專利名稱：用于附接金屬板的金屬u形釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將金屬板附接到一起的金屬U形釘，更具體地涉及一種具有 金屬刺穿尖端的U形釘，所述金屬刺穿尖端位于U形釘?shù)尼斈_的端部，從而有助于將所述釘 腳刺入金屬板內(nèi)并使所述釘腳展開以便將金屬板附接到一起。
背景技術(shù)：
眾所周知的是使U形釘穿過(guò)一對(duì)板材以便將兩塊板材附接到一起。舉例來(lái)說(shuō)，通 常使用U形釘將數(shù)張紙附接到一起。在制造業(yè)中，眾所周知的是使用U形釘將第一塊和第 二塊金屬板材附接到一起。典型的U形釘采用一定長(zhǎng)度的金屬絲制成，并且具有彼此分開 的釘腳，釘腳被驅(qū)動(dòng)穿過(guò)一塊板，然后穿過(guò)另一塊板。釘腳可以在端部具有特殊結(jié)構(gòu)，從而 使刺穿和附接操作變得容易。然而，仍然期望對(duì)這類U形釘?shù)脑O(shè)計(jì)做出進(jìn)一步改進(jìn)，尤其是 用于將鋼板材料和鋁板材料附接到一起的U形釘。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于將第一和第二金屬板附接到一起的U形釘，該U形釘由一定長(zhǎng)度的圓形 金屬絲制成，該圓形金屬絲在兩端彎曲以形成彼此分隔開的懸垂金屬釘腳。每個(gè)釘腳在其 端部都具有一個(gè)金屬刺穿尖端，該金屬刺穿尖端適于完全刺穿第一板，并且至少部分刺穿 第二板，并且適于在刺穿期間使釘腳進(jìn)一步伸展到展開位置，在展開位置所述釘腳被錨固 在金屬板內(nèi)，從而將金屬板附接到一起。所述金屬刺穿尖端每個(gè)都具有位于釘腳外側(cè)的外 側(cè)斜面、位于釘腳內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)斜面、以及介于內(nèi)側(cè)斜面和外側(cè)斜面之間的平端面。通過(guò)下文提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。應(yīng)該理解 的是，盡管闡述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但是該詳細(xì)描述和具體示例只是為了說(shuō)明的 目的，而并非用于限制本發(fā)明的范圍。


通過(guò)詳細(xì)描述和附圖，將會(huì)更全面地理解本發(fā)明，其中圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的U形釘?shù)恼晥D，該U形釘懸在空中，用于刺穿一對(duì)疊 置的金屬板；圖2是與圖1類似的視圖，但其中所示U形釘已經(jīng)穿過(guò)金屬板而將其附接到一起；圖3為圖1的局部放大視圖，圖中示出了 U形釘?shù)囊粋€(gè)釘腳的金屬刺穿尖端；圖4為沿圖3的箭頭4-4方向截取的視圖，示出了圖3中的金屬刺穿尖端的底部； 以及圖5是與圖2類似的視圖，但其中所示U形釘?shù)尼斈_比圖1和圖2所示U形釘?shù)?釘腳長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式下文對(duì)一些示例性實(shí)施方式的描述本質(zhì)上僅是示例性的，而并非用于對(duì)本發(fā)明、 其應(yīng)用或使用進(jìn)行限定。參閱圖1，一對(duì)金屬板堆疊在一起，包括頂板10和底板12。金屬板10和12的材 料可以是鋼、鋁、鎂或其任意合金。金屬板可以經(jīng)過(guò)電鍍，或具有其它表面涂層。如果需要， 可以在板10和12之間置入一層粘合劑或密封物。根據(jù)圖1所示，U形釘14被設(shè)置用于將板10和12附接到一起。U形釘14由一定 長(zhǎng)度的圓形金屬絲制成，并且包括中央帶部16、在左手邊向下彎曲的釘腳18和向下彎曲的 釘腳20。釘腳18和20分隔開中央帶16的長(zhǎng)度。釘腳18和20大致彼此平行。釘腳18在 其端部具有金屬刺穿尖端22，而釘腳20在其端部具有金屬刺穿尖端24。U形釘金屬絲的材 料可以是SAE 1065鋼，通過(guò)冷軋和熱處理成為高強(qiáng)度彈簧鋼，洛氏硬度達(dá)到C40-50。參閱圖2，可以看到U形釘14已經(jīng)被擠入頂部金屬板10，使得釘腳18和20已經(jīng) 完全刺穿了頂部金屬板10，并有一部分進(jìn)入了下部金屬板12。在刺穿操作中，釘腳18和20 已經(jīng)被彼此展開。借助釘腳18和20與金屬板10和12之間的摩擦力，同時(shí)由于釘腳18和 20的展開位置所導(dǎo)致的機(jī)械干涉的作用，U形釘14被保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。因此，在U形釘 的釘腳18和20嵌入金屬板10和12內(nèi)的情況下，U形釘?shù)拇嬖趯⑷鐖D2所示用于將板10 和12附接到一起。參閱圖3，可以看到釘腳18的金屬刺穿尖端22具有特殊的形狀和尺寸，從而提供 U形釘14在金屬板10和12內(nèi)的最佳插入以及釘腳18和20在金屬板10和12內(nèi)的最佳保 持。特別地，制作U形釘14所用的金屬絲為圓形，直徑在0.25mm到2. Omm的范圍內(nèi)。金屬 刺穿尖端22具有平端面30、內(nèi)側(cè)斜面32和外側(cè)斜面34。內(nèi)側(cè)斜面32與平端面30的平面 之間測(cè)得的角度“X”在45-75度的范圍內(nèi)。外側(cè)斜面34與平端面30的平面之間測(cè)得的角 度“y”在60-90度的范圍內(nèi)。從圖3和圖4可以看出，內(nèi)側(cè)斜面32與平端面30的相交形 成圖4中的38所示的弦。該弦38的位置距釘腳18的內(nèi)表面的距離為“al”?！癮l”的尺寸 范圍在金屬絲直徑“d”的0. 15倍到0. 5倍之間。從圖3和圖4可以看出，外側(cè)斜面34與 平端面30的相交形成圖4中的40所示的弦。該弦40的位置距釘腳18的內(nèi)表面的距離為 “a2”。“a2”的尺寸范圍在金屬絲直徑“d”的0. 15倍到0.4倍之間。我們發(fā)現(xiàn)，按照上述尺寸制作的U形釘提供U形釘?shù)浇饘侔宓淖罴巡迦?，并且使?腳以獲得U形釘?shù)淖罴驯３忠约耙虼双@得金屬板的最佳附接的方式伸展。圖5所示的U形釘42與圖1至圖4所示的U形釘相同，只是U形釘42的釘腳44 和46的長(zhǎng)度超過(guò)頂部金屬板50和下部金屬板52的組合厚度。因此，根據(jù)圖5所示，金屬 刺穿尖端58和60已經(jīng)完全穿透下部板52。上文對(duì)本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此其變型將落入本發(fā)明的范圍 內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解的是，U形釘?shù)闹谱骺赡軐?dǎo)致斜面和平端變?yōu)閳A形，盡管如此，仍允許在本文 描述的尺寸范圍內(nèi)制作U形釘。另外，該U形釘不限于用來(lái)附接金屬板，而是對(duì)聚合材料和 復(fù)合材料同樣有效。
權(quán)利要求
一種用于將第一和第二金屬板附接到一起的U形釘，包括一定長(zhǎng)度的圓形金屬絲，其直徑在0.25mm到0.2mm的范圍內(nèi)，所述金屬絲在端部彎曲以形成彼此分隔開的懸垂金屬釘腳；所述釘腳中的每個(gè)在其端部具有金屬刺穿尖端，所述金屬刺穿尖端適于完全穿過(guò)第一板并至少部分穿過(guò)第二板，并且還適于在刺穿期間使所述釘腳進(jìn)一步伸展到展開位置，在展開位置所述釘腳被錨固在在所述金屬板內(nèi)，從而將所述金屬板附接到一起，所述金屬刺穿尖端每個(gè)都具有位于釘腳外側(cè)的外側(cè)斜面、位于釘腳內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)斜面、以及介于所述內(nèi)側(cè)斜面和外側(cè)斜面之間的平端面，并且其中；所述內(nèi)側(cè)斜面與所述平端面之間的夾角在45度到75度的范圍內(nèi)，所述外側(cè)斜面與所述平端面之間的夾角在60度到90度的范圍內(nèi)，在所述平端面與所述內(nèi)側(cè)斜面的相交部形成的弦距離釘腳內(nèi)側(cè)表面的距離在所述金屬絲直徑的0.15倍到0.5倍的范圍內(nèi)，并且在所述平端面與所述外側(cè)斜面的相交部形成的弦距離釘腳外側(cè)表面的距離在所述金屬絲直徑的0.15倍到0.4倍的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的U形釘，其特征在于，所述釘腳的長(zhǎng)度大于所述金屬板中的頂部 板的厚度，并且小于所述金屬板的組合厚度，使得所述釘腳的金屬刺穿尖端將完全穿過(guò)第 一板，而只能部分穿入所述金屬板中的下部板。
3.如權(quán)利要求1所述的U形釘，其特征在于，所述釘腳的長(zhǎng)度大于所述金屬板的組合厚 度，使得所述釘腳的金屬刺穿尖端將完全穿過(guò)所述兩塊金屬板。
全文摘要
一種用于將第一和第二金屬板附接到一起的U形釘由一定長(zhǎng)度的圓形金屬絲制成，該圓形金屬絲在端部彎曲以形成彼此分隔開的懸垂金屬釘腳，每個(gè)釘腳在其端部都具有一個(gè)金屬刺穿尖端，所述金屬刺穿尖端適于完全穿過(guò)第一板，并且至少部分穿過(guò)第二板，并且還適于在刺穿期間使釘腳進(jìn)一步伸展到展開位置，在展開位置所述釘腳被錨固在金屬板內(nèi)，從而將金屬板附接到一起。所述金屬刺穿尖端每個(gè)都具有位于釘腳外側(cè)的外側(cè)斜面、位于釘腳內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)斜面、以及介于內(nèi)側(cè)斜面和外側(cè)斜面之間的平端面。
文檔編號(hào)B25C5/06GK101952086SQ200880121477
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者J·D·菲克斯, L·張, P-C·王, S·王, W·劉, Y·劉 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司;天津大學(xué)