張的切削邊，如此便能以相對較高的載荷(Traglast)將芯徑相對較大的混凝土螺絲釘入。
本發明之目的在於提供一種製造混凝土螺絲的製造方法，用於特別簡單且廉價地製造工作能力較強的混凝土螺絲。
本發明用以達成上述目的之解決方案為一種具有申請專利 範圍第1項之特徵的方法。較佳實施方式參閱附屬項。
本發明之方法的特徵在於，該凹處藉由成型處理，特別是冷成型處理而被置入該工件的側面。
本發明的基本理念在於，位於該工件之側面上之在製成後的混凝土螺絲上構成切削凹口的凹處並非藉由切割式銑削工藝，而是藉由一成型工藝，即非切割製造工藝而製成，該製造工藝係以保持該工件之質量及聚合力的方式對其形狀實施塑性改變。本發明認識到，US 2011274516 A所提出之用於製造切削凹口的銑削工藝一般對製成後的螺絲之功能最多僅起次要作用。基於此種認識，本發明提出：至少一凹處並非用獨立的銑削工藝，而是用非切割成型工藝來製造。此種非切割成型工藝具有多項優點。一是非切割成型工藝特別容易納入螺絲的製造序列並與其他步驟相結合。舉例而言，可在螺絲頭之成型步驟中將該凹處成型。故毋需設置專門用來製成凹處的切割製造步驟，遂能顯著縮短製造序列並降低製造成本。另一優點在於，非切割成型工藝之相關原料及廢料較少，此點可進一步降低製造成本。最後在採用冷成型工藝的情況下，切削凹口之區域在不另設製造步驟的情況下亦因冷加固效應而固化，從而以較少的成本實現極佳的切削特性及可靠性。
利用本發明之方法製成某種混凝土螺絲，即帶自攻螺紋的螺絲，其可以形成反向螺紋的方式旋入混凝土基板。根據較佳方案，該至少一螺紋線視情況在製成之螺絲的後加工結束後形成該螺紋，以及/或者位於該工件之側面內的該凹處視情況在製成之螺絲的後加工結束後形成該切削凹口。本發明尤其適於製造螺桿相對較厚的混凝土螺絲，例如螺紋外徑與螺桿外徑之比為1.1至1.4的螺絲。該工件及/或該螺絲較佳由一種金屬材料構成。
該螺桿及/或該工件較佳至少局部具有柱形側面。特定言 之，該混凝土螺絲之頂端區域可指在該螺絲的特定應用中首先進入鑽孔的區域，即該自攻螺紋所起始的區域。
根據本發明，所有為構成切削凹口而被置入該工件之側面的凹處較佳皆可藉由成型處理而被置入。但原則上亦可有一部分凹處藉由非切割式成型處理被置入，而另一部分凹處則以切割方式、例如藉由銑削操作而被置入。視需要亦可對本發明之藉由成型處理置入工件之側面的凹處進行後加工，此種操作係採用非切割或者切割之方式。
根據本發明的一種有利改良方案，首先將該凹處置入該工件的側面，再在該工件的側面上製成該螺紋線。亦即，在設置了該凹處的情況下再製成該螺紋線。根據此種實施方式，製成螺紋線後無需對工件施加較大並對螺紋線造成潛在負面影響的作用力，如此便能達到特別高的螺紋精度，從而易於釘入螺絲且實現極佳的載荷。此外在採用此種實施方式的情形下，可在對凹處進行後處理的同時實施螺紋線製造工藝，下文將對此進行詳述。尤佳在製成該螺紋線的過程中改變該凹處的幾何結構。根據此種實施方式，在製成該螺紋線的過程中除該螺紋線之區域外亦使得該凹處發生變形，從而以特別簡單的方式獲得特別有利的構件形狀。
原則上可透過攻螺紋來製成該螺紋線。然而，尤佳用螺紋滾壓工藝製成螺紋線。此點可在成本及製造速率方面帶來優勢。利用螺紋滾壓還能獲得特別適用於混凝土螺絲的螺紋線。螺紋滾壓工藝係以無切割的方式、特別是藉由冷成型來形成螺紋線。採用螺紋滾壓工藝時，至少一成型化滾壓工具，較佳至少兩個成型化滾壓工具作用於工件，並使該工件沿工件旋轉方向發生旋轉。該成型基於滾壓工具在工件中所產生的壓應力，在此過程中，該滾壓工具的造型成像在該工件上。
該螺紋滾壓工藝較佳係指由兩個直線相對運動之平直滾壓顎作為滾壓工具作用於該工件的平面滾壓顎滾壓工藝。作為替代實施方 案，可由至少兩個滾輪作為滾壓工具施加於該工件。根據另一替代實施方案，可由一滾輪及一對應區段作為滾壓工具施加於該工件。
根據本發明的另一有利改良方案，該滾壓工具作用於該凹處之邊緣的至少一分區並將該至少一分區變形。根據此種實施方式，在該螺紋滾壓工藝的實施過程中，除製成該螺紋線外，亦在該凹處之邊緣區域內產生使得該凹處之邊緣發生變形的壓力。亦即，該滾壓工具採用足以達到該凹處的尺寸，以便在該螺紋滾壓工藝中滾過該凹處。經觀察，凹處中的材料在此過程中可部分地在滾壓方向的切向上流動。經進一步觀察而意外發現，此舉可在凹處之邊緣上產生銳邊的刃口，該刃口形成咬邊並徑向朝外地將該凹處部分覆蓋。試驗表明，該刃口之半徑可僅為0.1至0.4mm。該刃口之銳邊可確保以特別可靠的方式將粗糙而非理想柱形的鑽孔改直並擴張。如此便能非常容易地將鑽頭額定直徑與螺紋芯徑之比為0.9-1.1的混凝土螺絲釘入。
根據本發明之方法的另一有利實施方案，被置入該工件之側面的該凹處在該工件之橫截面圖中視之呈不對稱。特定言之，該凹處關於該工件及/或該螺絲之徑向方向不對稱。該凹處採用此種不對稱設計方案後，該凹處能針對隨後之滾壓工藝中的變形處理而言受到優化，從而獲得特別有用的凹處最終形狀，以及使得由此而形成的切削凹口獲得特別有用的形狀。該凹處的此種不對稱設計方案亦能降低凹處成型過程中的成型阻力，而不會對製成後之螺絲的功能造成顯著影響。橫截面尤指垂直於工件及/或螺絲之縱軸的截面。
根據特別有利的方案，在該工件之橫截面圖中視之，與該凹處之在該螺紋線之擰入方向上處於下游的邊沿相比，該凹處之在該擰入方向上處於上游的邊沿相對該工件之該側面而言更為平直。該在擰入方向上處於下游的邊沿係指在製成之混凝土螺絲擰入時對該混凝土實施切削的邊 沿。該邊沿較佳具有較陡的角度以便達到良好的切削效果。而對該凹處之相對佈置的、在該螺紋線之擰入方向上處於上游的邊沿而言，切削功能則通常據次要地位。該邊沿較佳採用平坦方案，因為如此便能為該凹處配設較大的表面，以便該凹處所形成的切削凹口即使在該等邊沿因凹處被滾過而發生變形的情況下亦能特別可靠地承載混凝土粉末。平坦的邊沿走向尤指以下情形：在工件之橫截面圖中視之，該邊沿與該工件之側面的一切線僅形成較小的角度，該切線在該側面的過渡區段上進入該邊沿。
根據特別有利的方案，該混凝土螺絲具有一相對該螺桿有所增寬的螺絲頭。該螺絲頭可用於與釘入工具抗扭轉耦合。該螺絲頭例如可具有一多邊形結構，較佳外六角，以便與釘入工具抗扭轉耦合。
有鑒於此，較佳對該工件進行頂鍛處理並製成一端部隆起。該端部隆起可被成型為製成之螺絲的螺絲頭，或者隨後就形成該螺絲頭。
可透過以下方式降低製造成本：在將該凹處置入該工件之側面的同時製成或成型該端部隆起。為此，用一壓模對該工件之設有該隆起的末端施加一軸向力，其中，該軸向力將該工件推入一用於形成該凹處的模具。
該凹處進一步較佳藉由壓力成型，特別是藉由擠壓而被置入。此舉亦有利於降低製造成本。根據相關定義，壓力成型工藝係指在某種壓力負荷下實施成型。為將該凹處置入，以適合的方式將該工件壓入或使其穿過一模具。
較佳在該工件的一端區內，特別是在與該隆起相對佈置的端區內將該凹處置入該工件的該側面。該凹處較佳朝該工件之端面曝露出來。該設計方案能利用模具實現特別簡單的製造。故製成後之螺絲的切削凹口朝螺絲之端面曝露出來尤為有利。
根據本發明，例如可在該工件中設置二至六個，較佳四個凹 處，相應地在該混凝土螺絲中設置二至六個，較佳四個切削凹口。特別是可設置偶數個凹處，相應地設置偶數個切削凹口。所產生之相對較高的對稱度尤其有利於吸收作用力。
根據本發明，本發明之方法中作為出發點的該線狀件較佳具有圓形橫截面。該線狀件較佳呈柱形，尤佳呈圓柱形，特別是構建為平直的圓柱體。
本發明亦有關於一種用本發明之方法所製造的混凝土螺絲。特定言之，此種螺絲可在該切削凹口之邊緣上具有一切削邊，其形成一底切，亦即，其朝外將該切削凹口部分遮蓋。該螺紋較佳為右旋螺紋。
11‧‧‧工件
13‧‧‧螺紋線
16‧‧‧凹處
17‧‧‧切削邊
17'‧‧‧切削邊
18‧‧‧邊沿
18'‧‧‧邊沿，第二邊沿
19‧‧‧隆起
31‧‧‧螺桿
33‧‧‧螺紋
36‧‧‧切削凹口
39‧‧‧螺絲頭
61‧‧‧滾壓顎，滾壓工具
62‧‧‧滾壓顎，滾壓工具
圖1至5為本發明之方法的第一實施方式之製造序列期間，一工件依次所處的不同階段，圖1至4為側視圖，圖5為透視圖，其中，圖5為作為最終產品的本發明之混凝土螺絲；圖6為圖4所示滾壓顎裝置的透視圖，圖中為清楚起見而未顯示構成螺絲頭的端部隆起；圖7為該工件之該等凹處之區域在圖3所處階段的橫截面圖A-A，例如以點線的形式疊加有一處於圖5之階段的凹處；及圖8為類似於圖7的橫截面圖，係本發明之方法的第二實施方式。
下面結合附圖所示較佳實施例對本發明進行詳細說明，其中，下文中之實施例的各項特徵可在本發明中以單獨或任意組合的形式實現。
圖1至7為本發明之方法的第一實施方式，其中，圖1至5為從未加工之線狀件(圖1)至製成之最終產品(圖5)的工序序列。
如圖1所示，該方法始於提供一件平直的金屬線作為工件11。
下一處理步驟係在工件11的一末端上頂鍛成帶外六角結構的隆起19，從而獲得圖2所示的初級產品。
下一處理步驟係將該隆起19進一步成型為螺絲頭39。在同一處理步驟中，在工件11之相對該隆起19佈置的末端上藉由成型工藝在工件11的柱形側面內製成四個凹處16，採用的方式例如為：將工件11之相對該隆起19佈置的末端壓入一模具。所獲得之初級產品參閱圖3，並以實線的形式繪示於圖7中。
如圖4及6所示，隨後將工件11送入兩個構建為成型化螺紋滾壓顎之滾壓顎61與62之間。本實施例中的第一滾壓顎61係位置固定，而第二滾壓顎62沿圖6中的箭頭方向直線運動。因此，工件11沿圖6所示工件旋轉方向發生旋轉。
藉由滾壓工具61及62在工件11之柱形側面上製成一螺紋線13或者多個螺紋線。所獲得之產品參閱圖5。但滾壓工具61及62亦作用於該等凹處16的邊緣區域。故在該等凹處16的邊緣區域上會出現朝向該等凹處16的物料流。遂產生在圖7中以上凹處16為例以點線形式示出的橫截面形狀。特別是能夠產生張角較佳小於10º的銳利之切削邊17及17'，該等切削邊形成咬邊且朝外地將該等凹處16部分遮蓋。
圖5所示及在圖7中以點線形式繪示的階段表示最終產品。就最終產品、即螺絲而言，隆起19構成螺絲頭39，螺紋線13構成該螺絲的螺紋33。該等成型的凹處16構成螺桿31中的切削凹口36。有鑒於此，該等銳利之切削邊17及/或17'較佳亦位於該等切削凹口36上，亦即，該等切削凹口36較佳被至少一切削邊17或17'朝外地局部遮蓋。
圖8為本發明之方法的變更實施方式。如圖8所示，在工件 11之橫截面圖中，該等凹處16亦可在該工件11之側面中呈不對稱狀。特定言之，在螺紋線13所定義且在圖5及8中用箭頭表示的旋入方向上處於下游之邊沿18的陡度可大於相對佈置之邊沿18'。在此情況下，在製成之螺絲擰入時作用於周圍之基板的邊沿18可具良好的切削效果，其中，由於第二邊沿18'採用平坦方案，故切削凹口36即使在該等凹處16被滾過(圖8中的點線)後亦具較大的進入面，如此便能特別可靠地將混凝土粉末送入切削凹口36。特定言之，該旋入方向可與螺紋滾壓時的工件旋轉方向相反。
11‧‧‧工件
16‧‧‧凹處
19‧‧‧隆起
39‧‧‧螺絲頭
61‧‧‧滾壓顎，滾壓工具
62‧‧‧滾壓顎，滾壓工具

Claims (9)

  1. 一種製造混凝土螺絲的方法，該混凝土螺絲包含螺桿(31)及佈置於該螺桿(31)之側面上的螺紋(33)，其中，在該混凝土螺絲的頂端區域設有至少一位於該螺桿(31)之該側面內的切削凹口(36)，根據該方法，提供一線狀件作為工件(11)，在該工件(11)的該側面上製成至少一螺紋線(13)，及將至少一凹處(16)置入該工件(11)的該側面，其特徵在於，該凹處(16)藉由成型處理被置入該工件(11)的該側面。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，首先將該凹處(16)置入該工件(11)的該側面，再在該工件(11)的該側面上製成該螺紋線(13)。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其特徵在於，在製成該螺紋線(13)的過程中改變該凹處(16)的幾何結構。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其特徵在於，用螺紋滾壓工藝製成該螺紋線(13)，其中，在該螺紋滾壓工藝過程中，至少一成型化滾壓工具(61，62)作用於該工件(11)，並使該工件(11)沿工件旋轉方向發生旋轉，及該滾壓工具(61，62)作用於該凹處(16)之邊緣的至少一分區並將該至少一分區變形。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其特徵在於，被置入該工件(11)之該側面的該凹處(16)在該工件之橫截面圖中視之呈不對稱，其中，與該凹處(16)之在該螺紋線(13)之擰入方向上處於下游(18)的邊沿相比，該凹處(16)之在該擰入方向 上處於上游的邊沿(18')相對該側面而言更為平直。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於，該混凝土螺絲具有一相對該螺桿(31)有所增寬的螺絲頭(39)，及對該工件(11)進行頂鍛處理並在此過程中製成一端部隆起(19)。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其特徵在於，在將該凹處(16)置入該工件(11)之該側面的同時製成或成型該端部隆起(19)。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於，該凹處(16)朝該工件(11)之端面曝露出來且藉由擠壓處理而被置入。
  9. 一種混凝土螺絲，用如前述申請專利範圍中任一項之方法製造。
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