[发明专利]紧固件和紧固系统

说明书

技术领域

本发明涉及连接多个结构层的主题内容，特别涉及一种螺旋型紧固件，该紧固件连接至少两个承载层，并确保承载层之间的牢固绑定。

背景技术

利用冲击式螺旋紧固件来连接两个或两个以上物体的技术在过去20年里已经在商业上广泛运用，这种螺旋紧固件上具有形成松卷螺纹的刀片。这种螺旋紧固件利用螺旋结构的螺旋状波峰和波谷在承载材料内形成互锁从而形成固定点。

最简单的螺旋紧固件是无头的以及平头的螺钉，这种螺钉通过简单的锤击就可以钻入到承载层内并切削出一个螺旋互锁的穿透路径。一个或更多的通常的运用方式是连接或重连接两个或以上的石材，这种紧固件的长的薄片部分被用来绑紧两个中空的层结构。

冲击钻附属装置和套筒式驱动机械被用来提高螺旋紧固件的插入率，该螺旋紧固件通过冲击插入到石壁上预先打好的导向孔中。

美国专利5586605中披露了一种特殊的动力驱动紧固机构，该专利描述并保护一种复杂的具有多个组合部件的螺旋锚栓驱动工具。这些组合部件包括沿圆周容纳全直径螺旋锚栓的装置和将螺旋锚栓钻入导向孔的套筒式工作装置，譬如传递一个连续的驱动力和插入力的壁绑定技术。

这种套筒式机械被十分详尽地描述，其复杂性决定了其操作可靠性和费用。实际上，这种插入工具或者具有这类设计和功能的产品，通常销售价大约为175美元。假设这种工具有稳定的寿命或者可以达到所述的2000个紧固安装，则相当于这种工具在每一个安装花费9美分之多。然而，如果用户仅仅只有几百个紧固件需要安装的话，例如，用户仅需安装200个紧固件，却不得不支付175美元来买这种安装工具，这样，这种工具实际上在每一个安装中强制性的花费了用户90美分。从成本上考虑，使用这 种工具的开销过大。这种高成本阻碍了产品的销售和对高性能紧固件的广泛开发。

而且，这种套筒式驱动工具将螺旋锚栓打入承载层的力通过螺旋锚栓直接作用在承载层上。这种作用于承载层的冲击力也有可能进一步增加成本，因为需要修补由此产生的对承载层的损伤。例如对建筑物正面造成损伤的修补。

这种套筒式驱动装置的另一个缺陷是该装置在使用时的安装长度，这种装置需要同轴的安装紧固件、加长的套筒式插入工具和驱动该工具的动力机械。这样的长度上的安装造成操作上的不便并有可能降低该整个组件的使用性，尤其是在空间有限的情况下。一个平均长度为9英寸(230mm)的壁锚被安装在套筒式插入转接器中，该转接器又被安装在一个长度超过32英寸(800mm)，重量在7～91b(3～4kg)之间的小型旋转冲击钻上。提起整个组件并对准平均1/4英寸(6.35mm)的导向孔本来就不容易，还要一手操作旋转冲击钻，并伸出另一手保持组件的同心旋转，就使得对各个部件的操作更加困难并使操作者疲劳。

利用动力驱动的安装方式也会带来健康和安全问题。这类套筒式工具通常随着冲击钻以高转速运转并且一直处于远离地面的状态。由于这类机构结构复杂，一旦它因故障、缺少润滑油或者破损而被堵塞或者被卡死，则会带来十分严重的后果。

因此，有必要提供一种更易操作，可靠和价格低廉的绑定装置和方法来绑定螺旋紧固件。

所以，本发明试图减轻以上至少一个问题或者提供一种将螺旋紧固件插入到建筑物中的替代装置和方法。

现有技术综述

EP0151906(Ollis)中披露了螺旋型管冲击紧固件的例子，其中披露了工具和安装方法，包括利用一个带长套筒的冲击机械驱动和钻入一个螺旋型管到一个小于一般尺寸的导向孔中的装置。

EP0171250(Ollis)、GB2262560(Knight)和GB2359109(Kemp)披露了商业上可行的冲击式螺旋壁锚。其中分别披露了不同的紧固件类型，包括分别用金箔线、拉制钢丝和钢带制造的紧固件，每一种紧固件都具有沿着基本上整个紧固件长度方向上形成松卷螺纹的突起。每一篇专利披露了特定的安装方法和工具，包括将这些实心的螺旋锚栓钻入间隙孔或部分间隙孔中的装置，所述的间隙具有足以容纳整个螺旋直径和驱动套筒的直径。

US5586605(Paterson)披露了一种机械转接器。这种转接器在不需要具有全直径间隙孔的情况下，就可以驱动并钻入冲击式螺旋壁带进入到小于一般尺寸的预先形成的导向孔中。该专利还披露了一种多面套筒工具的复杂的工作原理。同时，该专利也披露了一种沿着整个长度方向(包括沿着尺寸逐渐减小的前螺旋部分)上具有螺旋突起刀片的带。在所述的前螺旋部分上的较小的突起刀片是用来钻入并锁住硬材料，而被带动的较大的螺旋部分是用来抓牢较软的外部页状灰浆接缝。