專利名稱：金屬膨脹螺栓及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬膨脹螺栓，如權(quán)利要求1所指述的那樣，它具有一個帶有膨脹錐體的栓體，還有若干沿膨脹錐體表面排列著的擴張片，本發(fā)明還涉及制造該膨脹螺栓的一種方法。
DE-OS 3526784 A1公開了一種金屬膨脹螺栓，其栓體上帶有一組外螺紋以及一個膨脹錐體。一個可擴張的套筒上設(shè)有一條連續(xù)的縱向開口，它套在膨脹錐體之上。該套筒可發(fā)生彈性變形并且其外直徑要大于栓體的直徑，當(dāng)將膨脹螺栓打入錨固基體的孔中時，其可擴張的套筒便與孔眼的周邊表面擠壓在一起，從而使該擴張?zhí)淄簿o固于鉆孔之中，栓體部的軸向移動將膨脹錐體拉入被緊固住的擴張?zhí)淄仓腥?，從而將其擴張開。只有當(dāng)栓體部與擴張?zhí)淄蚕嗷ブg產(chǎn)生位移，同時該擴張?zhí)淄?被緊固在鉆孔中時，該膨脹螺栓才有可能被錨固住。
就這種已知的金屬膨脹螺栓而言，其擴張?zhí)淄才c栓體部是分別獨立制造的，在組裝工序中才將它們組裝在一起。栓體部是采用車削的方法或以一種冷擠壓件的形式制作的，而擴張?zhí)淄矂t采用金屬片材通過沖壓及彎曲而制得。這種單個部件進(jìn)行制造的相應(yīng)工藝首先限制了部件的潛在構(gòu)形，而且在其制造和組裝過程中，要耗費大量時間和金錢。
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種金屬膨脹螺栓的制造方法，采用該方法可以非常簡單而又廉價地制造膨脹螺栓，同時又不須組裝工序。
在權(quán)利要求1和9中給出了解決上述問題的方案。多邊形的膨脹錐體產(chǎn)生了若干多邊形的表面，它可以由位于擴張片和多邊形表面之間的模制滑動元件構(gòu)成，這些模制滑動元件可以在其撤出鑄模之后沿多邊形的表面拉出。由滑動模制元件而導(dǎo)致的多邊形表面與擴張片的內(nèi)壁之間的間隙，被擴張片補償，這些擴張片相對于栓體的直徑沿徑向突起。當(dāng)膨脹螺栓被送入錨定基體上的鉆孔中時，突起的擴張片被劑壓在鉆孔的直徑之內(nèi)，使其內(nèi)壁緊靠著多邊形的表面。在這同時，位于擴張片與栓體之間的片狀連接件發(fā)生斷裂，這樣，擴張片便可在鉆孔中自由地?？吭诙噙呅蔚谋砻嫔?。擴張片的外表面與鉆孔壁之間的摩擦力將擴張片夾持在鉆孔的某一位置上，由多邊形表面構(gòu)成的膨脹錐體借助于栓體部的軸向運動便可被拉入擴張片內(nèi)，從而使擴張片沿徑向向外擴張，從而錨定在鉆孔之中。由于多邊形的每一個表面都配有自己的擴張片，這些擴張片相互分離，而且與栓體相分離，所以由于膨脹錐體的回縮而產(chǎn)生的徑向分力便完全轉(zhuǎn)換成膨脹力。這樣，借助于很小的回縮力便可使膨脹螺栓產(chǎn)生一種很大的夾持力。當(dāng)由于破裂而導(dǎo)致鉆孔擴大時，擴張片能夠很容易地在多邊形表面上移動，從而使膨脹錐體繼續(xù)向上滑動。因此，本發(fā)明的膨脹螺栓特別適合在容易形成斷裂的張力區(qū)域進(jìn)行錨固。
多邊形的表面，除了平面形之外，還可以是曲面形的，即在各點處都具有相同的曲率半徑，即使多邊形的表面以這種形式構(gòu)成，同樣可以通過沿多邊形表面拉出滑動模制元件而將其從模子中移出。
為了實現(xiàn)周邊均勻膨脹，最好將膨脹錐體制成一種四面體。
在擴張片的前端設(shè)置一種滑波形的斜面可以使膨脹螺栓連同其擴張片突起一起很容易地祓釘入錨定基體的鉆孔中去。
為了增大擴張片與鉆孔壁之間的摩擦力，可以在擴張片的外表面上刻制一些滾花，使其變得粗糙。
當(dāng)將擴張片釘入鉆孔中時，為了防止它們產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，最好用二個薄片元件將其與栓體連接在一起。
一方面為了節(jié)約材料，另方面為了容納鉆孔中的留落下來的粉塵，可以在栓體的外表面上沿縱向設(shè)置一些凹槽，在膨脹錐體的端面上還可以設(shè)置一個空穴。
采用一種公知的注模工藝即可簡單而又廉價地制造出這種金屬膨脹螺栓。根據(jù)該工藝，可采用金屬粉末以注模加工的方式來制造膨脹螺栓，制造過程中要采用一種粘合劑體系，隨后將該粘合劑去除，再將膨脹螺栓進(jìn)行燒結(jié)。為了在擴張片與膨脹錐體的多邊形表面之間產(chǎn)生一個間隙，在多邊形的角邊部位相互分開的一個模制滑動元件可以被采用，該模制滑動元件的各獨立部分沿多邊形的表面被拉制出來。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明，其中

圖1表示了采用粉末注模制造的金屬膨脹螺栓。
圖2表示了沿A-A線斷開的膨脹錐體的橫截面圖。
圖3表示了錨固在一構(gòu)件孔中的膨脹螺栓。
圖1所示的金屬膨脹螺栓由栓體部2，以及位于其后部的外螺紋3和位于其前部的膨脹錐體4組成，通過圖2可以清楚地看到其膨脹錐體4的橫截面呈多邊形，在該實施例中呈四邊形。多邊形的每一個表面13都與一個擴張片5個配合，該擴張片通過片狀元件6與栓體2相連接。每一條擴張片5最好通過二條片狀元件與栓體2相連接，一條片狀元件6′最好設(shè)置在二片擴張片5之間，這樣二條相鄰的擴張片便可被該片狀元件6′固定住。擴張片5的內(nèi)表面與多邊形的表面13之間形成一間隙7，其寬度大致等于擴張片5相對于栓體的直徑徑向突出的距離8。
為了增大擴張片5與鉆孔壁之間的摩擦力，在擴張片的外表面上設(shè)置了一組滾花形的粗糙面9。一方面為了節(jié)省材料，另一方面為了容納鉆出的粉塵，在栓體2的外表面上設(shè)置了一些沿縱向延伸的溝槽10，并在膨脹錐體4的端面上設(shè)置了一個空穴11。為了使該膨脹螺栓更容易進(jìn)入元件上的鉆孔中，可將擴張片5的前端制成一種滑坡形的斜面12。
圖2中沿A-A線所作的橫截面圖表明膨脹錐體4呈四邊形，其多邊形的表面13是曲面。為了便于從模子中取出，該膨脹錐體4的整個長度向上每點處的曲率半徑都相同，通過相應(yīng)的縫隙14，擴張片5的縱向邊緣處相互分離。
采用一種注射模具，用粉末注模的方法可以制得膨脹螺栓1。擴張片5的內(nèi)表面以及膨脹錐體4的多邊形表面13都是通過模具的滑動元件而形成的，該元件在多邊形的角部20處被分割成若干獨立的滑動元件。獨立滑動元件的厚度相當(dāng)于擴張片5與多邊形的表面13之間的間隙7。
在圖3中，膨脹螺栓1被錨固在部件16的鉆孔15之中。當(dāng)將膨脹螺栓1塞入鉆孔15內(nèi)時，沿徑向突出的擴張片5被同時壓入鉆孔15內(nèi)，于是該擴張片5便被擠靠在膨脹錐體4的多邊形表面13上。由于擴張片被擠壓在一起，連接薄片元件6，6′被切斷，擴張片5?？吭诙噙呅蔚谋砻?3上，使之可以產(chǎn)生軸向的位移。將螺帽17擰在栓體2的外螺紋上時，栓體2便會朝鉆孔的孔口方向移動，于是膨脹錐體4便被拉進(jìn)被鉆孔壁所夾持住的擴張片5的內(nèi)部。擴張片5在多邊形的表面13的作用下沿徑向向外擴張，而多邊形的表面則相對于鉆孔的底部不斷升高，這樣，膨脹螺栓1便被錨固在鉆孔15內(nèi)，在這同時，物件18通過墊圈19也被緊固在部件16上。
權(quán)利要求
1.一種金屬膨脹螺栓，它帶有一個栓體部，該栓體部的后端具有一個用來夾持或固定物件用的裝置，其前端具有一個膨脹錐體，該錐體從一個縮小的橫斷面朝著前端逐漸變粗，直至近似于栓體的直徑，若干擴張片復(fù)蓋在其上，這些擴張片被一些狹槽相互分割開，其特征在于該膨脹錐體(4)的橫斷面為一多邊形，在多邊形的每個表面(13)上都設(shè)有一個擴張片(5)，它們與多邊形的表面(13)之間留有一個間隙(7)，該間隙大致等于擴張片(5)相對于栓體的直徑沿徑向突出的距離(8)，每個擴張片(5)通過片狀元件(6，6′)的形式使其端部面向后與栓體(2)相連接，所述的片狀元件組成了一些預(yù)置的斷裂點。
2.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于多邊形的表面(13)為曲面，在各點處的曲率半徑都相同。
3.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于其膨脹錐體(4)的多邊形具有四個面(13)。
4.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于其擴張片(5)的前端帶有滑坡形的斜面(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于擴張片(5)的外外表面上設(shè)有滾花狀的粗糙面(9)。
6.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于每個擴張片(5)都是借助于至少二個片狀元件(6，6′)與栓體部(2)相連接的。
7.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于在螺栓的后端部栓體(2)設(shè)有外螺紋(3)，在膨脹錐體(4)與外螺紋(3)之間，栓體上設(shè)有若干縱向延伸的凹槽(10)，它們分布在栓體的外表面上。
8.如權(quán)利要求1所述的膨脹螺栓，其特征在于在膨脹錐體(4)的端面上設(shè)有一個空穴(11)。
9.一種制造上述任何一項權(quán)利要求所述的金屬膨脹螺栓的方法，其特征在于栓體(2)以及膨脹錐體(4)和擴張片(5)都是通過一種注模工藝用金屬粉末制造的，其中使用了一種粘合劑系列，隨后將該粘合劑去除并進(jìn)行燒結(jié)，還采用了一種在多邊形的底角邊處(20)相互分割開的滑動模件，以便在擴張片(5)與膨脹錐體(4)的表面(13)之間形成間隙(7)。
全文摘要
一種金屬膨脹螺栓，有一栓體部，其后端有一個夾持裝置，其前端有一個膨脹錐體，其橫斷面沿前端逐漸變粗，直至近于栓體直徑，若干擴張片覆蓋在其上，它們被一些狹槽相割開，膨脹錐體(4)橫斷面為多邊形，在其每個表面(13)上設(shè)有一擴張(5)，它們與表面間留有一間隙(7)，大致等于擴張片相對于栓體直徑沿徑向突出的距離(8)，每個擴張片以片狀元件(6，6′)的形式使其端部面向后與栓體(2)連接，該片狀元件組成一些預(yù)置斷裂點。
文檔編號E04B1/48GK1118416SQ9510179
公開日1996年3月13日 申請日期1995年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月28日
發(fā)明者M·哈格, G·塞波爾德, B·波洛赫, B·海因, W·韋伯 申請人:阿圖爾-費希爾股份公司費希爾廠