TW201544715A - 具有壓出物料活塞的螺絲 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種螺絲，特別是混凝土螺絲，其具有一桿部及至少一佈置於該桿部上之螺紋線，該桿部具有用於插入設於基板中之鑽孔的前端及後端。根據本發明，該螺絲具有位於該桿部前端之前的壓出活塞，其中在該壓出活塞與該桿部之間設有儲料器。

Description

具有壓出物料活塞的螺絲

本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項之前言所述的螺絲，特別是自攻螺絲。此種螺絲配設有一桿部及至少一佈置於該桿部上之螺紋線，該桿部具有用於插入設於基板中之鑽孔的前端及後端。

DE 198 20 671 A1公開過一種用於將自攻螺絲錨定在設於混凝土中之鑽孔中的方法，其中首先實施此鑽孔，並於隨後將砂漿料送入此鑽孔。隨後將自攻螺絲插入此鑽孔，其中，將此自攻螺絲之尖端沒入此砂漿料，並沿桿部，即沿此鑽孔之打開方向將此砂漿料的一部分擠回。就最終結果而言，目的是使得整個鑽孔填充有砂漿料，進而使得此自攻螺絲被經硬化的砂漿料包圍。

DE 102011003127 A1描述過另一對自攻螺絲進行錨定的方法。DE 102011003127 A1提出，向鑽孔嵌入一黏著劑筒，在打入螺絲時螺絲會將此黏著劑筒壓碎。藉此將黏著劑釋放出來。透過使用鑽鋌來實現預定義的鑽孔深度。因此，在採用DE 102011003127 A1之方法時，在打入過程中毋需採用可能較為複雜的黏著劑定量。

本發明之目的在於提供一種螺絲，其在負荷值極佳且可靠性 極高的情況下能特別簡單及可靠地打入。

根據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項之特徵的螺絲。較佳實施方式參閱附屬項。

根據本發明之螺絲的特徵在於，其具有位於該桿部前端之前的壓出活塞，其中在該壓出活塞與該桿部之間設有儲料器。

本發明之基本理念為，在該螺絲上設置一儲料器，特別是黏著劑儲存裝置，以及設置一壓出活塞，其在該螺絲旋入時將該儲料器壓出至鑽孔，使得該儲料器中包含的物料到達桿部與鑽孔壁之間。特別是，該螺絲係以某種方式配置，使得該壓出活塞在該螺絲旋入期間朝該桿部接近。藉此減小壓出活塞與桿部之間的體積，從而將該位於壓出活塞與桿部之間的儲料器壓出。亦即，可藉由本發明實現黏著式螺接，從而獲得極高之負荷值。其中根據本發明，可為裝配工人提供一預設的物料量，從而實現極高之可靠性。與此同時，對裝配工人而言，本發明之螺絲特別易於打入。根據本發明，該等物料能夠在打入時直接自動釋出，故毋需增設透過獨立的泵將該物料送入該鑽孔的工序。

尤佳地，該螺絲為自攻螺絲，亦即，該螺絲之至少一螺紋線可在設有該鑽孔的基板中自攻出配合螺紋。特別是，該螺絲可為混凝上螺絲，亦即，該螺絲之至少一螺紋線可在混凝土基板中自攻出配合螺紋。但就原理而言，本發明亦可應用於旋入現有內螺紋的螺絲。

該儲料器較佳地包含一可流動之物料，在該壓出活塞施壓時，該物料能夠自該儲料器流入位於桿部與鑽孔壁之間的環形間隙。特別是，該物料可指一可硬化之物料，其較佳地在流入桿部與鑽孔壁之間後發 生硬化。因此特別是，該物料可為可流動且可硬化的填充物料。該物料例如可指以聚酯樹脂或環氧樹脂為基礎的多組分合成樹脂砂漿，其係隨該等組分之混合而被激活。在此情形下，可使得該等組分在該儲料器中彼此分離，並在壓出時將該等組分混合。該物料較佳地係指可硬化的黏著劑。該黏著劑較佳地係可透過壓力，例如透過該壓出活塞之壓力激活。如此便能透過該壓出活塞之作用將該黏著劑激活，並使得其隨後在桿部與鑽孔壁之間發生硬化。但亦可透過桿部與鑽孔壁之間的壓力來激活該黏著劑。該黏著劑亦可指一經微封裝之黏著劑，其係隨該微封裝之破裂而被激活。該儲料器較佳地佈置在該壓出活塞上。

在該桿部上可設有一或多個自該桿部徑向伸出的螺紋線。特別是，該螺紋線自該桿部之前端出發。在此較佳地將該螺紋線及該桿部視作獨立之部件。在該桿部之後端上較佳地佈置有用於將拉力導入該桿部的加載裝置，例如伸出該桿部之橫截面的螺絲頭。特別是，本文述及之軸向、徑向及周向皆參照該桿部之縱軸。該桿部可至少近似呈圓柱形，以及/或者由金屬構成。該壓出活塞例如可由塑膠構成，此點有助於減小製造花費。

原則上，在旋入過程中該壓出活塞可抵靠在該鑽孔底上，從而被該鑽孔底軸向固定。在將該螺絲進一步旋入時，該軸向固定之壓出活塞與該進一步軸向前移之桿部之間的體積減小，從而將物料自該儲料器壓出。此點使得該螺絲之構造極其簡單，其中，該壓出活塞例如可透過平滑的活塞桿與該桿部連接。但常需要以已定義的鑽孔深度進行工作。

根據一種尤佳方案，該壓出活塞係透過螺紋桿與該桿部連接。特別是，可在該螺紋桿上構成主軸傳動裝置，其將該桿部相對該壓出 活塞的旋轉轉換為該壓出活塞相對該桿部的平移運動。藉此可實現該打入過程的進一步自動化及簡化，因為可將需要在該螺絲上實施的運動轉換為該壓出活塞的操縱運動。根據此實施方式，藉由該主軸傳動裝置，通常不由或僅部分由該鑽孔底來操縱該壓出活塞，故能以可變之鑽孔深度來進行工作，從而進一步簡化該打入過程。特別是，可確保釋放正確的物料量，從而對該桿部及/或該螺紋線進行最佳的潤濕。較佳地透過該螺紋桿之螺紋與對應的內螺紋構成該主軸傳動裝置，其中，該螺紋桿之螺紋卡入該對應的內螺紋，且其中，該對應的內螺紋可佈置在該壓出活塞上或該桿部上，視具體的實施方案而定。

該主軸傳動裝置之螺紋可自一開始便存在。亦可在打入期間才將該等螺紋中的一個切出。為此，例如可使用一比該供旋入之內螺紋更為柔軟的材料來製造該螺紋桿，從而在旋入時再產生該螺紋桿之外螺紋。

特別是，該主軸傳動裝置能夠將該桿部之相對該壓出活塞並沿該至少一螺紋線之旋入方向的旋轉，轉換為該壓出活塞之朝向該桿部的平移式接近運動。根據此實施方式，將該螺絲旋入時的旋轉運動使得該壓出活塞朝該桿部進行運動，即接近該桿部，從而將該物料自該儲料器壓出。特別是，該螺紋線之旋入方向可指：該桿部透過螺紋線以該桿部之前端在前的方式旋入基板時的旋轉方向。

舉例而言，該螺紋桿可抗扭地佈置在該壓出活塞上，以及，該桿部可具有供該螺紋桿旋入的內螺紋。相應地，該主軸傳動裝置構建在該螺紋桿與該桿部之間。採用此實施方式時，在進行壓出時可將該螺紋桿旋入該桿部，故能極簡單地實現具有極短之鑽孔的結構形式。特別是，該 螺紋桿可與該壓出活塞成一體，從而進一步減小製造花費。該壓出活塞及/或該螺紋桿例如可由塑膠構成。

根據一種替代性實施方式，該螺紋桿係抗扭地佈置在桿部上，以及，該壓出活塞具有供該螺紋桿旋入的內螺紋。相應地，該主軸傳動裝置構建在該螺紋桿與該壓出活塞之間。就製造方面而言此方案特別有利，因為不必將該內螺紋設置在因功能要求通常相對較硬的桿部上。特別是，該螺紋桿及該桿部可為獨立之部件。藉此可進一步減小製造花費並以進一步改進功能性。舉例而言，該桿部可由金屬構成，以及/或者，該螺紋桿可由塑膠構成。特別是，該螺紋桿係可軸向壓縮，以便透過極短之鑽孔來進行工作。

在該螺紋桿抗扭地佈置在該桿部上之情況下，根據另一尤佳方案，該螺紋桿及該桿部係透過一抗扭的插入連接裝置耦合。該抗扭的插入連接裝置能夠以形狀吻合的方式為該螺紋桿及該桿部建立抗扭的耦合。 舉例而言，在該桿部之端面中可設有凹口，以供該螺紋桿上伸出的對應型件卡入。除該抗扭的插入連接裝置外，作為特別是沿軸向的附加保護措施，或作為該插入連接裝置的替代方案，該螺紋桿與該桿部亦可以材料接合的方式連接，例如彼此黏合。

根據一種尤佳方案，該壓出活塞至少局部徑向伸出該桿部。 根據此實施方式，當沿該桿部之縱軸自前方觀察該桿部時，該壓出活塞在至少一位置上徑向伸出該桿部。藉此便能極簡單地為該壓出活塞與該鑽孔壁建立極有效的摩擦連接。此種連接又能在該螺絲旋入時引起壓出活塞與桿部之間的相對旋轉運動，可透過該主軸傳動裝置將該相對旋轉運動轉換 為旋入過程中的自動壓出運動。特別是，該壓出活塞可具有至少一徑向伸出的螺紋區段。藉此便能極精確地對壓出活塞與桿部之間的相對運動進行調節。

根據另一較佳方案，該壓出活塞具有一密封圈，其中該桿部之前端較佳地局部容置在該密封圈中。根據此實施方式，該壓出活塞可構成一半殼，以供該桿部局部容置於其中。藉此便能實現以極佳方式預定義的物料流。

本發明亦有關於一種將本發明之螺絲打入的方法。採用該方法時，將該螺絲旋入設於基板中之鑽孔，其中該至少一螺紋線較佳地在該基板中攻出配合螺紋，且其中該壓出活塞將物料自該儲料器壓出。

110‧‧‧桿部

111‧‧‧螺紋線

115‧‧‧螺絲頭

118‧‧‧鑽孔

119‧‧‧內螺紋

130‧‧‧壓出活塞

131‧‧‧螺紋區段

131'‧‧‧螺紋區段

131"‧‧‧螺紋區段

131'''‧‧‧螺紋區段

140‧‧‧螺紋桿

141‧‧‧外螺紋

160‧‧‧儲料器

230‧‧‧壓出活塞

231‧‧‧螺紋區段

235‧‧‧密封圈

236‧‧‧切口

240‧‧‧螺紋桿

241‧‧‧外螺紋

330‧‧‧壓出活塞

335‧‧‧密封圈

336‧‧‧切口

340‧‧‧桿件

410‧‧‧桿部

411‧‧‧螺紋線

415‧‧‧螺絲頭

420‧‧‧凹口

430‧‧‧壓出活塞

431‧‧‧螺紋區段

435‧‧‧密封圈

438‧‧‧鑽孔

439‧‧‧內螺紋

440‧‧‧螺紋桿

442‧‧‧對應型件

460‧‧‧儲料器

圖1為本發明之螺絲的第一實施例被局部剖開後的側視圖；圖2為圖1所示實施例之壓出活塞的自後方視之的俯視圖；圖3為用於圖1所示螺絲的經修改之壓出活塞的透視圖；圖4為圖3所示壓出活塞的剖視圖；圖5為用於圖1所示螺絲的另一經修改之壓出活塞的側視圖；圖6為本發明之螺絲的第二實施例的側視圖，其中為清楚起見，以與該螺絲分離之方式示出該壓出活塞；圖7為圖6所示桿部的自前方視之的示意圖；及圖8為圖6所示螺紋桿之側視圖，其係以與該螺絲之桿部分離的方式繪示。

下面結合附圖參照較佳實施例對本發明進行詳細說明，其中在本發明之範圍內，下文揭示之實施例的單項特徵原則上既可單獨應用，亦可任意組合應用。

圖1及2示出本發明之螺絲的第一實施例。該螺絲具有大致上呈圓柱形的桿部110，在該桿部之後端上佈置有示範性繪示為螺絲頭115的加載裝置，其用於將拉力導入桿部110。在桿部110之周面上佈置有螺旋線形的自攻螺紋線111，其在桿部110之前端的區域內開始延伸。在桿部110之前端面上設有具內螺紋119之鑽孔118。下面將對此等元件118、119之功能作進一步詳細說明。

在桿部110之前端之前設有在此示範性繪示為盤形的壓出活塞130。在壓出活塞130上以抗扭之方式佈置有具外螺紋141之螺紋桿140。此種具外螺紋141之螺紋桿140係旋入桿部110之內螺紋119。在壓出活塞130之周面上佈置有四個徑向伸出的螺紋區段131、131'、131"、131'''。在桿部110與壓出活塞130之間軸向設有示範性繪示為環形的儲料器160，其包含可硬化之物料，例如填充物料及/或黏著劑物料。

在將該螺絲旋入設於基板中之鑽孔時，螺紋區段131、131'、131"、131'''與該鑽孔壁發生接觸並引起壓出活塞130之相對該桿部110的相對旋轉。佈置於該桿部上之內螺紋119同該與壓出活塞130抗扭連接的外螺紋141構成一主軸傳動裝置，其將該相對旋轉轉換為壓出活塞130朝桿部的平移接近。在此線性接近過程中，對儲料器160進行軸向壓縮。藉此重新將物料自儲料器160壓出，在進一步旋入時，該等物料到達桿部110之周面， 並在該旋入過程結束時就地發生硬化。

透過螺紋111、141及119之升角的相互作用來對打入過程中放出之物料的壓出率進行定義。特別是，螺紋桿140之外螺紋141可與桿部110上之螺紋線111同向。

螺紋區段131、131'、131"、131'''之升角可為-90°至+90°，且其為另一能對鑽孔與壓出活塞130之間的旋轉式相對運動造成影響的分量。可透過正或負的角度對該物料量進行進一步控制。若螺紋區段131、131'、131"、131'''與該螺紋線111同向，則壓出活塞130能夠放出的物料較少，若不同向，則該壓出活塞能放出較多之物料。

圖3及4示出用於圖1及2中之螺絲的壓出活塞230的另一實施方式。與圖1及2所示之實施例一樣，圖3及4所示壓出活塞230亦呈盤狀，並具有以抗扭方式佈置的具外螺紋241之螺紋桿240，其用於旋入桿部110之內螺紋119。但在圖3及4所示實施例中，在壓出活塞230上設有另一圓形的圓柱面狀密封圈235。密封圈235自壓出活塞230出發，以將螺紋桿240環狀包圍之方式延伸至桿部110，並能至少局部將桿部110之前端容置。可透過密封圈235對物料流進行針對性的控制。密封圈235具有多個切口236，其皆自密封圈235的朝向桿部110及背離壓出活塞230的末端出發。此等切口236可用作針對物料的通孔，及/或使得桿部110易於插入密封圈235。在圖3及4所示實施方式中亦設有若干螺紋區段231，其較佳地位於切口236之高度上，但其在此並非佈置於該密封圈上。

圖5示出用於圖1及2中之螺絲的壓出活塞330的另一實施方式。在圖5所示實施例中，壓出活塞330並非平的盤體，而是呈彎曲狀， 從而進一步改善對物料的包圍。在圖5所示實施例中亦設有具端部切口336的密封圈335，其中，圖5中的彎曲的密封圈335總是連接在彎曲的壓出活塞330上。

在此以無外螺紋之方式示範性示出抗扭地佈置在壓出活塞330上的桿件340。在此情形下，在抵靠在該鑽孔之供該螺絲旋入的底部上時，可將壓出活塞330引向桿部110。

圖6至8示出本發明之螺絲的另一實施例。與圖1及2中之螺絲類似，圖6至8所示螺絲具有大致上呈圓柱形的桿部410，在該桿部之後端上佈置有示範性繪示為螺絲頭415的加載裝置，其用於將拉力導入桿部410。在桿部410之周面上佈置有螺旋線形的自攻螺紋線411，其在桿部410之前端的區域內開始延伸。

在桿部410之前端之前設有在此示範性繪示為盤形的壓出活塞430，其較佳地具有密封圈435及若干由此徑向伸出的螺紋區段431。在壓出活塞430與桿部410之間佈置有儲料器460。

與圖1及2所示實施例類似，在圖6至8所示實施例中亦設有用於對壓出活塞430進行操縱的螺紋桿440。但圖6至8所示實施例與圖1及2所示實施例的區別在於螺紋桿440之佈置方案。在圖6至8所示實施例中，螺紋桿440係抗扭地佈置在桿部410上，且螺紋桿440之外螺紋所對應的用於構成主軸傳動裝置的內螺紋439係佈置在壓出活塞430上。為此，壓出活塞430具有中央鑽孔438，在該鑽孔之壁部中設有內螺紋439。除螺紋桿440及該內螺紋之佈置方案外，圖6至8所示實施例中的壓出活塞430的結構可與圖1及2、圖3及4，以及/或者圖5所示實施例相同。

如圖7及8所示，用於與螺紋桿440抗扭耦合的桿部410具有端面凹口420，以供設於螺紋桿440之後端上的伸出的對應型件442以形狀吻合的方式卡入。在所示實施例中，凹口420及對應型件442呈十字形。此外亦可保留桿部410及螺紋桿440。該凹口420例如係衝壓而成。特別是，該螺紋桿440可由塑膠構成。該螺紋桿較佳地可軸向壓縮，使得該螺絲亦可應用在較短之鑽孔中。

110‧‧‧桿部

111‧‧‧螺紋線

115‧‧‧螺絲頭

118‧‧‧鑽孔

119‧‧‧內螺紋

130‧‧‧壓出活塞

131‧‧‧螺紋區段

131'‧‧‧螺紋區段

131"‧‧‧螺紋區段

140‧‧‧螺紋桿

141‧‧‧外螺紋

160‧‧‧儲料器

Claims (10)

1. 一種螺絲，包含桿部(110，410)，其具有用於插入設於基板中之鑽孔的前端及後端，以及至少一螺紋線(111，411)，其佈置在該桿部(110，410)上，其特徵在於，該螺絲具有位於該桿部(110，410)前端之前的壓出活塞(130，230，330，430)，其中在該壓出活塞(130，230，330，430)與該桿部(110，410)之間設有儲料器(160，460)。
2. 如申請專利範圍第1項之螺絲，其特徵在於，該壓出活塞(130，230，330，430)係透過螺紋桿(140，240，340，440)與該桿部(110，410)連接，其中在該螺紋桿(140，240，340，440)上構建有主軸傳動裝置，其將該桿部(110，410)相對該壓出活塞(130，230，330，430)的旋轉轉換為該壓出活塞(130，230，330，430)相對該桿部(110，410)的平移運動。
3. 如前述申請專利範圍中任一項之螺絲，其特徵在於，該主軸傳動裝置能夠將該桿部(110，410)之相對該壓出活塞(130，230，330，430)並沿該至少一螺紋線(111，411)之旋入方向的旋轉，轉換為該壓出活塞(130，230，330，430)之朝向該桿部(110，410)的平移式接近運動。
4. 如前述申請專利範圍第1至3項中任一項之螺絲，其特徵在於，該螺紋桿(140，240，340)係抗扭地佈置在該壓出活塞(130，230，330)上，以及，該桿部(110)具有供該螺紋桿(140，240，340)旋入的內螺紋(119)。
5. 如前述申請專利範圍第1至3項中任一項之螺絲，其特徵在於，該螺紋桿(440)係抗扭地佈置在該桿部(410)上，以及，該壓出活塞(430)具有供該螺紋桿(440)旋入的內螺紋(439)。
6. 如申請專利範圍第5項之螺絲，其特徵在於，該螺紋桿(440)及該桿部(410)為分開之部件，其中該螺紋桿(440)與該桿部(410)係透過抗扭的插入連接裝置(442，420)耦合。
7. 如前述申請專利範圍中任一項之螺絲，其特徵在於，該壓出活塞(130，230，330，430)至少局部地徑向伸出該桿部(110，410)。
8. 如前述申請專利範圍中任一項之螺絲，其特徵在於，該壓出活塞(130，230，330，430)具有至少一徑向伸出的螺紋區段(131，231，431)。
9. 如前述申請專利範圍中任一項之螺絲， 其特徵在於，該壓出活塞(230，330，430)具有密封圈(235，335，435)，以及，該桿部(110，410)之前端係局部容置在該密封圈(235，335，435)中。
10. 一種將如前述申請專利範圍中任一項之螺絲打入的方法，其中將該螺絲旋入設於基板中之鑽孔，其中該至少一螺紋線(111，411)在該基板中攻出配合螺紋，且其中該壓出活塞(130，230，330，430)將物料自該儲料器(160，460)壓出。