САМОСВЕРЛЯЩЕЕ РАСШИРИТЕЛЬНОЕ КРЕПЕЖНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F16B19/00 B23B51/00 B23P15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к расширительному крепежному средству, сформированному целиком из листового металлического материала, и, более конкретно, к крепежному средству для соединения множества слоев листовых деталей друг с другом с возможностью самосверления в них отверстия, выполненному целиком из листового металлического материала и используемому с элементом, имеющим наружную резьбу.

Предпосылки создания изобретения

Расширительное крепежное устройство обычно используют для прочного соединения друг с другом множества листовых деталей, таких как строительные панели, и оно включает в себя болт и расширительное крепежное средство. На фиг. 1 показано типичное расширительное крепежное средство 10, которое включает в себя бочкообразный корпус 11 с множеством продольно вытянутых удлиненных пазов 12, выполненных на нем для образования множества разнесенных в плане промежуточных пластин 13; гайку 14, соединенную с верхней частью бочкообразного корпуса 11; и нижнюю крышку 15, соединенную с нижней частью бочкообразного корпуса 11. Как показано на фиг.2, болт 16 может быть пропущен через нижнюю крышку 15 и бочкообразный корпус 11 расширительного крепежного средства 10, чтобы входить в зацепление с гайкой 14. Когда бочкообразный корпус 11 подвергается затягиванию, промежуточные пластины 13 вынуждены расширяться наружу и становятся деформированными. Деформированные промежуточные пластины 13 и болт 16 в совокупности фиксируют прикрепляемый предмет 17 с опорным предметом 18.

Обычное расширительное крепежное средство 10 имеет недостатки в плане его сборки и установки. Во-первых, гайку 14 и нижнюю крышку 15 соединяют с бочкообразным корпусом 11 посредством сварки, которая требует больших затрат времени и труда, приводя к высокой стоимости изготовления расширительного крепежного средства 10. Во-вторых, для установки обычного расширительного крепежного средства 10 на листовой детали, такой как панель или доска, требуются два этапа. А именно, сначала на опорном предмете 18 нужно просверлить отверстие, по размеру соответствующее расширительному крепежному средству 10, а затем в упомянутое отверстие забивают бочкообразный корпус 11, например молотком, таким образом, чтобы бочкообразный корпус 11 туго вставлялся в отверстие без риска проворачивания относительно опорного предмета 18. Упомянутая установка, очевидно, является сложной и требует больших затрат времени и труда. Поэтому желательно устранить данные недостатки.

Сущность изобретения

Основной целью настоящего изобретения является создание самосверлящего расширительного крепежного средства, при помощи которого пользователь может фиксировать вместе две или более листовых деталей только за один установочный этап, чтобы значительно упростить трудовой процесс и повысить производительность труда.

Другой целью настоящего изобретения является создание способа формирования самосверлящего расширительного крепежного средства целиком из листового металлического материала посредством ряда процессов пробивания отверстий и штамповки таким образом, чтобы упомянутое самосверлящее расширительное крепежное средство можно было легко изготавливать при повышенной эффективности производства.

Для достижения упомянутых и других целей, в соответствии с изобретением предложено крепежное средство для соединения множества слоев листовых деталей друг с другом с возможностью самосверления в них отверстия, выполненное целиком из листового металлического материала и используемое с элементом, имеющим наружную резьбу, при этом крепежное средство содержит:

структуру расширения, имеющую внутреннюю резьбу и множество пластин для распределения усилий; и

структуру сверла, сформированную целиком в верхней части упомянутой структуры расширения, причем упомянутая структура сверла включает в себя щиток для стружки, соединенный с упомянутой структурой расширения и предназначенный для закрытия верхней части структуры расширения, и сверло, выдвинутое вперед из щитка для стружки и предназначенное для самосверления отверстия во множестве слоев листовых деталей из условия, что структура расширения может быть продвинута через упомянутые листовые детали и плотно размещена в просверленном отверстии с расположением пластин для распределения усилий целиком за упомянутыми листовыми деталями, с обеспечением плотного прижима к внутренней стороне упомянутого множества слоев листовых деталей и фиксации листовых деталей друг с другом при вкручивании элемента с наружной резьбой глубже в структуру расширения для введения в зацепление с внутренней резьбой, с постепенным затягиванием упомянутых пластин для распределения усилий обратно с возможностью их расширения наружу и сжатия в полностью сложенное состояние.

Кроме того, в соответствии с изобретением:

упомянутый щиток для стружки предпочтительно содержит две боковые крышки для совместного закрывания верхней части упомянутой структуры расширения, при этом упомянутое сверло состоит из двух наконечников сверла, выдвинутых вперед из верхних поверхностей упомянутых двух боковых крышек;

упомянутая структура расширения предпочтительно сформирована целиком с образованием корпусной части с внутренней резьбой и бочкообразной корпусной части, причем упомянутая внутренняя резьба сформирована в корпусной части с внутренней резьбой, а пластины для распределения усилий - на бочкообразной корпусной части;

упомянутая бочкообразная корпусная часть предпочтительно содержит по меньшей мере одно удерживающее крыло для врезания в периферийную стенку просверленного отверстия на самой наружной листовой детали упомянутого множества слоев листовых деталей из условия прочного соединения крепежного средства с упомянутой самой наружной листовой деталью;

упомянутая корпусная часть с внутренней резьбой предпочтительно выполнена в виде цилиндрического полого корпуса, а бочкообразная корпусная часть - в виде шестигранного полого корпуса с шестигранным отверстием;

упомянутое удерживающее крыло предпочтительно сформировано посредством штамповки снаружи стенки бочкообразной корпусной части из условия расположения упомянутого удерживающего крыла под углом относительно горизонтального заднего конца бочкообразной корпусной части;

упомянутая структура расширения предпочтительно содержит по меньшей мере один ограничитель, сформированный на ее заднем конце; и

упомянутая структура расширения предпочтительно снабжена по меньшей мере одним соединительным устройством, состоящим из ушка и паза, соответственно расположенного напротив упомянутого ушка таким образом, что упомянутое ушко и упомянутый паз могут входить в зацепление и быть зафиксированы друг с другом.

Также для достижения упомянутых и других целей, в соответствии с изобретением, способ изготовления крепежного средства для соединения множества слоев листовых деталей друг с другом с обеспечением самосверления в них отверстия, выполненного целиком из листового металлического материала и используемого с элементом, имеющим наружную резьбу, включает:

получение листового металлического материала с размерами, требуемыми для изготовления упомянутого крепежного средства, и формирование на полученном листовом металлическом материале зоны структуры расширения и зоны структуры сверла;

штамповку зоны структуры расширения в заданном участке, которую определяют как зону формирования резьбы для получения резьбы с заданными размерами;

пробивание зоны структуры расширения в заданном участке, которую определяют как зону формирования бочкообразного корпуса для получения множества пластин для распределения усилий;

пробивание зоны структуры сверла в заданном участке с образованием требуемого щитка для стружки;

пробивание зоны структуры сверла в заданном участке с образованием требуемого сверла; и

штамповку зоны формирования резьбы и зоны формирования бочкообразного корпуса с образованием требуемой конфигурации для упомянутых двух зон.

Кроме того, в соответствии со способом:

упомянутый щиток для стружки предпочтительно выполняют с двумя боковыми крышками, а упомянутое сверло - с двумя наконечниками сверла;

в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса предпочтительно осуществляют штамповку в заданном участке для получения по меньшей мере одного выдвинутого наружу удерживающего крыла, расположенного под фиксированным углом относительно горизонтального заднего конца упомянутой зоны формирования бочкообразного корпуса;

в упомянутой зоне формирования резьбы предпочтительно осуществляют штамповку до преимущественно цилиндрического корпуса, а в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса штамповку до шестигранного полого корпуса, внутри которого образуют шестигранное отверстие;

в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса предпочтительно осуществляют пробивание в заданном участке для получения по меньшей мере одного ограничителя; и

в упомянутой зоне структуры расширения предпочтительно осуществляют пробивание в заданном участке для получения по меньшей мере одного соединительного устройства для соединения друг с другом двух продольных сторон упомянутой зоны структуры расширения.

Краткое описание чертежей

Структура и технические средства, применяемые настоящим изобретением для достижения упомянутых и других целей, могут быть лучше всего поняты посредством обращения к приведенному ниже подробному описанию предпочтительных вариантов осуществления и прилагаемым чертежам, из которых

Фиг. 1 представляет собой перспективный вид с пространственным разделением элементов обычного расширительного крепежного средства;

Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе, показывающий расширительное крепежное средство, показанное на фиг. 1, в использовании;

Фиг. 3 представляет собой перспективный вид самосверлящего расширительного крепежного средства в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 представляет собой главный вид самосверлящего расширительного крепежного средства, показанного на фиг. 3;

Фиг. 5 представляет собой развернутый вид самосверлящего расширительного крепежного средства, показанного на фиг. 3;

Фиг. 6 представляет собой вид с местным разрезом самосверлящего расширительного крепежного средства, показанного на фиг. 3;

Фиг. 7А-7С показывают последовательно этапы установки самосверлящего расширительного крепежного средства по настоящему изобретению; и

Фиг. 8А-8I показывают последовательно этапы, включенные в способ в соответствии с настоящим изобретением, для формирования самосверлящего расширительного крепежного средства.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение будет описано ниже на основе предпочтительного варианта его осуществления и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг. 3-6, самосверлящее расширительное крепежное средство 20 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения образовано целиком из листового металлического материала и включает в себя структуру 21 расширения и структуру 30 сверла, расположенную в верхней части структуры 21 расширения. Структура 21 расширения содержит переднюю часть, выполненную в виде корпусной части 22 с внутренней резьбой, и заднюю часть, выполненную в виде бочкообразной корпусной части 23. Корпусная часть 22 с внутренней резьбой представляет собой цилиндрический полый корпус, в котором образована внутренняя резьба 24.

Бочкообразная корпусная часть 23 представляет собой шестигранный полый корпус, внутри которого образовано шестигранное отверстие. Бочкообразная корпусная часть 23 включает в себя множество разнесенных в плане пластин 25 для распределения усилий. Когда бочкообразная корпусная часть 23 подвергается воздействию осевого затягивания, в пластинах 25 для распределения усилий возникает напряжение. Другими словами, пластины 25 для распределения усилий в совокупности образуют зону ослабления. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, предусмотрены шесть аксиально удлиненных пластин 25 для распределения усилий, равномерно разнесенных. в плане по бочкообразной корпусной части 23 так, что между любыми двумя смежными пластинами 25 для распределения усилий образован промежуточный паз 26. Кроме того, бочкообразная корпусная часть 23 включает в себя по меньшей мере одно удерживающее крыло 27. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, предусмотрено два удерживающих крыла 27, образованных на бочкообразной корпусной части 23 посредством штамповки, так что данные удерживающие крылья 27 выдвинуты наружу из стеновой поверхности бочкообразной корпусной части 23 и расположены под фиксированным углом относительно горизонтального заднего конца бочкообразной корпусной части 23. Бочкообразная корпусная часть 23 включает в себя по меньшей мере один ограничитель 28, образованный на его заднем конце.

Как можно видеть на фиг. 5, показанный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения содержит два диаметрально противоположных ограничителя 28, которые соответственно загнуты вверх от заднего конца бочкообразной корпусной части 23 в выдвинутое в сторону положение.

Структура 30 сверла включает в себя щиток 31 для стружки и сверло 32. Как можно видеть на фиг. 3, щиток 31 для стружки включает в себя две боковые крышки 33, которые продолжаются из корпусной части 22 с внутренней резьбой и согнуты друг к другу так, чтобы совместно закрывать передний конец корпусной части 22 с внутренней резьбой. Следует отметить, что в двух боковых сторонах соединения каждой боковой крышки 33 с корпусной частью 22 с внутренней резьбой образованы две щели 35. Сверло 32 состоит из двух наконечников 34 сверла, которые выдвинуты вперед из верхних поверхностей упомянутых двух боковых крышек 33.

Структура 21 расширения дополнительно включает в себя по меньшей мере одно соединительное устройство 40, которое состоит из ушка 41 и паза 42, расположенного соответственно напротив упомянутого ушка 41, так что ушко 41 и паз 42 выполнены с возможностью сцепления и фиксации друг с другом.

На фиг. 7А-7С показаны этапы установки самосверлящего расширительного крепежного средства 20 на листовых деталях. Сначала, как показано на фиг. 7А, прикладывают вращательное усилие к бочкообразному корпусу самосверлящего расширительного крепежного средства 20 таким образом, что сверло 32 вынуждено сверлить насквозь множество слоев листовых деталей, таких как прикрепляемый предмет 50 и опорный предмет 51, для того чтобы ограничители 28 туго поджимали прикрепляемый предмет 50. Помимо двух слоев листовых деталей, показанных в упомянутом варианте осуществления, посредством крепежного средства настоящего изобретения можно закреплять больше двух слоев. В этот момент, как показано на фиг. 7В, пластины 25 для распределения усилий расположены за опорным предметом, а удерживающие крылья 27 врезаются в периферийную стенку просверленного отверстия на прикрепляемом предмете 50, обеспечивая прочное соединение самосверлящего расширительного крепежного средства 20 с прикрепляемым предметом 50 и опорным предметом 51. При практической установке самосверлящего расширительного крепежного средства 20, в бочкообразную корпусную часть 23 может быть вставлен соответствующий шестигранный инструмент 54, чтобы облегчить вращение самосверлящего расширительного крепежного средства 20, позволяющее сверлу 32 просверлить отверстие на прикрепляемом предмете 50 и опорном предмете 51. Щиток 31 для стружки приспособлен для предотвращения попадания стружки с деталей 50, 51 в структуру 21 расширения. Затем, как показано на фиг. 7С, элемент 52 с наружной резьбой вкручивают в бочкообразную корпусную часть 23, чтобы полностью ввести в зацепление с внутренней резьбой 24 в корпусной части 22 с внутренней резьбой. Когда элемент 52 с наружной резьбой постепенно вкручивают глубже в корпусную часть 22 с внутренней резьбой, последняя постепенно затягивается обратно, чтобы тем самым сжимать пластины 25 для распределения усилий, вызывая расширение последних наружу и в конце концов сжатие в полностью сложенное состояние. Теперь полностью сложенные пластины 25 для распределения усилий плотно прижимаются к внутренней стороне опорного предмета 51, позволяя самосверлящему расширительному крепежному средству 20 прочно зафиксировать прикрепляемый предмет 50 на опорном предмете 51. В этот момент, элемент 52 с наружной резьбой содержит передний конец, выдвинутый за пределы сверла 32 на заданную длину, для того чтобы открыть боковые крышки 33 щитка 31 для стружки так, что наконечники 34 сверла 32 отделяются друг от друга.

Одним словом, самосверлящее расширительное крепежное средство 20 в соответствии с настоящим изобретением образовано целиком и обладает способностью самосверления отверстия и поэтому может быть изготовлено с меньшим количеством элементов, чтобы уменьшить затраты на его изготовление и установку.

Самосверлящее расширительное крепежное средство 20 в соответствии с настоящим изобретением выполнено из листового металлического материала посредством ряда процессов пробивания отверстий и штамповки. На фиг. 8А-8I последовательно показаны этапы, включенные в способ настоящего изобретения, для образования самосверлящего расширительного крепежного средства 20. Сначала, как показано на фиг. 8А, из исходного листового металлического материала удаляют ненужные части, чтобы получить листовой металлический материал с размерами для образования самосверлящего расширительного крепежного средства 20; устанавливают опорную линию «а», чтобы определить зону 60 структуры расширения и зону 70 структуры сверла на полученном листовом металлическом материале; и зону 60 структуры расширения пробивают в заданном участке, чтобы получить по меньшей мере одно соединительное приспособление 61, а в задней части получить требуемые ограничители 62. Затем, как показано на фиг. 8В, зону 60 структуры расширения подвергают штампованию в заданном участке, который определяется как зона 64 образования резьбы, чтобы получить требуемую резьбу 63. Затем, как показано на фиг. 8С, зону 60 структуры расширения пробивают в заданном участке, который определяется как зона 66 образования бочкообразного корпуса, чтобы получить множество требуемых пластин 65 для распределения усилий; и зону 70 структуры сверла пробивают в заданных участках, чтобы получить требуемые боковые крышки 71 и наконечники 72 сверла. Затем, как можно видеть на фиг. 8Б, зону 66 образования бочкообразного корпуса подвергают штампованию в заданных участках, чтобы получить удерживающие крылья 67, и зону 64 образования резьбы пробивают в заданных участках, чтобы получить щели 73 в соединениях боковых крышек 71 и зоны 64 образования резьбы. Затем, как показано на фиг. 8Е, ограничители 62, боковые крышки 71 и наконечники 72 сверла загибают, так что боковые крышки 71 в совокупности образуют требуемый щиток 74 для защиты от стружки, а наконечники 72 сверла в совокупности образуют требуемое сверло 75.

Как показано на фиг. 8Р-8Н, когда этапы, показанные на фиг. 8А-8Е, завершены, зона 64 образования резьбы и зона 66 образования бочкообразного корпуса подвергаются ряду штамповок, чтобы соответственно получить требуемую конфигурацию. Например, зону 64 образования резьбы образуют в виде почти цилиндрического полого корпуса, а зону 66 образования бочкообразного корпуса образуют в виде шестигранного полого корпуса, внутри которого образуют шестигранное отверстие. И наконец, как показано на фиг. 8I, когда зона 64 образования резьбы и зона 66 образования бочкообразного корпуса выполнены в соответствующей форме, соединительные приспособления 61 замыкают, чтобы завершить самосверлящее расширительное крепежное средство 20 настоящего изобретения.

В результате формирования посредством последовательности пробивания отверстий и штамповки можно просто и быстро изготовить самосверлящее расширительное крепежное средство 20 при значительно упрощенных процессах, сокращенном рабочем времени и сниженной стоимости изготовления.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в строительстве для соединения друг с другом множества листовых деталей, в частности строительных плит. Самосверлящее расширительное крепежное средство выполнено целиком из листового металлического материала и содержит структуру расширения с множеством внутренних резьб и множеством пластин для распределения усилий и структуру сверла, сформированную целиком в верхней части упомянутой структуры расширения. Структура сверла включает в себя щиток для стружки и сверло, выдвинутое вперед из щитка для стружки, для самосверления отверстия во множестве слоев листовых деталей так, что структура расширения может быть продвинута через упомянутые листовые детали и плотно размещена в просверленном отверстии, а пластины для распределения усилий целиком расположены за упомянутыми листовыми деталями. Раскрыт способ изготовления упомянутого самосверлящего расширительного крепежного средства. Обеспечивается фиксация листовых деталей за один установочный этап, упрощается процесс изготовления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Крепежное средство для соединения множества слоев листовых деталей друг с другом с возможностью самосверления в них отверстия, выполненное целиком из листового металлического материала и используемое с элементом, имеющим наружную резьбу, содержащее:
структуру расширения, имеющую внутреннюю резьбу и множество пластин для распределения усилий при затягивании; и
структуру сверла, сформированную целиком в верхней части упомянутой структуры расширения, причем упомянутая структура сверла включает в себя щиток для стружки, соединенный с упомянутой структурой расширения и предназначенный для закрытия верхней части структуры расширения, и сверло, выдвинутое вперед из щитка для стружки и предназначенное для самосверления отверстия во множестве слоев листовых деталей из условия, что структура расширения может быть продвинута через упомянутые листовые детали и плотно размещена в просверленном отверстии с расположением пластин для распределения усилий целиком за упомянутыми листовыми деталями, с обеспечением плотного прижима к внутренней стороне упомянутого множества слоев листовых деталей и прочной фиксации листовых деталей друг с другом при вкручивании элемента с наружной резьбой глубже в структуру расширения для введения в зацепление с внутренней резьбой, с постепенным затягиванием упомянутых пластин для распределения усилий обратно с возможностью их расширения наружу и сжатия в полностью сложенное состояние.

2. Крепежное средство по п. 1, в котором упомянутый щиток
для стружки содержит две боковые крышки для совместного закрывания верхней части упомянутой структуры расширения, при этом упомянутое сверло состоит из двух наконечников сверла, выдвинутых вперед из верхних поверхностей упомянутых двух боковых крышек.

3. Крепежное средство по п. 1, в котором упомянутая структура расширения сформирована целиком с образованием корпусной части с внутренней резьбой и бочкообразной корпусной части, причем упомянутая внутренняя резьба сформирована в корпусной части с внутренней резьбой, а пластины для распределения усилий - на бочкообразной корпусной части.

4. Крепежное средство по п. 3, в котором упомянутая бочкообразная корпусная часть содержит по меньшей мере одно удерживающее крыло для врезания в периферийную стенку просверленного отверстия на самой наружной листовой детали упомянутого множества слоев листовых деталей из условия прочного соединения крепежного средства с упомянутой самой наружной листовой деталью.

5. Крепежное средство по п. 3, в котором упомянутая корпусная часть с внутренней резьбой выполнена в виде цилиндрического полого корпуса, а бочкообразная корпусная часть - в виде шестигранного полого корпуса с шестигранным отверстием.

6. Крепежное средство по п. 4, в котором упомянутое удерживающее крыло сформировано посредством штамповки снаружи стенки бочкообразной корпусной части из условия расположения упомянутого удерживающего крыла под углом относительно горизонтального заднего конца бочкообразной корпусной части.

7. Крепежное средство по п. 1, в котором упомянутая структура расширения содержит по меньшей мере один ограничитель, сформированный на ее заднем конце.

8. Крепежное средство по п. 1, в котором упомянутая структура расширения снабжена по меньшей мере одним соединительным устройством, состоящим из ушка и паза, соответственно расположенного напротив упомянутого ушка таким образом, что упомянутое ушко и упомянутый паз могут входить в зацепление и быть зафиксированы друг с другом.

9. Способ изготовления крепежного средства для соединения множества слоев листовых деталей друг с другом с обеспечением самосверления в них отверстия, выполненного целиком из листового металлического материала и используемого с элементом, имеющим наружную резьбу, включающий:
получение листового металлического материала с размерами, требуемыми для изготовления упомянутого крепежного средства, и формирование на полученном листовом металлическом материале зоны структуры расширения и зоны структуры сверла;
штамповку зоны структуры расширения в заданном участке, которую определяют как зону формирования резьбы для получения резьбы с заданными размерами;
пробивание зоны структуры расширения в заданном участке, которую определяют как зону формирования бочкообразного корпуса для получения множества пластин для распределения усилий;
пробивание зоны структуры сверла в заданном участке с образованием требуемого щитка для стружки;
пробивание зоны структуры сверла в заданном участке с
образованием требуемого сверла; и
штамповку зоны формирования резьбы и зоны формирования бочкообразного корпуса с образованием требуемой конфигурации для упомянутых двух зон.

10. Способ по п. 9, в котором упомянутый щиток для стружки выполняют с двумя боковыми крышками, а упомянутое сверло - с двумя наконечниками сверла.

11. Способ по п. 9, в котором в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса осуществляют штамповку в заданном участке для получения по меньшей мере одного выдвинутого наружу удерживающего крыла, расположенного под фиксированным углом относительно горизонтального заднего конца упомянутой зоны формирования бочкообразного корпуса.

12. Способ по п. 9, в котором в упомянутой зоне формирования резьбы осуществляют штамповку до преимущественно цилиндрического корпуса, а в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса - штамповку до шестигранного полого корпуса, внутри которого образуют шестигранное отверстие.

13. Способ по п. 9, в котором в упомянутой зоне формирования бочкообразного корпуса осуществляют пробивание в заданном участке для получения по меньшей мере одного ограничителя.

14. Способ по п. 9, в котором в упомянутой зоне структуры расширения осуществляют пробивание в заданном участке для получения по меньшей мере одного соединительного устройства для соединения друг с другом двух продольных сторон упомянутой зоны структуры расширения.