[发明专利]用机械振动锚固销钉的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2008年10月22日、申请号为200880122876.6、发明名称为“用机械振动锚固销钉的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于结构领域，尤其是建筑业、木材结构、家俱业和机械结构领域，并且涉及将锚固件(例如销钉)锚固在包括结构材料的结构物体中的方法。本发明还涉及相应的装置。

背景技术

借助机械振动将连接件锚固在纤维性建材或多孔建材的开口中的方法可从一些公开出版物中获知，例如WO98/00109、WO00/79137和WO2006/002569，并且例如可从国际专利申请PCT/CH2007/000460中获知。根据这些方法，连接件放置在物体的预制开口中或者通过定向力被紧压在物体表面上，这接下来又产生开口。当力在开口的轴向上作用于连接件时，连接件被施以机械振动。连接件至少在一个表面上具有热塑性材料，其在这个工序中与物体材料相接触。机械振动能量被设置成通过机械振动使预定锚固点区域内的热塑性材料液化，并且通过在开口的壁部和连接件之间的锚固点建立的压力将其压入物体的孔或表面结构中，因此形成最有效的宏观锚固。

发明内容

本发明的目的是提供将锚固件锚固的改进方法。本文所使用的术语“锚固件”是指适合被锚固并且在锚固后形成锚固体或成为锚固体的一部分的任何构件。这样的锚固体包括但不局限于连接件如销钉、铆钉、钉子等，或任何其它被直接锚固在物体中的构件。在这个意义上，锚固体适合将其它构件连接到结构物体上，或者它们自身具有功能如用于装饰。

本发明的进一步的目的是提供适合自动化的锚固方法，其中可能的工作参数(例如力或能量等)可以预先限定。

本发明的更进一步的目的是提供改进的锚固装置。

作为第一选择，锚固件被锚固在其中的结构物体可以具有多孔表面或结构化表面或可由处于静液压下的液体形成孔的表面。而该物体可以是木材、复合木材(例如刨花板、碎料板、定向结构板等)、卡纸板、混凝土、砖、灰泥、石头(例如砂石)或液化材料可在压力下渗入到其中的工业硬泡沫材料、或者任何上述材料的任意结合的复合物。作为第二选择，物体可以具有腔，液化材料可以在锚固过程中进入这些腔并因而将锚固件锚固。根据第二选择，结构物体的材料可以是针对第一选择所提到的任一种材料，或者任何其它结构材料/工程材料，包括但不限于金属如钢、铝等。该物体可对应于第一选择和第二选择。

因此，根据本发明，提供一种将锚固件锚固在结构物体中的锚固方法，该物体的表面具有以下特征中的至少一个特征：

-表面中的孔，

-表面中的结构(例如带有底切突脊布置结构)，

-非均质特征，其中使表面被处于压力的液体渗入成为可能，因此产生在表面下被液体填充的孔(在硬质材料如木材中的孔的产生通过例如木纤维之间的连接的局部破坏所导致，而在软材料如芯材(隔离材料等)中的孔的产生可能由软材料的局部位移和/或压缩所导致)；和

-腔；

该方法包括如下步骤：

-提供第一构件和第二构件，该第一构件包括热塑性材料；

-分别将该第一构件放置在所述表面附近和/或所述腔附近，将第二构件放置成与该第一构件接触；

-在对该第一构件施加力时，使第三构件振动，从而施加机械振动给该第一构件，同时通过该第二构件对该第一构件加载反力；

-通过所述机械振动和所述力的联合施加，在至少一个界面使至少部分热塑性材料液化，其中所述至少一个界面是该第一构件与该第三构件之间的界面、该第一构件和该第二构件之间的界面和第一构件的部分之间的界面中的至少一个；

-通过由第二构件和第三构件联合施加所述机械振动和所述力，使该第一构件被压缩并由此使液化材料流入孔和/或结构和/或腔中；和

-让液化材料重新固化，从而第一构件被锚固在物体中。

该第一构件包括热塑性材料并且在锚固过程中在至少部分热塑性材料液化时被压缩。通常，通过力与反力之间的压缩，使液化材料相对于由力限定的轴线侧向流动，即至少部分地流到侧向上。例如，可以使液化材料在所有侧向上流动，从而基本形成围绕锚固件的初始位置的环。