TWI550195B - 固定元件 - Google Patents

Description

固定元件

本發明關於一種具有如申請專利範圍第1項前言部分特徵的固定元件。

可從德國專利公開號DE 40 11 229 A1的說明書中得知此種用於錨固到鑽孔中的固定元件。在該文件中揭露的固定元件特別適於將例如天然石板的類板狀建築元件固定到承載結構。該固定元件為切底用的錨栓形式且具有一柄部和一擴張元件。在柄部上，其前端(引入端)上設置有一擴張主體，該擴張主體具有加寬的直徑且擴張元件可藉由該擴張主體被擴張。柄部在其後方部分中還具有一施載裝置。該擴張元件由一線圈環所組成，該線圈環具有向前彎曲的弓形擴張瓣片，在擴張主體的方向，具有兩個在前端處藉由U型軛所連接的橋接部分。在沒有擴張的狀態下，U型軛位於擴張主體的頂部。固定元件的柄部上也設置有一擴張套筒。當擴張套筒在圓錐形擴張主體的方向沿著柄部軸向移動時，擴張套筒將擴張元件壓到擴張主體上，由於擴張主體在導入方向的加寬，其結果是擴張瓣片係會擴張，而使得擴張瓣片會在鑽孔中至少部分地佔去切底部分。由於擴張瓣片的擴張，固定元件藉由合適的形狀而錨固到鑽孔中。

為了要製造出鑽孔，使用了鑽孔工具，其係取決於鑽孔工具的磨損程度而製造出相對寬或窄的鑽孔。在相對寬 的鑽孔的情況中，就已知的固定元件而言，可能發生的情況是擴張元件不能完全橋接擴張主體和鑽孔壁之間的空間，因此，固定元件不能穩固的位於鑽孔中。

因此，本發明的問題是提供一種鑽孔工具的偏差並不重要的固定元件。

根據本發明，此問題藉由具有如申請專利範圍第1項所述特徵的固定元件來解決。根據本發明用於固定到鑽孔中的固定元件，包括一柄部和一擴張元件。在柄部上，設置一用於擴張所述擴張元件的擴張主體。柄部特別為一錐形螺栓的形式，具有一錐形擴張主體，特別為一截頭圓錐體狀，其在導入方向加寬且被設置於導入端上的柄部前端。通常，柄部還具有一施載裝置，例如螺紋。擴張元件通常為套筒型結構，“套筒型”意味著擴張元件實質上在圓周方向包圍柄部。擴張元件特別為一在圓周方向連續的套筒。“導入方向”和“導入端”分別意味著方向和端部，其中藉由它們使固定元件被導入到鑽孔內。擴張元件具有複數個弓形的擴張瓣片，每個擴張瓣片由兩個藉由軛連接的橋接部分組成。特別的，擴張瓣片的橋接部分和軛為薄壁的和/或線型結構。擴張瓣片的橋接部分連接形成擴張元件的外層表面，該外層表面轉動的對稱於固定元件的縱軸。換句話說，橋接部分位於一基體的外層表面上，特別是一圓柱體或一圓錐體的外層表面上，轉動對稱於縱軸。

一個或複數個擴張瓣片的軛的特殊結構是根據本發明 的固定元件的特徵。根據本發明，至少一個擴張瓣片的軛在徑向具有一突出超過外層表面的彎曲部分。因此，軛的徑向長度大於徑向上軛材料的厚度，由於擴張瓣片的部分位於軛的範圍內，所以在擴張狀態下，擴張瓣片進一步突出進入固定元件被導入的鑽孔。因此，甚至在相對寬的鑽孔中，擴張瓣片也能橋接鑽孔壁和擴張主體之間的空間，以使固定元件穩固的位於鑽孔中。

在根據本發明的固定元件的一較佳具體實例中，軛形成擴張瓣片的前端。因此，在擴張瓣片擴張時，軛被放置到徑向上遠離固定件縱軸最遠的位置，而且在鑽孔壁方向做最大程度的移動。較佳的，弓形的彎曲部分頂部徑向朝外遠離擴張主體。然後，彎曲部分的頂部為軛的第一部分以達到抵住鑽孔壁。相比於朝內的彎曲部分，獲得的優點在於，減少了擴張所需的力。同樣較佳的，通常弓形的彎曲部分實質上在圓周方向延伸。特別的，彎曲部分單向延伸且在圓周方向形成橋接。當弓形的彎曲部分實質上在圓周方向延伸且其頂部徑向朝外時，彎曲部分作為一表面粗糙元件，以齒狀或肋狀的形式，這樣，藉由在鑽孔壁內不規則的嚙合，增加了擴張元件和鑽孔壁之間的摩擦。

在根據本發明的固定元件的另一較佳的具體實例中，由於彎曲部分的幾何結構的優點，其在徑向上起到彈簧的作用。例如，如果彎曲部分實質上以橋的形式在一個方向延伸，例如在圓周方向上，彎曲部分可起到板簧的作用。彎曲部分在徑向上起到彈簧作用的優點在於，軛可適於擴 張的鑽孔的大小和形狀。如果軛僅藉由材料厚度或藉由各個角度衝壓而形成來適於寬的鑽孔的大小，在窄的鑽孔內結果會是給予完全擴張的固定元件所不希望的額外擴張力。由於如彈簧的彎曲部分的幾何結構，可能相對小的力就適合。在窄孔裏，彈簧被徑向壓縮而無需相當大的擴張力產生。特別的，當軛的橫截面較小時，例如當其為線狀結構時，彎曲部分是相對具有彈性的且易變形的，以使在較小的力的情況下，在徑向可起到彈簧的作用。

在根據本發明的的固定元件的另一較佳具體實例中，擴張瓣片如此構成，以使擴張瓣片在自由端的方向變窄。特別的，連接橋接部分的軛為U型或V型，且在導入端形成擴張瓣片的前端。這樣的優點在於，當擴張瓣片碰觸到鑽孔壁時，其可更容易的擴張，因此，特別是當擴張瓣片被壓抵於鑽孔的底部時，藉由在鑽孔壁內安置固定元件產生的壓力是減小的。

同樣較佳的，根據本發明的固定元件的擴張元件，在導入方向的後端具有一連續的環狀基體，擴張瓣片被設置於基體的導入端。連續的基體確保，甚至在高負荷的情況下，擴張元件不會超過擴張主體且固定元件可被穩固的固定。

較佳的，根據本發明的因定元件的擴張元件為一衝壓部件，特別是一以金屬製成的衝壓且彎曲的部件。這使得根據本發明的擴張元件和固定元件可為一簡單的且經濟的結構。

圖中顯示了在未擴張狀態下的根據本發明的固定元件1，其在導入方向E可被導入到鑽孔內(未示於圖中)。導入方向E平行於固定元件1的縱軸A。固定元件1是一切底用的錨栓形式，用於固定在切底的鑽孔中(未示於圖中)。固定元件1由柄部2，擴張元件3和擴張套筒4所組成。

柄部2為一錐形螺栓，具有圓柱形部分5和在導入端處鄰近該圓柱形部分的的圓錐部分6，柄部的尺寸在導入方向E增加。圓錐部分6形成擴張主體8，其為截頭椎體的形式且形成柄部2的前端。當擴張元件3在導入方向E被上推到圓錐部分6上時，擴張主體8使所述擴張元件3擴張。圓柱形部分5具有一外螺紋形式的施載裝置7。施載裝置7可用於例如將固定元件1固定到承載結構上(同樣未示於圖中)。

在擴張元件3的後端具有一環形基體10，其以環形的形式如同一連續套筒環繞柄部2的圓柱形部分5。在導入端處，基體10上設置四個擴張瓣片11，所述擴張瓣片11藉由凹槽12在圓周方向彼此分離。每個擴張瓣片11具有一在所有側邊上被包圍的穿孔形式的孔13，其大約設置於每個擴張瓣片11的中心。擴張瓣片11因此是弓形，擴張瓣片11由兩個橋接部分14和一個U型軛15形成，軛15將兩個橋接部分14連接於彼此。軛15形成擴張瓣片11的前端，由於軛15的U型結構，其在前端的方向變得更窄。

擴張瓣片11的橋接部分14一起產生擴張元件3的外層表面M，外層表面M具有相對於固定元件1的縱軸的旋轉對稱性且是錐形的。換句話說，橋接部分14位於具有對於縱軸之旋轉對稱性的基體的外層表面上。軛15具有弓形的彎曲部分17，其在徑向上突出超過外層表面M且實質上單軸地在圓周方向上延伸。彎曲部分17的頂部18在徑向R朝外遠離擴張主體8。朝外突出的彎曲部分17在徑向上作用如同彈簧片，其可補償鑽孔寬度的公差。在彎曲部分17的區域內，軛15的徑向長度大於軛15的材料厚度，使得彎曲部分17的頂部18，即使在相對寬的鑽孔內，也能夠抵住鑽孔的壁。另一方面，如果鑽孔相對比較窄，如同彈簧片的彎曲部分17在徑向方向上被壓縮，使得擴張元件3即使在預定的窄鑽孔內，在沒有非預期的高約束力產生於鑽孔壁的材料上的情況下，也可被推頂超過擴張主體8。特別是由於軛15的類似線的結構，彎曲部分在徑向上可以相當容易地被壓縮。“類似線”在此意味著軛15的橫截面尺寸相對於軛15在圓周方向的長度是相當地小。在示於圖中之根據本發明的固定元件1的情況下，軛15在圓周方向的長度A_J與軛15在徑向R的材料厚度d_J的比大約是2.5/1。

擴張套筒4為中空圓柱形主體的形式，圓柱形鑽孔16形式的中空空間的內徑實質上相當於柄部2的圓柱形部分5的外徑。如果擴張套筒4藉由例如由鑽入裝置(未示於圖中)所施加軸向力在導入方向E上被移位的話，擴張套筒4將擴張元件3壓到擴張主體8上，使得擴張瓣片11在徑向 R擴張。

固定元件1具有一抗轉動配置，當固定元件1已經插入鑽孔之中並且擴張時，可使一螺帽(未示於圖中)被螺固到外螺紋形式的施載裝置7上，而無需固定元件1也在鑽孔中轉動。擴張主體8的圓錐部分上的鼻狀突出物9作為抗轉動配置的第一部件。抗轉動配置的另外部件由凹槽12和一擴張瓣片11所形成，鼻狀突出物9在沒有擴張的狀態(未示於圖中)下係抵住該擴張瓣片。螺帽施加的扭轉力藉由抗轉動配置利用經由經擴張之擴張元件3的摩擦力為主的連接而傳遞到鑽孔壁(未示於圖中)。由於根據本發明的固定元件1的擴張元件3係因為彎曲部分17而穩固的抵住鑽孔的壁，所以可以可靠地防止固定元件1在鑽孔內轉動。

固定元件1的擴張元件3是由金屬製成的衝壓彎曲部件的形式。柄部2同樣是由金屬製成且可藉由冷加工製成而更經濟。另一方面，擴張套筒4由纖維強化的塑膠材料製成且藉由射出成型製成。製造根據本發明的固定元件更加經濟，由於結構的優點，可使安裝更有效率且更簡單。

1‧‧‧固定元件

2‧‧‧柄部

3‧‧‧擴張元件

4‧‧‧擴張套筒

5‧‧‧圓柱形部分

6‧‧‧圓錐部分

7‧‧‧施載裝置

8‧‧‧擴張主體

9‧‧‧鼻狀突出物

10‧‧‧基體

11‧‧‧擴張瓣片

12‧‧‧凹槽

13‧‧‧孔

14‧‧‧橋接部分

15‧‧‧軛

16‧‧‧圓柱孔

17‧‧‧彎曲部分

18‧‧‧彎曲部分的頂部

E‧‧‧導入方向

R‧‧‧徑向

M‧‧‧外層表面

A‧‧‧縱軸

A_J‧‧‧軛15在圓周方向的長度

d_J‧‧‧軛15在徑向R的材料厚度

本發明將在下文中參考顯示在附圖中的實施例作更具體的描述，其中：圖1為根據本發明的安裝元件在未擴張狀態下的立體圖；圖2為固定元件的部分切開的視圖。

1‧‧‧固定元件

2‧‧‧柄部

3‧‧‧擴張元件

4‧‧‧擴張套筒

5‧‧‧圓柱形部分

6‧‧‧圓錐部分

7‧‧‧施載裝置

8‧‧‧擴張主體

9‧‧‧鼻狀突出物

10‧‧‧基體

11‧‧‧擴張瓣片

12‧‧‧凹槽

13‧‧‧孔

14‧‧‧橋接部分

15‧‧‧軛

16‧‧‧圓柱孔

17‧‧‧彎曲部分

18‧‧‧彎曲部分的頂部

E‧‧‧導入方向

R‧‧‧徑向

M‧‧‧外層表面

A‧‧‧縱軸

Claims (8)

1. 一種用於錨固到一鑽孔中的固定元件(1)，具有一柄部(2)和一擴張元件(3)，該柄部(2)上設置有一擴張主體(8)，其用於擴張該擴張元件(3)，該擴張元件(3)具有複數個弓形的擴張瓣片(11)，每個擴張瓣片(11)由兩個藉由一軛(15)連接的橋接部分(14)所形成，所述擴張瓣片(11)的所述橋接部分(14)一起產生該擴張元件(3)的一外層表面(M)，該外層表面(M)具有相對於該固定元件(1)之縱軸(A)的旋轉對稱性，其特徵在於，至少一個擴張瓣片(11)的該軛(15)具有一弓形的彎曲部分(17)，其係在徑向(R)突出超過該外層表面(M)。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的固定元件，其中該軛(15)形成該擴張瓣片(11)的前端。
3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該弓形的彎曲部分(17)的頂部(18)徑向朝外，遠離該擴張主體(8)。
4. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該弓形的彎曲部分(17)實質上在圓周方向上延伸。
5. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該弓形的彎曲部分(17)在徑向(R)上如同一彈簧地作用。
6. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該擴張瓣片(11)係朝向其前端變得更窄。
7. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該擴張元件(3)在導入方向(E)中的其後端處具有一連續的基體(10)，所述擴張瓣片(11)係設置在該連續的基體上。
8. 根據申請專利範圍第1或2項所述的固定元件，其中該擴張元件(3)為一衝壓部件，特別為一衝壓且彎曲的部件。