【影响世界的专利】膨胀的螺丝钉

  螺钉出现在中世纪的欧洲，尤其是1760年，英国F.怀亚特兄弟获得了制作螺钉的专门装置专利，螺钉开始被大规模机器生产，价格骤降，质量也大幅度的提升。以后，各种螺钉加工机床相继问世，生产率慢慢的升高，适用于大批、大量生产。随着工业化进程，螺钉作为标准坚固件被大范围的使用在各行各业，但是，如何将螺钉或使用螺钉将其他物品安装在墙上却总不是一件容易的事。直到20世纪10年代初，英国工程师约翰.约瑟夫.罗林斯（John Joseph Rawlings）的发明才解决了这一难题。

  当时，约翰.约瑟夫.罗林斯作为承包商承包了英国博物馆墙上电气设施安装工程。怎么样才可以使螺钉经济、可靠、高效地与墙坚固住，是他必须要解决的问题。按照传统的方法，是先在墙上凿一个洞，然后紧紧地嵌入一个诸如木圆柱型的木孔塞，再把螺钉拧在木孔塞上，以便安装电气设备。这样的安装的步骤存在着一系列的问题，首先是效率低、不经济；其次是木孔塞和墙之间摩擦力的结合往往并不可靠；再者，当螺钉拧入木孔塞时，会造成其破裂，而不能固定作用，必须更换新的木孔塞;等等。罗林斯认为，之所以存在这样一些问题，主要是由于木孔塞这样的材料柔韧性、弹性不足所造成的。他针对性地形成一个解决实际问题的构思，一方面，他将该构思及时地于1911年10月13日向英国专利局申请了专利，申请号为GB22680/1911，该申请于1913年1月14日被授权；另一方面，他积极实施该专利。

  该发明专利申请的名称是“改进的螺钉或其他安装件的孔塞或套”。该孔塞或套是一种管状物。它是由软纤维质，植物、矿物或动物纤维材料形成的；具体地说，该管状物的壁是由多股诸如棉线、黄麻、、石棉、毛发与骨胶之类的胶合剂形成的纤维合成条组成的，这些合成条是柔软的；这些多股纤维合成条依次排列形成中空管状，其外周由薄棉纸或编织物之类的材料与橡胶，骨胶或浆糊形成外壳，其具有一定的刚性；然后依据使用需要可截取不同的长度作为螺钉或其他安装件的孔塞或套；上述纤维合成条以管状物的外径都是可根据自身的需求改变的。该发明的孔塞或套使用前的垂直轴向剖面图见图1，端面视图见图2。使用时先在诸如混灰、大理石墙打一个孔，然后放入本发明的孔塞或套，当螺钉拧入时，由于螺纹锥形斜度促使纤维合成条局部破裂（参见图5、图6）膨胀产生摩擦握裹力，起到锚定效果。

  为实施该发明，罗林斯成立了家庭公司，“罗林斯兄弟公司”专门制造这一种孔塞、套，并于1912年注册了“Rawlplug”商标。这一商标使人们很自然地想起plug（孔塞），其用处就非常明瞭了。同时，为了解除公众对小小的孔塞能产生比大木塞更强的坚固作用的疑问，一方面，向公众进行示范；另一方面，在《每日邮报》(Daily mail)做了大版广告，公司生意兴隆，很快发展成Rawlplug有限公司。该专利保持到14年有效期届满，也许由于第一次世界大战影响了公司的专利实施，通过最高法院令，该专利又延展了4年保护期。

  1934年，提出了专利申请号为GB444623的关于膨胀螺栓的专利申请，该发明专利申请的膨胀螺栓由金属套和螺栓组成，由螺栓拉拔使金属套尾端向外受压膨胀而使其坚固，它大多数都用在将设备固定于混凝土和砖石结构墙体中。20世纪60年代开始Rawlplug开始制造挤制塑料孔塞，并且品种式样也慢慢变得多，有的在孔塞尾端设了开口，这样更易向外变形；有的还在尾端加齿状凸起物，有的齿状凸起物为倒齿状的，使其紧固时螺钉、螺栓与墙体等结合得更牢固。时至今日，安装人员在墙上安装设备、装置时每天仍在接着使用这些小而便利的孔塞。

  John Joseph Rawlings，工程师和建筑承包商，1887年和他的兄弟一起在伦敦开了一个小水管公司。公司跟随时代技术方面的要求的改变不断成长，在19世纪90年代初增加了电气工程，到1910年时罗林斯兄弟有限公司的营业范围包括电气、卫生设备、汽车以及通用工程、建筑以及装饰。他在1911年申请了关于膨胀螺钉的专利，1913年该申请被授权。他们兄弟在1912年注册了商标“Rawlplug”，并在1919年将原公司的Rawlplug分部改造为Rawlplug有限公司。