專利名稱：硬質脆性板材栓體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬質脆性板材栓體，特別是一種對石材、瓷磚、陶瓷、玻璃、人造石等硬質脆性板材實現具有裝飾效果的永久、可靠的緊固連接的栓體。
現有中國專利ZL91100552的德國慧魚緊固件，是在硬質脆性板材上鉆個內擴孔，將一彎成屋頂狀的可撐開構件套入錐度螺栓上置入孔內，再將一管狀體套于錐度螺栓上并用一螺帽旋緊于錐度螺栓上，通過管狀體將彎成屋頂狀的可被可撐開構件推至孔底孔徑較大的內擴孔底部，由此完成金屬栓體在硬質脆性板材上固定的；該方案除各構件較復雜成本較高，鉆孔難度大成孔尺寸難以控制成本高的缺憾以外；還具有栓體受拉時由栓體轉嫁給硬質脆性材料的應力是朝孔內徑向往外偏出一個相當大的角度之受力薄弱的方向，因其管狀體突出硬質脆性材料以外的一截消除不得且突出高度不是定值會形成栓體受壓竄入脆性孔底的自由度無法消除，該管狀體突出一截的存在也是造成栓體軸向抖動的不確定因素，并且其內擴孔底部的擴孔形狀尺寸在加工時難以控制、當栓體推入孔底時與孔壁吻合的程度較差若不用易于老化的膠水填塞其縫隙加以補救、栓體在孔內會徑向磨動，膠水的輔助固定終非長久之計，以及突出孔外一截的栓體有礙堆放、運輸等不足之處。
本發明的任務是提供一種金屬栓體簡單，在硬質脆性板材上鉆孔簡捷易行，可消除栓體軸向抖動和徑向磨動，不依賴易老化的膠水輔助固定，無論栓體受壓或受拉時都不會損壞硬質脆性板材，緊固力度大永久性和可靠性高，成本低，便于堆放運輸等特點的栓體。
本發明的任務是以如下方式完成的在硬質脆性板材上鉆一直徑不變的半孔，將一套有金屬脹管的錐度螺帽置入孔內，并將突出孔外的部分脹管進一步塞入孔內，由孔內錐度螺帽朝徑向撐開脹管均勻地擠向孔壁并使錐度螺帽和脹管在孔壁的限制下相互擠壓變形，再將脹管可能突出孔外的部分磨掉，因錐度螺帽在孔內距孔外有一定的距離磨脹管時不會傷及其螺紋；然后用被連接物緊貼硬質脆性板材壓住脹管外端再用一螺栓旋緊于孔內的螺孔上，由螺栓將錐度螺帽向外拉，被螺栓壓住的被連接件緊壓脹管外端使之不得外移，促使錐度螺帽和脹管進一步地擠壓變形將巨大的擠壓力朝徑向均勻分攤地轉嫁給不變形的孔壁，因孔壁的徑向正是硬質脆性板材以孔位為中心所能取的尺寸最大抗擠壓能力最強的方向所以孔壁不會變形損壞，該巨大擠壓力的存在有效地扼制了栓體在孔內的磨動；若拆下螺栓和被連接物，其板面平整無異絲毫不會影響板材的堆裝運輸；當被連接物被螺栓緊壓緊緊地壓牢于硬質脆性板材的接觸面時，兩者之間的強大彈力所形成的阻礙兩者相對移動的相當大的磨擦力可限制栓體的軸向抖動，同時兩者之間較大面積的緊密吻合和相當大的彈力構成了強大的阻力矩進一步防止栓體軸向抖動，其次螺栓依托被連接物與硬質脆性板材的吻合面緊緊地拉牢孔內最底部的錐度螺帽使栓體受壓時不致竄入脆性孔底；上述技術方案是利用硬質脆性板材卓越的抗擠壓能力及其孔壁與栓體之間的磨擦力，在兩者之間產生巨大的擠壓力從而得到栓體可承受強大拉力的結果；要獲得該結果首先要確保脹管在孔內擠壓變薄后仍有足夠的厚度能維持其足夠的強度套牢錐度螺帽，以及孔壁的完整能擠牢脹管，還要確保這種巨大的擠壓力的可持續存在，即被連接物實施緊固前應有使脹管和錐度螺帽進一步擠壓變形的空間以進一步加大擠壓力的潛力，當被連接物在板面上的螺孔上實施緊固連接時該巨大擠壓力可持之以恒地存在而不會劇減甚至幾乎消失是完全必要的；如果孔內的螺孔會被拉至與半孔外表面平就不可能進一步加大擠壓力了，同樣當被連接物在板面上的螺孔實施緊固時，孔內錐度螺帽會被拉至與被連接物觸碰時該巨大擠壓力會劇減，會造成栓體的抗拉能力、栓體的抗孔內徑向磨動能力和抗軸向抖動能力大打折扣，要是孔內錐度螺帽會被拉至把被連接物頂起與硬質脆性板材脫離，該巨大的擠壓力將幾乎消失，栓體的抗拉能力、栓體的抗孔內徑向磨動能力和抗軸向抖動能力也幾乎消失；因此板面上半孔內的螺孔與半孔外表面要保持有一空間，當被連接物固定在板面上的螺孔上時被連接物在緊壓板面的前提下要保持不觸碰板材上半孔內的錐度螺帽，才能實現永久可靠的緊固目的。
以下結合附圖
對本發明的任務作進一步說明附圖的左側為硬質脆性板材栓體結構示意圖，右側為硬質脆性板材栓體與被連接物之間的緊固連接示意圖圖中硬質脆性板材[1]上鉆有直徑不變的半孔[2]，將套有脹管[6]的錐度螺帽[7]裝入半孔[2]內，將脹管[6]塞入半孔[2]內并將脹管[6]可能突出半孔[2]外表面的部分磨掉，用被連接物[4]緊貼板材[1]并緊壓脹管[6]外端再用螺栓[3]穿過被連接物[4]旋緊于板材[1]上半孔[2]內的螺孔[8]上，被連接物[4]壓住脹管[6]使之不得外移的同時將錐度螺帽[7]外拉擠壓脹管[6]再擠壓半孔[2]的孔壁，因半孔[2]孔壁所承受的巨大擠壓力的方向正好是硬質脆性板材[1]在孔位附近所能取得的最具承受擠壓力的方向，該巨大擠壓力朝這些方向均勻地分攤，故孔壁不會變形破損，在半孔[2]孔壁的限制下，脹管[6]和錐度螺帽[7]相互擠壓變形產生了巨大擠壓力，由于在硬質脆性板材[1]上半孔[2]內所固定的螺孔[8]與半孔[2]的外表面保持有空間[5]，脹管[6]與錐度螺帽[7]有進一步擠壓變形進一步加大擠壓力的潛力，且套住固定螺孔[8]的脹管[6]的外端基本與半孔[2]的外表面平；因此用螺栓[3]將被連接物[4]固定在硬質脆性板材[1]上的螺孔[8]上時，被連接物[4]緊壓硬質脆性板材[1]且被連接物[4]不會觸碰硬質脆性板材[1]上半孔[2]內的錐度螺帽[7]的，所以脹管[6]與半孔[2]的孔壁之間存在的巨大擠壓力得以持之以恒地保持，在兩者之間產生強大的摩擦力將被連接物[4]固定連接的同時防止半孔[2]內的栓體徑向磨動，并在被連接物[4]與硬質脆性板材[1]之間產生較大的摩擦力和阻力矩防止栓體的軸向抖動。
實施時，為防止因鉆半孔[2]時萬一不慎將孔徑鉆得偏大，可預備比正常管徑略大壁厚略厚些許的脹管[6]替代使用，以切實保證螺孔[8]與半孔外表面一定要保持的空間[5]。
權利要求
1.一種硬質脆性板材栓體，特別是套有金屬脹管的金屬錐度螺帽裝入硬質脆性板材上直徑不變的半孔內擠壓變形所固定的螺孔，其特征在于在硬質脆性板材[1]上半孔[2]內所固定的螺孔[8]與半孔[2]的外表面保持有一空間[5]，且套住固定螺孔[8]的脹管[6]的外端基本與半孔[2]的外表面平；
2.根據權利要求1所述的硬質脆性板材栓體，其特征在于用螺栓[3]將被連接物[4]固定在硬質脆性板材[1]上的螺孔[8]上時，被連接物[4]緊壓硬質脆性板材[1]且被連接物[4]不會觸碰硬質脆性板材[1]上半孔[2]內的錐度螺帽[7]；
3.根據權利要求1所述的硬質脆性板材栓體，其特征在于錐度螺帽[7]的最大直徑加兩倍脹管[6]的壁厚，在裝入硬質脆性板材[1]上的半孔[2]前略大于半孔[2]的直徑并以略大0.5至5MM為佳；
4.根據權利要求1、3所述的硬質脆性板材栓體，其特征在于錐度螺帽[7]與脹管[6]的軸向高度在4至25MM之間；
5.根據權利要求1、3、4所述的硬質脆性板材栓體，其特征在于錐度螺帽[7]與脹管[6]的直徑在6至28MM之間。
全文摘要
利用硬質脆性材料具有卓越的抗擠壓能力的特點，在硬質脆性板材上的半孔內裝入金屬錐度螺帽和可基本不突出板面孔外的脹管，在對孔壁產生擠壓力和可進一步加大的擠壓力所固定的螺孔之栓體；該栓體克服了國內外其它同類先進栓體難以解決的栓體在板材孔內徑向磨動和軸向抖動及栓體受力過大會損壞板材的難題，且具有結構簡單、加工操作便捷、緊固力度大、永久性好、可靠性高、抗震動沖擊能力強、便于堆放運輸、緊固連接吻合度精密、成本低廉、適用范圍廣等特點，無論從經濟上和技術上的層面上看，都可應用于一切以裝飾裝璜為目的的硬質脆性板材的緊固連結。
文檔編號F16B13/06GK101042151SQ20071000717
公開日2007年9月26日 申請日期2007年2月6日 優先權日2007年2月6日
發明者易育寧 申請人:易育寧