TWI609134B - 安裝纖維水泥板的方法及螺絲釘 - Google Patents

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Description

安裝纖維水泥板的方法及螺絲釘
本發明係關於一種用於安裝纖維水泥、塑膠、複合材料及/或其他材料之板材/板片之方法及螺絲釘,該等板材/板片具有緊密及高密度且一般具有堅硬性質而導致相當脆的特性,其中內部應力會使得材料破裂,特別係板材/板片之疊瓦式安裝,且無關於欲於其上執行安裝之位在下方的材料為何,其可能係木材、金屬或其他材料。本發明尤其係關於螺絲釘及其用途,該螺絲釘在靠近螺絲釘之尖端處具有第一螺紋及靠近頭部處具有第二、較大螺紋,且在螺紋之間具有用於將螺絲釘孔調適成第二螺紋之直徑之銑削區段。
當纖維水泥之板材/板片等諸如此類以疊瓦式構形被安裝時,即如魚鱗般部分地疊覆時,習慣上不是使用具有扁平、平頭之釘子就是用埋頭螺絲釘,後者常在頭部下面具有不同種類之鑽孔裝埋鰭片,使得螺絲釘亦可被埋頭在板材/板片中且螺絲釘因而不會突出而不當地提高被安裝 在緊固件之頂部上的板材/板片。
釘子以及傳統埋頭螺絲釘(具有或不具有鰭片)會對位在下方的表面施加板材/板片之壓力,這係不恰當的,因為當以疊瓦式構形(瓦狀重疊角度)安裝時,意謂著有破裂風險或至少意謂著由於在板材/板片下方之凹腔(見圖1在「安裝不當」的情況下及圖2)該安裝板材/板片之應力。此外,由釘子當貫穿纖維水泥板時所產生之抗拉應力意謂著在板片中產生裂縫的高風險。
尤其,因為安裝通常相對靠近邊緣,因此當使用傳統埋頭螺絲釘(具有或未具有鰭片)時會時常發生板材/板片之裂縫之風險。該原因係螺絲釘之預應力之壓力朝向位在下方的表面以及由於螺絲釘貫穿至材料中的內部壓力所造成(見圖3)。
然而,該螺絲釘或釘子藉由在徑向方向之壓力從貫穿孔旁邊徑向地壓迫材料,但對應之材料膨脹會在孔周圍導致切線方向抗拉應力,這意謂著在纖維水泥板中產生裂縫或導致破裂之高風險。
再者,釘子亦具有數個其他不當特性,包含在組裝期間鎚子朝向相對脆弱板材/板片錘打,其中只要一次失敗敲擊便會造成巨大損害;此外,若釘子有點進入過深,則釘子無法被拔出(見圖4之「有缺陷之安裝」)。
一般而言,螺絲釘之種類係相當多樣的,且不同類型之螺絲釘係針對特定用途而生產。通常螺絲釘初看之下差異不大,然而儘管在螺絲釘之中有這種很小的差異,但特 殊螺絲釘設計之重要性係非常大的。由於此種專門設計之螺絲釘係針對非常特定之用途,習慣上使用僅在此專門領域使用之特定類型的專用螺絲釘而不使用在相似的專門領域。特定用途之螺絲釘中以下實例表示。
實例之一類型係間距螺絲釘。間距螺絲釘係藉由不同直徑但相等螺距之兩個螺紋、在螺紋之間之銑削區段,以及進入面板之頭部的類似原理所組成,其不是因為與螺絲釘一樣狹窄就是由於鰭片而鑽孔裝埋該頭部。
德國實用新型專利DE 296 11 749揭示一種間距螺絲釘,其具有兩種不同螺紋,狹窄的螺紋係用於牆壁而較寬的螺紋則用於欲被緊固至牆壁的面板或框架。為了保持牆壁及面板或框架之間距離固定不變,該螺紋需具有相同螺距。如同在此實用新型揭示之該螺絲釘在螺紋之間在具有銑削區段,以將面板或框架中之孔的直徑調整至精確值。為了使螺絲釘進入該框架或面板而不會將框架或面板拉動朝向牆壁,該螺絲釘未具有其直徑大於該螺絲釘之直徑的頭部。後者亦係重要特徵。用於間距螺絲釘之相似構形揭示在德國專利公開案DE 44 01 908中,其包括銑削凸翼,而德國實用新型專利DE 296 11 749則係揭示銑削凸肋。與德國實用新型專利DE 296 11 749相比,其沒有在牆壁中使用用於螺絲釘的插塞,因該螺絲釘被構形成直接切入至混凝土中,但英國專利說明書GB1575194則揭示在牆壁中有插塞之此螺絲釘,其係用於安裝框架之傳統方式。在GB1575194中之螺絲釘用於面板,例如木板、刨花、 塑膠或石棉水泥。這些未具有比螺紋之釘桿直徑還大之頭部的螺絲釘係不適合用於薄纖維水泥板片的快速安裝,因為這存在著該螺絲釘一路旋擰穿過板片/板材而沒有在正確時刻停止該安裝之風險。亦即,缺少適當的頭部意謂著板片沒有正確地固持抵住位在下方的材料的風險。因此,用於纖維水泥板片/板材之傳統螺絲釘會提供較大的頭部。
在德國專利公開案DE 10 2004 018 069中,揭示間距螺絲釘,其具有兩種螺紋及在螺紋之間之銑削區段,以及比螺絲釘更寬之頭部。提供該較寬頭部係為了使面板可更穩定固持靠在牆壁上。為了在旋擰期間不位移該面板,該頭部在頭部底下具有銑削鰭片,其協助將該頭部鑽孔裝埋至面板中。此外,在德國專利DE 10 2004 018 069中,該頭部具有中空底面但未具有銑削鰭片。由於此螺絲釘之頭部之底面係呈圓錐狀,此螺絲釘亦不適合用於纖維水泥板片/板材,因該圓錐底面會引致徑向壓力,且如上所說明,切線方向的抗拉應力可能會導致裂縫及破裂。
由Waud申請之美國專利案第3,682,507號揭示不同類型之螺絲釘,特別用於絕緣面板,該絕緣面板具有軟發泡體及在絕緣面板之側面上與牆壁遠遠隔開之金屬薄片。該螺絲釘具有鑽頭尖,其用於在將絕緣面板安裝抵靠在牆壁的期間用於鑽穿通過金屬薄片及牆壁。該螺絲釘包括三個螺紋區段。在安裝程序期間,該鑽頭尖在絕緣材料之外部金屬薄片中鑽穿一個孔,第一螺紋通過在金屬薄片中之 鑽孔而貫穿該絕緣材料,之後銑削凸翼擴大在該金屬薄片中之該孔,且第二螺紋嚙合該孔之邊緣以控制螺絲釘穿過軟絕緣面板之貫穿速度。為了在撞擊牆壁時不損壞鑽頭尖,此控制速度係有用的。一旦該鑽頭尖鑽穿進入牆壁且第一螺紋與牆壁嚙合,在螺絲釘之頭部正下方之第三螺紋與金屬薄片嚙合。在安裝期間,該金屬薄片可能由於鑽頭尖壓抵其而在孔周圍之局部區域中已經稍微變形。為了不在孔下方持續壓縮絕緣材料,有需要從牆壁回復局部區域至正確距離;為此,在螺絲釘頭部下面之第三螺紋具有一螺距,其係高於第一或第二螺紋區段之螺距,藉此該金屬薄片(但不包括絕緣材料)被稍微拉動離開牆壁及其餘之絕緣材料而朝向頭部相對較大之墊片。
由此可知,特別係從美國專利US3,682,507號之實例中,螺絲釘可以被構形成針對選擇用途而具有非常特定的特徵及具有特定之尺寸。例如,美國專利US3,682,507之螺絲釘將不會用來作為疊覆纖維水泥面板(諸如板片/板材)之間距螺絲釘。首先,相對龐大之螺絲釘頭部將會在覆蓋面板之間產生較大距離並且防止面板彼此靠近安裝。然而,即使在此頭部被埋頭至面板中的情況下,該螺絲釘仍然無法使面板緊密疊覆,這係因為當較低螺距螺紋進入面板中時因在頭部區域較高螺距會在最後安裝步驟中將面板從牆壁拉離而使螺絲釘無法保持面板及牆壁之間之距離。在這方面,已指出在美國專利US3,682,507號之螺絲釘中的螺距變化並非要改變(特別係增加)絕緣面板及牆 壁之間之距離,而是僅為了保護被拉向頭部之墊片的金屬薄片以防止在螺絲釘周圍軟絕緣發泡體之壓縮。總而言之,美國專利US3,682,507之螺絲釘用於軟發泡體面板係有價值的,但並不表示適用於安裝疊覆之纖維水泥面板。
上述之實例說明被開發用於一種用途之具有特定特徵之螺絲釘,儘管只有微小的差異,但仍不能使用於其他用途。上述之螺絲釘皆無法正確地適用於纖維水泥板片/板材及其以疊瓦式構形的安裝。
本發明之目的係要提供改良習知技術之螺絲釘。特定而言,該目的係係提供用於緊固安裝板片(特別係纖維水泥板片)之具有降低使板片破裂風險之螺絲釘。進一步目的係螺絲釘,其適用於以旋擰工具快速安裝纖維水泥板片/板材。
此目的係可由如下所述之螺絲釘達成。
在描述螺絲釘本身之前,將描述有關纖維水泥板片之一些觀察,因為這些觀察及研究作為本發明之部分而言,係造成用於纖維水泥板片之特定螺絲釘之發展。
纖維水泥係易脆材料,且儘管對受到壓縮應力係極具抗性,但在受到抗拉應力時則會較容易破裂。此抗拉應力係由於板片之彎曲而發生,例如當受到壓力抵靠板片之區域而於其底下該板片未被支撐時。當本體被壓入至纖維水泥時,亦會發生抗拉應力。此在上文中已針對來自於由螺 絲釘或釘子所產生之徑向壓力之切線方向抗拉應力而說明。因此,本發明之目的係螺絲釘,當其被旋擰通過且進入板片時,最小化或甚至消除在纖維水泥板中之抗拉應力。再者,該螺絲釘應該能夠簡單且快速安裝纖維水泥板片在合適的位在下方的材料,諸如木質基礎。這些考慮及觀察導致螺絲釘具有多個整合特徵,每個特徵協同性地加入在安裝期間使故障及板片破裂整體降低。
一般而言,該螺絲釘在銑削區段及尖端之間具有銑削區段及第一螺紋,以及在銑削區段及螺絲釘頭部之間具有第二、較大螺紋。在安裝階段中,當在旋擰期間第二螺紋進入板片時,此銑削區段將來自於該第二螺紋之抗拉應力減至最小。
更詳細而言,該螺絲釘具有第一及第二端及從第一端延伸至第二端之軸線。在第二端處,其包括用於藉由工具旋擰螺絲釘之頭部;例如該頭部具有用於與對應工具協同運作之狹縫,實例係用於扳手之Torx缺口、方形狹縫或十字形狹縫或方形或六角形。該螺絲釘包括具有第一內直徑及第一外直徑之第一螺紋。該螺絲釘在第一端具有尖端,且第一螺紋可選擇地從尖端直接延伸。若該第一端具有鑽頭尖,則第一螺紋可選擇地被提供為從該鑽頭尖直接延伸。此鑽頭尖可以被特別地提供用於鑽穿木頭、塑膠、石頭或金屬。
此外,該螺絲釘在第一螺紋及頭部之間包括銑削區段,其中該銑削區段包括銑削構件,例如銑削凸肋或銑削 凸翼,其用於增加螺絲釘被旋擰進入於其中之孔之直徑。這些銑削構件在垂直於螺絲釘軸線之平面中具有外接圓,用於銑削具有與該外接圓相同之直徑的孔,其中該外接圓具有大於第一內直徑之直徑;亦即該銑削構件在螺絲釘前端部分切削大於第一螺紋之釘桿之孔。
這指出釘桿之直徑按照定義係相同於第一螺紋之內直徑。
該螺絲釘進一步在銑削區段及頭部之間包括第二螺紋,其中該第二螺紋係大於第一螺紋。此第二螺紋具有第二內直徑及第二外直徑,其中該第二內直徑係大於該第一內直徑。此意謂該第二螺紋之釘桿係厚於第一螺紋之釘桿。通常,第二外直徑亦大於第一外直徑。通常,第一螺紋之外直徑及第二螺紋之外直徑之間的比率係0.5到0.8。有利地,第二螺紋延伸至頭部之底面,但在頭部之底面與螺紋之間可具有一段小距離。
例如,銑削區段之外接圓具有直徑,該直徑係第二內直徑的0.8及1.2倍或0.9至1.1倍之間。此意謂該銑削構件切削一孔,其直徑之大約被調適為第二螺紋之內直徑。
在一些實施例中,該銑削構件具有外接圓,其係大於第一外直徑,然而,取決於螺紋之兩直徑之間之差異及用於螺絲釘向下旋擰進入之特定材料有關之選擇尺寸。
例如,第二螺紋可以圍繞釘桿而延伸在頭部及銑削凸肋或銑削凸翼之間,其中該釘桿在直徑上係從銑削區段且 朝向頭部而增加。例如,用於第二螺紋之釘桿(內直徑)呈圓錐形、大約呈圓錐形增加或彎曲而具有朝向頭部增加的直徑。或者,第二螺紋之釘桿係呈圓柱狀。在第二螺紋在從銑削構件朝向頭部之方向上具有遞增內直徑及外直徑之情況中,術語「第二內直徑」應理解為第二螺紋之最大內直徑,且術語「第二外直徑」應理解為第二螺紋之最大外直徑。
事實是第二螺紋具有較大直徑係具有朝向頭部增加螺絲釘穩定性之結果。後者係一優點,因為第二螺紋之旋擰不僅意謂著這些力係用以旋擰此特定第二螺紋進入至板片中所需要的,而且該第二螺紋亦必須採用這些力來旋擰第一螺紋進入至位在下方的材料中,例如木質基礎。更進一步,該第二螺紋亦必須採用力量來鑽孔裝埋該螺絲釘之頭部。該頭部具有大於釘桿之直徑且係藉由將頭部壓入至板片之材料中而被埋頭。
視情況,第二螺紋之螺距係不同於第一螺紋之螺距。以此方式,在第一及第二螺紋之間之螺絲釘中可以獲得預應力。例如,第二螺紋之螺距係大於或小於第一螺紋之螺距在1%及25%之間(例如1%及5%之間),或5%及25%之間,或8%至20%之間,或10%及15%之間;然而,一般而言,尤其使用於連接纖維水泥板片的情況下,其係小於以上述所給定之間隔而增加之第一螺紋。該較小螺距(細螺紋)導致板片抵靠牆壁及/或抵靠位在下方的板片之受控制的拴緊。視情況,為了避免在最後安裝階段中此 拴緊期間加壓板片,第二螺紋之長度係較短;通常少於5個完整匝圈,例如少於4或3個完整匝圈。因此,螺絲釘僅有相對較小的控制拴緊的可能。基於此一理由,若第二螺紋係短於第一螺紋,例如不到一半長度,則係有利的。
如上述,頭部具有用於與工具協同運作之上側構形。在特定實施例中,在頭部之與上側相對置之底面上係提供有銑削鰭片,以進一步切削且鑽孔裝埋該頭部。雖然此鰭片係有利的,但其並不一定係必要的且可予以省略。
一般而言,從已知習知技術中,在平頭下方之較小銑削鰭片係具有用於銑削以產生完全或部分鑽孔裝埋之空間的功能。在本發明中,在考慮纖維水泥板片之特性下,此係利用特殊方式來達成。如上所述,此纖維水泥薄板抵抗壓縮應力係非常穩定,但當受到抗拉應力時則容易破裂。藉由提供在其底面係平坦的頭部,當被旋擰進入至板片中以鑽孔裝埋時,被頭部使板片沿著螺絲釘之軸向方向受到壓縮應力,其中板片/板材係極能抵抗壓縮應力,且因此不會導致損壞。此係特別如此,因為來自於頭部之壓縮強度會在相反方向上由第二螺紋之較大匝圈抵消,因而造成這些力僅是內部壓縮力,而不會導致徑向及切線方向的力。如上述已經解釋,與此相反的是,若螺絲釘將使用如上述德國已公告專利申請案DE 10 2004 018 069中所揭示之頭部,則頭部之底面之圓錐部分將因為來自於將材料推離該孔所導致的切線方向之抗拉應力,這便會有導致在板片中斷裂之很高的可能性。
通常,該頭部除了在底面係平坦之外,在上側亦係相對平坦,例如在上側及底面之間具有0.5至1.0毫米之厚度,並且具有寬於第二螺紋之直徑,例如為第二螺紋之內直徑的1.2至2.0倍寬,這樣一旦其進入纖維水泥板中時亦可作為旋擰止動件。
一旦具有平坦底面之頭部及在頭部下方之銑削鰭片係部份銑削及部分壓進纖維水泥板中而使得頭部之上側係與纖維水泥板之表面齊平或埋頭在表面底下時,在纖維水泥中出現之壓縮力與抵抗較大螺紋過度轉動之較大阻力的組合會產生有效制動及防止螺絲釘進一步之旋轉。此有效擋止穩固的螺絲釘進一步旋擰進入至在纖維水泥之材料中係一特定態樣,其保護纖維水泥板材/板片不會受到在纖維水泥板材/板片及位在下方的材料之間之可能凹腔上方之板材/板片表面中的破壞性及破裂性抗拉應力。
旋擰擋止之作用已證明對纖維水泥板片比起其他材料(諸如木材)係特別有效。頭部之平坦底面造成只在軸向方向上提供壓縮應力至纖維水泥板,該軸向方向係平行於縱向螺絲釘軸線之方向。由於纖維水泥板係非常穩定抵抗在此方向之壓縮應力,因此該纖維薄板可強烈抵抗此壓縮應力且有效擋止螺絲釘頭部在其鑽孔裝埋期間移動進入板片中。在平頭下方之鰭片協助在纖維水泥材料中的制動作用。此具有非常容易安裝之結果,因為旋擰機器不需要被精確調整而可以高速度及高力量來使用。此與木質材料不同,其中如此高速度及高力量將會導致螺絲釘一直持續深 入至木材中。即使在來自於旋擰機器之高速度及高力量的情況下,該螺絲釘可藉由纖維水泥而被有效地擋止;此高速度及高力量旋擰及有效擋止在第二螺紋上施加強大力量。然而,當該第二螺紋具有增加的厚度時,其可以比若其具有如在尖端之較細螺紋的相同直徑更能承受此力量。然而,該較細螺紋由於允許簡單進入位在下方的材料(諸如木質基礎)中而具有其優點。藉由該螺絲釘,可以達成高安裝速度而不影響正確安裝及品質。
通常,在頭部之厚度及第二螺紋之內直徑之間比率係0.1至0.3,例如,頭部之厚度係0.5至1.0毫米,諸如0.7毫米。例如,第二螺紋之內直徑係在5及7毫米之間。視情況,該頭部具有在8及9毫米之間的直徑,例如8.70毫米。
當頭部係平坦且較細時,亦即其具有從上側至底面之較短高度,該螺絲釘有利地具有內部狹縫,諸如Torx缺口、方形狹縫或十字形狹縫。
雖然鰭片原則上可以延伸至頭部之邊緣,但已經發現這並非必要。例如,在頭部之直徑及在鰭片周圍之外接最大圓之直徑之間的比率係1.05至1.40。
此螺絲釘用於緊固纖維水泥板片於位在下方的表面(例如木材表面且尤其緊固至牆壁)上係特別有用的。
雖然本發明係針對用於纖維水泥薄板來說明及使用,但螺絲釘同樣適用於其他面板/板片/板材,其通常大致上對抗拉應力比壓縮應力更敏感,例如,具有在斷裂時之抗 拉應力比在斷裂時之壓縮應力小至少2、4、6或10倍。
態樣
在下文中將描述可用之螺絲釘的相關態樣。
1.一種螺絲釘,具有第一及第二端及從該第一端延伸至該第二端的軸線;其中該螺絲釘在第二端具有用以藉由工具來旋擰該螺絲釘之頭部(G);其中該螺絲釘包括具有第一內直徑及第一外直徑之第一螺紋(B);其中該螺絲釘在該第一螺紋(B)與該頭部(G)之間包含銑削區段(C),其中該銑削區段(C)包括用於以在垂直於該螺絲釘軸線之平面中的外接圓來切削出具有與該外接圓相同直徑之孔的銑削構件;其中該外接圓的直徑大於該第一內直徑;其特徵在於,該螺絲釘在該銑削區段(C)與該頭部(G)之間包括第二螺紋(E),其中此第二螺紋(E)具有第二內直徑及第二外直徑;其中該第二內直徑係大於該第一內直徑。
2.依照態樣1之螺絲釘,其中該第二外直徑大於該第一外直徑。
3.依照態樣1或2之螺絲釘,其中該銑削構件具有外接圓,其大於該第一外直徑。
4.依照上述任一態樣之螺絲釘,其中該外接圓的直徑為該第二內直徑的0.8至1.2倍之間。
5.依照上述任一態樣之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)在從該銑削構件(C)且朝向該頭部之方向上具有 遞增的內直徑及外直徑,且其中該第二內直徑係該第二螺紋之最大內直徑,且該第二外直徑係該第二螺紋(E)之最大外直徑。
6.依照上述任一態樣之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)之螺距與該第一螺紋(B)之螺距不同。
7.依照態樣6之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)之螺距係比該第一螺紋(B)之螺距小1%至25%之間。
8.依照態樣1至5中任一項之螺絲釘,其中該第二螺紋(S)之螺距係與第一螺紋(B)之螺距相同。
9.依照上述任一態樣之螺絲釘,其中該第一端具有鑽頭尖,且該第一螺紋(B)係設置在該鑽頭尖(A)與該銑削區段(C)之間。
10.依照上述任一態樣之螺絲釘,其中該頭部(G)具有用於與工具協同運作之上側及具有銑削鰭片(F)以進一步銑削及鑽孔裝埋該頭部(G)之底面。
11.依照上述任一態樣之螺絲釘的使用方法,其用於將纖維水泥板固定在位在下方的材料上。
U‧‧‧區域
V‧‧‧區域
A‧‧‧鑽頭尖
B‧‧‧第一螺紋
D‧‧‧內直徑
G‧‧‧頭部
E‧‧‧第二螺紋
C‧‧‧銑削區段
F‧‧‧銑削鰭片
P‧‧‧纖維水泥板材/板片
M‧‧‧位在下方的材料
S‧‧‧螺絲釘
本發明將參照圖式更詳細地說明,其中圖1展示板片疊瓦式安裝在木材基礎上;圖2展示損壞纖維水泥板之相片;圖3展示另一張損壞纖維水泥板之相片;圖4展示安裝板材之概略圖; 圖5繪示螺絲釘;圖6展示以斜視透視之螺絲釘;圖7展示一些螺絲釘之可用尺寸;圖8展示一些螺絲釘之替代尺寸;圖9展示螺絲釘旋擰進入位在下方的表面;圖10繪示具有部分地疊覆之另一種板片安裝方法。
該螺絲釘特徵在於螺絲釘本體之頭部及上方部分的特殊構形(見圖5,區域U),接著係較為傳統的螺絲釘之螺紋及尖端(見圖5,區域V)-兩者都取決於欲於其中進行安裝之位在下方的材料。本申請案之所有使用的圖像/圖式係繪示具有特殊尖端及適於貫穿纖維水泥板材/板片且安裝在一木質基礎上之螺紋的螺絲釘。再者,所有圖像/圖式展示具有Torx(6瓣)狹縫(見圖5,繪示為W)的螺絲釘。亦可使用其他類型的狹縫且主要取決於通常在該地區中所使用之狹縫類型。
如圖6所繪示,在安裝期間,螺絲釘之鑽頭尖A鑽穿板材/板片然後進入位在下方的基礎,於該處該第一螺紋B接替且開始釘入螺絲釘。取代一正常習知技術之埋頭螺絲釘的頭部在旋擰期間被壓入至板材/板片中且造成對板材/板片不利壓力,藉由如圖6中所繪示之螺絲釘,在板材/板片中之孔係藉由接續在第一螺紋B之後的垂直凸肋/凸翼F(數量不重要,但最少2個)所切削出來,使得該 孔之直徑此時會增加至大約為在螺絲釘之頭部G處之第二螺紋E的內直徑D。當螺絲釘由於第一螺紋B之下方部分的作用而持續向下通過進入位在下方的材料時,在螺絲釘之頭部G之第二螺紋E會咬住板材/板片且自行切削進入板材/板片中。此提供在板材中之良好「抓持」,使得板材因此藉由第二螺紋而固定在螺絲釘上,而不是被壓抵於位在下方的材料。最後,小銑削鰭片F稍微切割孔之邊緣,藉此螺絲釘頭部G之最邊緣幾乎可以平坦抵靠於板材/板片上而因此完成安裝。垂直凸肋/凸翼C可以呈如圖6及7中所示之規格,但亦可具有不同形狀(例如,梨形、螺旋形,傾斜或鋸齒狀),只要其能夠切削該孔至所要直徑即可。例如,圖8繪示一替代形狀。
如圖6所示,第二螺紋E在頭部G附近具有固定直徑之一釘桿,且螺絲釘具有從銑削區段C推進至第二螺紋E之此釘桿之一遞增圓錐。因此,第二螺紋E之第二內直徑係相等於第二螺紋之釘桿之直徑,且因此第二螺紋之第二外直徑係相等於第二螺紋繞釘桿周圍之外直徑。在圖8之實例中,第二螺紋之外直徑係遞增之釘桿的最大直徑。
螺絲釘之示例性尺寸如下:螺絲釘長度:20至100毫米,或視情況可為30至50毫米
鑽頭尖長度為4至24毫米,或視情況可為6至10毫米
12至75毫米之第一螺紋長度,或視情況可為20至 40毫米
銑削區段長度3至15毫米,或視情況可為3至7毫米
第二螺紋長度4至30毫米,或視情況可為6至8毫米;例如可劃分為在沿著螺絲釘之圓錐部分為4毫米且沿著第二螺紋之釘桿靠近頭部處為2至4毫米。
圖7及圖8展示使用之螺絲釘以毫米為單位之尺寸實例。如在展示之特定實施例中所示,第二螺紋係較短的,其在銑削區段及頭部之間的繞組中僅包括一些匝圈。例如,第二螺紋(E)之長度係4至10毫米且包括少於四個完整匝圈。如圖7及8中所繪示,例如,該繞組係少於三個完整匝圈。其亦指出圖7中之銑削凸肋係平行於軸線,且圖8中之凸肋係經扭曲。
圖9繪示螺絲釘被旋擰至一基板中,例如,在一木材基礎上之纖維水泥板片。
在習知技術中螺絲釘中包含有數個元件,但這些元件之組合係新穎的且產生非常獨特的特徵,其係使用於對於抗拉應力比壓縮應力更敏感的面板,尤其係纖維水泥板材/板片。螺絲釘之功能係由如下說明之新穎態樣所主導。垂直或傾斜凸肋/凸翼具有在塑膠薄片中去除孔之毛邊或鑽穿過大之孔之功能,例如,為了確保材料在溫度變化下在螺絲釘之釘桿周圍移動,或當在位在下方的材料(例如鋼)中被鑽穿時可確保用於螺紋之餘隙。
軸向定向、傾斜或螺旋扭曲的凸翼或凸肋,例如如圖 6、7及8中所繪示,係用於切削孔,尤其係用於連續螺紋。如圖8中所繪示,該螺旋扭曲凸翼協助移除被銑削的材料。
在一螺絲釘上兩種不同螺紋直徑之組合係業界習知的,且尤其係用於安裝夾心式面板(上部螺紋在此被使用於提起頂部薄板靠在密封墊片上)之螺絲釘,如上文所提及之美國專利US3,682,507號,或用於所謂的調整螺絲釘或間距螺絲釘,其頂部螺紋被用於調整此一框架朝向或遠離牆壁及/或在框架及牆壁之間維持一給定距離。
在本發明之內容中,此兩種不同螺紋直徑係用來達成板材/板片之固持而在板材/板片上沒有壓力。因此,已有使用用於附接板片之螺絲釘,其中該螺絲釘具有銑削凸肋或銑削凸翼且在尖端及銑削凸肋或銑削凸翼之間具有一螺紋,以及在銑削凸肋或銑削凸翼及螺絲釘之頭部之間具有一螺紋。詳言之,銑削凸肋或銑削凸翼及頭部之間之螺紋係寬於在銑削凸肋或銑削凸翼及尖端之間之螺紋,其允許使用一螺絲釘之較細第一部分以產生較少的內部應力。較大頭部係用於在硬材料中轉移充分的旋擰動力以及用於在硬纖維水泥中以及在位在下方的材料(通常係木材)中擋止有關慣性及有關動力之螺絲釘動力。
使用螺絲釘之優點係在於控制靠抵一基礎安裝一板片時之張力及在材料中之內部應力之可能性,特別係在一木材基礎上安裝纖維水泥板片時。
在實務中已經發現尺寸20之Torx螺絲釘就關於尺寸 15的Torx用於旋轉螺絲釘進入基板係非常有利的,其中螺絲釘有利地提供一頭部,其具有對應於Torx螺絲釘尺寸20之凹槽。然而,此僅是例示性且狹縫必須依照螺絲釘頭部之尺寸來選擇。用於螺絲釘之適當的鑽孔裝埋的事實係在於其具有一內部狹縫而不是一直立構件來與一工具協同運作。
在圖10中,繪示一替代安裝方法,其中部分地疊覆纖維水泥板材/板片P在通常係木材之一位在下方的材料M上。類似於疊瓦式構形,在此部分地疊覆的構形中亦有一破裂風險及裂縫,因為在頂部板片下面之凹腔係造成抗拉應力之變形的風險。同樣在此情況中,依照本發明之螺絲釘可降低損害之風險。即使在圖式中左側之板片,儘管在薄板下沒有凹腔,但螺絲釘S具有降低破裂風險之優點,尤其係在靠近邊緣或拐角處。

Claims (26)

  1. 一種將纖維水泥板緊固於位在下方的基礎材料上的方法,該方法包括將該纖維水泥板放置在該位在下方的基礎材料上,且以具有鑽頭尖之螺絲釘鑽穿該纖維水泥板且將該螺絲釘旋擰至位在下方的基礎材料中;該螺絲釘具有第一及第二端及從該第一端延伸至該第二端的軸線;其中該螺絲釘在第一端處具有鑽頭尖且在第二端處具有頭部(G);其中該頭部(G)具有包括用於與工具協同運作之構件的上側及平坦底面,其特徵在於,該螺絲釘包括頭部且該頭部具有平坦底面,其中該底面包括用於銑削及鑽孔裝埋該頭部(G)於該水泥纖維板中之銑削鰭片(F);其中該螺絲釘包括具有第一內直徑及第一外直徑與第一螺距之第一螺紋(B);其中該螺絲釘在該第一螺紋(B)與該頭部(G)之間包含銑削區段(C),其中該銑削區段(C)包括用於以在垂直於該螺絲釘軸線之平面中的外接圓來切削出具有與該外接圓相同直徑之孔的銑削構件;其中該外接圓的直徑大於該第一內直徑;其中該螺絲釘在該銑削區段(C)與該頭部(G)之間包括第二螺紋(E),其中此第二螺紋(E)具有第二內直徑及第二外直徑與第二螺距;其中該第二內直徑係大於該第一內直徑,且該第二外直徑係大於該第一外直徑;其中該方法包括以第一螺紋將該螺絲釘鑽穿及旋擰至該位在下方的基礎材料中且同時地以第二螺紋將該螺絲釘旋擰至該纖維水泥板中,將該螺絲釘持 續旋擰至該纖維水泥板中直到該頭部藉由纖維水泥板的反作用力而被擋止,且該頭部被埋頭於該纖維水泥板中而使該頭部之上側與該纖維水泥板之表面齊平或者被埋頭於該表面下方。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該方法包括以疊瓦式或者以其他僅部分重疊構形來緊固複數個纖維水泥板;該方法包括將第二板片定位在第一板片的頂部,該第二板片以僅部分重疊構形抵靠該第一板片之表面,使得該第二板片之寬度的僅一部分係抵靠該位在下方的第一板片;及覆蓋在該第一板片中之該螺絲釘。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該螺絲釘包括以下的參數:螺絲釘長度:20至100毫米鑽頭尖長度:4至24毫米第一螺紋長度:12至75毫米銑削區段長度:3至15毫米第二螺紋長度:4至30毫米。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法,其中該螺絲釘包括以下的參數:螺絲釘長度:30至50毫米鑽頭尖長度::6至10毫米第一螺紋長度:20至40毫米銑削區段長度:3至7毫米第二螺紋長度:4至30毫米。
  5. 如申請專利範圍第3項之方法,其中該第二螺紋(E)之長度係4至10毫米且包括少於四個完整匝圈。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該頭部(G)之直徑與圍繞該等鰭片(F)而外接之最大圓之直徑之間的比率係1.05至1.40。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該頭部(G)之厚度與該第二螺紋(E)之內直徑之間的比率係0.1至0.3。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該頭部(G)具有的直徑為該第二螺紋(E)之內直徑的1.2至2.0倍寬。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法,其中該第二螺紋(E)之螺距係比該第一螺紋(B)之螺距小1%至25%之間。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中該第二螺紋(E)之螺距係比該第一螺紋(B)之螺距小1%至5%之間。
  11. 一種螺絲釘,用於如申請專利範圍第1至10項中任一項之方法,其中該螺絲釘具有第一及第二端及從該第一端延伸至該第二端的軸線;其中該螺絲釘在第一端具有鑽頭尖且在第二端具有頭部(G);其中該頭部(G)具有包括用於與工具協同運作之構件的上側及平坦底面,在該平坦底面上包括用於銑削及鑽孔裝埋該頭部(G)之銑削鰭片(F);其中該螺絲釘包括具有第一內直徑及第 一外直徑與第一螺距之第一螺紋(B);其中該螺絲釘在該第一螺紋(B)與該頭部(G)之間包含銑削區段(C),其中該銑削區段(C)包括用於以在垂直於該螺絲釘軸線之平面中的外接圓來切削出具有與該外接圓相同直徑之孔的銑削構件;其中該外接圓的直徑大於該第一內直徑;其中該螺絲釘在該銑削區段(C)與該頭部(G)之間包括第二螺紋(E),其中此第二螺紋(E)具有第二內直徑及第二外直徑與第二螺距;其中該第二內直徑係大於該第一內直徑,且該第二外直徑係大於該第一外直徑。
  12. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)在從該銑削構件(C)且朝向該頭部(G)之方向上具有遞增的內直徑及外直徑,且其中該第二內直徑係該第二螺紋(E)之最大內直徑,且該第二外直徑係該第二螺紋(E)之最大外直徑。
  13. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該螺絲釘包括以下的參數:螺絲釘長度:20至100毫米鑽頭尖長度:4至24毫米第一螺紋長度:12至75毫米銑削區段長度:3至15毫米第二螺紋長度:4至30毫米。
  14. 如申請專利範圍第13項之螺絲釘,其中該螺絲釘包括以下的參數:螺絲釘長度:30至50毫米 鑽頭尖長度:6至10毫米第一螺紋長度:20至40毫米銑削區段長度:3至7毫米第二螺紋長度:4至30毫米。
  15. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該頭部(G)具有用於與旋擰工具協同運作之內部狹縫。
  16. 如申請專利範圍第15項之螺絲釘,其中該狹縫係Torx缺口、方形或十字形狹縫。
  17. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該頭部(G)之直徑與圍繞該等鰭片而外接之最大圓之直徑之間的比率係1.05至1.40。
  18. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該頭部(G)之厚度與該第二螺紋之內直徑之間的比率係0.1至0.3。
  19. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該頭部(G)具有的直徑為該第二螺紋之內直徑的1.2至2.0倍寬。
  20. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)之螺距係比該第一螺紋(B)之螺距小1%至25%之間。
  21. 如申請專利範圍第20項之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)之螺距係比該第一螺紋(B)之螺距小1%至5%之間。
  22. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該第二 螺紋(E)從該銑削區段(C)至該頭部(G)係包括少於四個完整匝圈之螺紋圈。
  23. 如申請專利範圍第11項之螺絲釘,其中該第二螺紋(E)之至少兩個匝圈係設置在釘桿上,該釘桿具有朝向該頭部(G)遞增的直徑。
  24. 如申請專利範圍第11至23項中任一項之螺絲釘,其中該銑削構件具有大於該第一外直徑的外接圓。
  25. 一種如申請專利範圍第11至24項中任一項之螺絲釘的用途,其用於將纖維水泥板固定在位在下方的材料上。
  26. 如申請專利範圍第25項之用途,其中該位在下方的材料係木材且該纖維水泥板是以疊瓦式或者以其他僅部分重疊構形來緊固。
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