TWI617746B - 混凝土螺絲 - Google Patents
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Abstract
一種混凝土螺絲(1)，為了減少氫氣誘導的變脆破碎的傾向，故核心直徑dk在過渡區域(14)中增加到幹軸直徑ds，且同時螺紋(10)的外直徑da減少到幹軸直徑ds。此外，側翼尖端(15)和側翼脚(16)修成圓滑，如此該組織更均勻且可避免應力尖峰。
Description
本發明關於申請專利範圍第1項的引文的一種混凝土螺絲。
「混凝土螺絲」指可旋入混凝土中一預鑽的孔中的螺絲。在此，它自己切出其螺紋，因此該螺絲至少須部分地很硬。
當混凝土螺絲不是由不锈鋼構成時，則有氫脆化之虞，因此可利用表面處理，如酸蝕(Beizen)，使氫呈原子態擴散到混凝土螺絲的邊緣層中，特別是從1000N/mm 2起的高強度場合，在負荷下，會由於氫的濃度作用，在具高硬力的區域造成延遲之脆化破裂，特別是在斜拉伸(Schrägzug)的場合，例如在依ETAG所作混凝土螺絲之相關的容許(Zulassung)的試驗所預述者，這點會造成破壞。這點迄今係利用非電解方式鍍覆的鍍層，如鋅層片覆層來對付，如不用此方式，也可利用感應式硬化，只針對尖端及螺紋為標的作硬化，如此在從螺紋到幹軸的過渡區域中(它是氫誘導的脆化破裂的特別高危險群)強度遠低於1000N/mm 2。
本發明的目的在提供一種混凝土螺絲，其受氫脆化損壞的傾向彎下。
這種目的依本發明係利用具有申請專利範圍第1項的特點
的一種混凝土螺絲達成。
「混凝土螺絲」一詞，此處指一種沒有鑽孔尖端的螺絲，它可旋入礦物質底材(特別是混凝土)中的一孔中，在此一混凝土螺絲自己切出其在孔中的螺紋，為此，螺紋至少局部硬度超過50HRC，特別是超過55HRC，且宜超出58HRC，混凝土螺絲特別是起碼內直徑為6mm。在此，平均核心直徑至少5.5mm，螺紋外直徑至少7.5mm。螺絲尖端很短，特別是少於螺紋部段長度的20%，此外，還特別地鈍，混凝土螺絲與底材一起形成一固定裝置，此混凝土螺絲宜錨合在一礦物質底材(特別是由混凝土構成者)。
本發明的混凝土螺絲有一螺紋部段，其平均核心直徑至少在一半長度的範圍中大致恆定。「平均核心直徑」此處指沿混凝土螺絲的縱方向看螺絲的中央區域的直徑，在此，螺紋可為單螺紋線或多螺紋線者，在多螺紋線的螺紋，在螺紋線之間的核心直徑可不同，此處，對應於此，依本發明有二個或更多平均核心直徑，但它們至少在一半長度的範圍中大致恆定，此外，本發明的混凝土螺絲有一無螺紋的幹軸部段，其中此幹軸部段遠比螺紋部段長很多，但也可以短很多，一工具嵌合手段(特別是一個外六邊形)關於嵌合一工具，利用該工具可將混凝土螺絲旋入底材中。
依本發明的特徵為，螺紋部段有一過渡區域，鄰界到幹軸部段，此過渡區域至少為半個螺距長度，特別是至少一個尤宜至少二個螺距長，在過渡區域的長度範圍中，核心直徑從平均核心直徑沿幹軸部段的方向增加到幹軸部段的直徑，這種增加係一直的，且特別是線性，但不一定要如此，利用這種設計，出乎意料地氫誘導的脆化破壞傾向可減少，這點原因大概是由於一般常用分段式從核心直徑過渡到幹軸直徑之故。
在螺紋部段的過渡區域中(特別是在整個過渡區域的長度範圍)的整個長度範圍，該螺紋外直徑向幹軸部段方向減少到幹軸部段的直徑，這種直徑也可減少到超過該過渡區域以外的長度，但螺紋特別是跑了超過二軸，在此這種減少係連續的，且特別是(但不一定要)線性者，隨著核心直徑的增加，這點造成從螺紋部段的中央部段到幹軸部段的一種平穩過度，如此，一方面在最大負荷的區域在斜拉伸(Schrägzug)的場合可減少銳緣及缺口，另方面，在螺紋滾壓時大幅變形的組織在過渡區域中，相對地均勻，因此脆化破裂的傾向減少，為了避免由於缺口效應引起脆化破裂，螺紋的側翼脚修成圓滑，如此依本發明在從螺紋側翼到核心直徑的過渡區域上，缺口和不均勻組織的情事可避免，其中特別是在朝向幹軸部段那一側尤其有用。如此，也可減少脆化傾向。
螺紋的側翼尖端，宜修成圓滑，如此可避免不均勻的組識脆化破裂的傾向。
本發明的混凝土螺絲的螺紋螺距對螺紋外直徑的比例大於0.5，特別是大於0.6，尤宜是大於0.7。如此由於混凝土螺絲之所要施的力矩，推進及保持的值可達到良好的比例。
此外，混凝土螺絲在螺紋的區域中，外直徑對核心直徑的比例小於1.55，特別是小於1.45，這點也有利於混凝土螺絲由所要施的力距，推進及保持值的比例。
本發明在以下利用一定施例說明：
(1)‧‧‧混凝土螺絲
(2)‧‧‧鑽孔
(3)‧‧‧底材
(4)‧‧‧物體
(5)‧‧‧貫通孔
(6)‧‧‧變細窄部
(7)‧‧‧前螺絲端
(8)‧‧‧工具嵌合手段
(9)‧‧‧後螺絲端
(10)‧‧‧螺紋
(11)‧‧‧鑽孔壁
(12)‧‧‧螺紋部段
(13)‧‧‧幹軸部段
(14)‧‧‧過渡區域
da‧‧‧螺紋(10)之外直徑
dk‧‧‧螺紋(10)之核心直徑
dkm‧‧‧螺紋(10)之平均核心直徑
ds‧‧‧幹軸部段(13)之直徑
E‧‧‧裝入方向
P‧‧‧螺紋螺距
圖1係經一具本發明的混凝土螺絲的固定裝置的縱部面圖。
圖2係依圖1的部段II該混凝土螺絲的過渡區域的放大剖面圖。
圖中所示之本發明之自攻螺紋的混凝土螺絲(1)係用於旋入一個由混凝土、牆結構或其他礦物質材料構成的底材(3)中的一預鑽出的鑽孔(2)中。此混凝土螺絲(1)不使用栓釘(Dübel)或其他輔助手段旋入鑽孔(2)中，在此向已切出一內螺紋到底材(3)中，且用於將一物體(4)(呈一鋼製的角鋼形式)固定。為此，混凝土螺絲(1)在旋入底材(3)前，穿過該物體(4)的貫通孔(5)過去，圖1顯示完全錨固的狀態。混凝土螺絲(1)和底材(3)一同構成一固定裝置。
混凝土螺絲(1)在一前螺絲端(7)(沿裝入方向E的前方)有一截錐形的變細窄部(Verjüngung，英：tapering)(6)，在一後螺絲端(9)有一工具嵌合手段(8)，在圖示實施例中，工具嵌合手段(8)為一外六角形，此頭部形狀並非必須如此者。
混凝土螺絲(1)有一螺紋(10)，螺紋(10)外直徑da大到使它混凝土螺絲(1)旋入鑽孔(2)時切入一鑽孔壁(11)，螺紋(10)的外直徑da對平均核心直徑dkm的比例為0.72，「平均直徑」dkm表示在螺紋(10)中央區域的核心直徑。由於變細窄部(6)很短，故螺紋(10)的大部分都具有平均核心直徑。
具螺紋(10)的部段構成混凝土螺絲(1)的一螺紋部段(12)在螺紋部段(12)和工具嵌合手段(8)間設有一圓柱形幹軸部段(13)，它具有恆定直徑ds。此螺紋部段(12)之朝向幹軸部段(13)的部分在一段長度範圍(相當於二
倍之螺距P)形成一過渡區域(14)(圖2)，在此過渡區域(14)中，該螺紋(10)之核心直徑dk沿後螺絲端(9)方向呈線性從平均核心直徑dkm增加到幹軸部段(13)的直徑ds。此外，在過渡區域(14)中沿後螺絲端(9)方向，螺紋(10)的外直徑da呈線性減少到幹軸部段(13)的直徑ds。
此外在圖2的放大圖可看出，螺紋(10)的一側翼尖端(15)修成圓滑。且一側翼脚(16)在過渡到此具核心直徑dk的區域修成圓滑，而且在朝向到前螺絲端(7)和後螺絲端(8)的那一側亦然。
利用過渡區域(14)及側翼尖端(15)和側翼脚(16)的設計，在過渡區域(14)可達成較均勻的組織且可避免缺口作用。如此，比起習知之混凝土螺絲，氫誘導之脆化破裂的損壞的傾向減少。
(13)‧‧‧幹軸部段
(14)‧‧‧過渡區域
(15)‧‧‧側翼尖端
(16)‧‧‧側翼脚
da‧‧‧螺紋(10)之外直徑
dk‧‧‧螺紋(10)之核心直徑
dkm‧‧‧螺紋(10)之平均核心直徑
ds‧‧‧幹軸部段(13)之直徑
Claims (15)
- 一種混凝土螺絲(1)，具有一螺紋部段(12)，其平均核心直徑dkm在至少其長度的一半的範圍中係大致恆定者；一無螺紋的幹軸部段(13)；以及一工具嵌合手段(8)；其特徵在：在該螺紋部段(12)的一個鄰界到該幹軸部段(13)的過渡區域中，該螺紋部段的核心直徑dk在一長度範圍內從該平均核心直徑dkm朝該幹軸部段(13)的方向增加到該幹軸部段(13)的直徑ds，此長度至少相當於該螺紋的螺距(P)的一半。
- 如申請專利範圍第1項之混凝土螺絲，其中：該長度至少等於該螺紋螺距(P)。
- 如申請專利範圍第2項之混凝土螺絲，其中：該長度至少為該螺紋螺距(P)的二倍。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項之混凝土螺絲，其中：該工具嵌合手段(8)係為一外六邊形。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項之混凝土螺絲，其中：在該螺紋部段(12)的過渡區域(14)中或超出該過渡區域(14)之外的範圍中，該螺紋之外直徑da，沿該幹軸部段(13)的方向減少到該幹軸部段(13)的直徑ds。
- 如申請專利範圍第5項之混凝土螺絲，其中：在大致超出該過渡區域(14)的整個長度之外的範圍中，該螺紋的外直徑 da沿該幹軸部段(13)的方向減少到該幹軸部段(13)的直徑ds。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項的混凝土螺絲，其中：該螺紋(10)的側翼脚(16)修成圓滑。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項的混凝土螺絲，其中：該螺紋(10)的側翼尖端(15)修成圓滑。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項的混凝土螺絲，其中：在該恆定之平均核心直徑的區域中，該螺紋螺距(P)對螺紋(10)的外直徑da的比例大於0.5。
- 如申請專利範圍第9項之混凝土螺絲，其中：該比例大於0.6。
- 如申請專利範圍第10項之混凝土螺絲，其中：該比例大於0.7。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項的混凝土螺絲，其中：在該恆定平均核心直徑dkm的區域中，該螺紋(10)的外直徑da對平均核心直徑dkm的比例小於1.55。
- 如申請專利範圍第12項之混凝土螺絲，其中：該比例小於1.45。
- 如申請專利範圍第1~3項其中任一項的混凝土螺絲，其中：該混凝土螺絲(1)係錨合在一礦物質的底材(3)中。
- 如申請專利範圍第14項之混凝土螺絲，其中：該底材(3)係由混凝土構成者。
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