CN100387852C - 一种锚定螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锚定螺栓，尤其是提供一种适于在空心壁或壁内为松软层结构上紧固、安装物体或设施的锚定螺栓，其至少包括膨胀体和张力装置，膨胀体至少包括A、B、C、D、E、F段，在开有豁口并可形成胀瓣的B、C、D、E段中，B、C、D段各存在垂直于轴线并较小的胀瓣展开宽度，在胀瓣外壁与过轴线的平面相交的线上，C段至少存在大于E、F段至轴线的距离。本发明对空心壁厚度有一自动适应范围，胀瓣有按预设或适当的位置和方向进行弯折的趋势，膨胀后其支撑面宽，稳定性好，承载力强，既可适用于空心壁类墙体又可适用于隧道、地面或壁内为松软层的结构，也同样适用于类似的自然环境，应用范围广泛。

Description

一种锚定螺栓

技术领域

本发明涉及一种锚定螺栓，尤其是提供一种适于在空心壁或壁内为松软层结构上紧固、安装物体或设施的锚定螺栓。

背景技术

在空心壁结构上紧固、安装物体多采用膨胀螺栓，目前市售的膨胀螺栓由带胀头的螺杆、螺母、垫圈和套在螺杆上带有切缝的管状膨胀体组成，其原理是通过旋扭螺母，挤压膨胀体，使膨胀体在螺杆胀头的作用下撑开并与孔内壁四周挤紧，从而得以固定。

中国专利97245984.7公开了一种用于软质墙体的膨胀螺丝，主要特点是在膨胀管前部有两排圆形孔洞状缺口，切缝通过切口将其分成若干胀瓣，胀瓣前端与螺杆前端的凸缘接触，经受力弯曲而形成突起翅，固定在墙体中。

德国格丹克有限公司在中国申请号为94191688.X(国际申请号为PCT/EP94/00841)的发明专利亦公开了一种至少包括两个膨胀管的膨胀螺栓，其主要特点为膨胀管环绕着张力件，一个膨胀管装于另一个膨胀管中，位于相邻膨胀管上的槽相互反向倾斜，膨胀管之间无相对旋转。

我们知道，通常情况下空心壁上紧固物体用的膨胀装置，其膨胀的直径或范围增加的显著程度以及与空心壁内侧接触面积或范围的大小或其承载负荷的形式，可综合反映该膨胀装置的紧固效果，特别是当空心壁自身强度较弱时，其壁内侧接触面积或范围或承载负荷形式及受力方向就显得尤为重要。

现有技术与已有专利97245984.7、94191688.X中，膨胀体/管在螺杆胀头的作用下撑开若干胀瓣，膨胀隆起的胀瓣与孔内壁挤紧，其与空心壁内侧的接触主要在孔边缘处，受力面积或范围较小，尤其是应用于轻质材料或强度较弱的材料时，受压的孔边缘易于受损，从而导致孔径扩大，降低了紧固效果。

上述膨胀螺栓均以径向承载压力为主，本发明与之的明显区别在于：力求以轴向承载压力为主，故称其为锚定螺栓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于空心壁的锚定螺栓，其膨胀体可形成较大的直径或范围，并与空心壁内侧有着较宽的接触面，空心壁内侧受力方向与孔的轴线大致平行，其胀瓣有按预设的位置和方向弯折的趋势，膨胀后可形成支架状锚定结构。

本发明的目的通过采用下述技术方案的一种或几种实现：

一种锚定螺栓，至少包括膨胀体和张力装置，膨胀体至少包括A、B、C、D、E、F段，在开有豁口并形成胀瓣的B、C、D、E段中，B、C、D段各存在垂直于轴线并较小的胀瓣展开宽度；胀瓣外壁与过轴线的平面相交的线上，C段至少存在大于E、F段至轴线距离的区域；膨胀体的A、B、C段为多边形，棱边与豁口重合，E段为多边形其棱边置于胀瓣中线附近。

在一个优选实施例中，胀瓣外壁与过轴线的平面相交的线上，C段至少存在大于E、F段至轴线距离的区域；沿轴线方向B段长度大于D与C段长度之和；E段胀瓣呈包括扇形、折角形的抗弯折截面形状，并有适当的长度以保证其产生弹性弯曲，至少还可通过截面面积调节与B段弯折强度的匹配；胀瓣有按预定的位置和方向进行弯折的趋势，也就是说，当膨胀体轴向受压时，C段区域产生一径向向外的分力，从而使该区域的受压弯折方向得以确定，C段凸状膨胀，引导B、D、段的弯折方向，D段区域长度亦决定了E段弹性变形后与轴线的夹角，当C段向外凸起时，B、D段随之产生弯折变形，由于D段比B段短，故D段带动E段产生弹性变形，当B段抵在建材或空心内壁时，E段所产生的径向向心弹力，使D段抵住B段的内壁。本发明的一个重要特点在于：通过沿轴向施压，使各胀瓣一部分区间以塑性变形方式，而另一部分区间以弹性变形方式沿径向膨胀。

在又一优选实施例中，B、D段有与C段呈相似截面积形状的区域，D与C段的横截面积大小相近，膨胀后每一胀瓣形成一带有支撑段E、接触段B，连接于B、E段之间的C、D段的支架状，若干胀瓣以轴线为中心呈放射状环绕于螺杆周围，组成一带有斜支撑的支架状锚定结构。本发明的一个重要特点在于：膨胀体与空心壁建材内侧有较大范围的接触面，建材受力分散，承载面积大。

在另一优选实施例中，螺杆与膨胀体A段相对应部分的直径大于与膨胀体E段相对应部分的直径，加之C段区域有大于E、F段区域的至轴线距离，故膨胀体所需初始的轴向压力较小。

张力装置至少包括螺杆/螺柱、螺母，所述的螺杆至少可以是内端带有螺纹或外端带有螺纹，也可以是两端采用不同直径的结构；所述的螺母至少可以是内螺母、外螺母、内管状螺母、外管状螺母。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、膨胀过程中，胀瓣有按预定的位置和方向进行弯折的趋势。

2、膨胀体与空心壁内侧有较大的接触范围，由若干支架状胀瓣以轴线为中心呈放射状环绕于螺杆周围，形成稳固性很强、有较大承载力的锚定结构。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例膨胀后效果剖面示意图；

图3为本发明又一实施例膨胀体结构示意图；

图4为本发明又一实施例膨胀后效果剖面示意图；

图5为本发明一实施例张力装置结构示意图；

图6为本发明又一实施例张力装置结构示意图；

图7为本发明一螺杆外端设置螺纹的实施例结构示意图；

图8为一种膨胀体A段为多边形并设有凸缘的截面示意图；

图9为一种膨胀体A段凸缘与螺杆嵌接关系的截面示意图；

图10为一种膨胀体A段为圆形并设有凸缘的截面示意图；

图11为一种螺杆设有凹槽的张力装置示意图；

图中，锚定螺栓为12，膨胀体为14，豁口为16，胀瓣为22，张力装置为24，定位段为A，接触段为B，折弯段为C，回弯段为D，支撑段为E，位移段为F，螺杆为26，螺杆端头为28，螺杆大直径端为30，螺柱为31，垫圈为32，外螺母为34，内螺母为36，外管状螺母为38，内管状螺母为40，内管状螺母锥形体为42，内管状螺母端头为44，内管状螺母膨胀体插入槽为46，膨胀体凸缘为48，膨胀体切口为50，螺杆凹槽为52。

以下结合附图中简略示出的实施例对本发明作进一步详细描述：

参见图1-2，一种锚定螺栓12，其膨胀体14至少包括A、B、C、D、E、F段，其各段可由不同的几何形状构成。本实施例中，E、F段为锥筒形，在开有豁口16的B、C、D、E段，每一胀瓣C段相对展开宽度最窄，B、D段有相对展开宽度较窄的区域，但不小于C段；B段展开宽度呈上窄下宽梯形状，其下底与C段相邻；在胀瓣外壁与过轴线的平面相交的线上，C段至少存在大于E、F段至轴线的距离；螺杆大直径端30与A段对应，其有较粗的直径以承载剪切力；螺杆26与内螺母36配合部分采用较细的直径；内螺母36与膨胀体F段采用过盈的嵌接形式连接，当然也可采用焊接、凹凸啮合或制成一体等形式。膨胀体14所受的轴向压力，是由于螺母与螺杆端头相向运动所产生的，膨胀体14轴向受压时，开有豁口16的段落上，在C段有一径向向外的分力位引导产生向外凸方向弯折，由此一径外凸起的弯折趋势形成，其两侧B、D段随之产生外凹弯折，其中，B段中被壁内侧抵挡处先产生变形且弯折角最大；螺母与螺杆端头继续相向运动，致使B段与空心壁内侧之间形成较大接触平面，E段所产生的径向向心弹力使D段抵至B段内壁，此时每一胀瓣形成带有斜支撑的支架状，若干胀瓣以轴线为中心呈放射状环绕于螺杆26周围，组成稳固的锚定结构。

参见图3，膨胀体14可以是A、B、C段为多边形，E、F段为A、B、C段多边形的倍数；也可以是A、B、C段为多边形，E、F段为圆筒形；还可以是A、B、C段为多边形，E、F段亦为多边形，但至少有棱边置于胀瓣22中线附近，其各段分布与图1相同。在本实施例中，膨胀体14为多边形筒状，B、C、D、E段开有豁口16，E、F段由A段倍数的多边形构成。

参见图4，本发明的又一实施例中，张力装置24至少由螺柱31和外管状螺母38、内螺母36及垫圈32构成，其与图2所示的实施例不同之处在于：当旋转外管状螺母38时，通过工具对螺柱外端的转动予以限制，胀瓣22不致受扭力，而只受轴向压力，当螺柱31在外端露出过长时，可将其旋入，此时螺柱31与外管状螺母38、内螺母36之间为松驰状态旋转，亦不会造成胀瓣22变形；膨胀体F段在螺柱31挤压下与内螺母36达到紧配合，也可采用焊接，凹凸啮合或制成一体，此实施例即解决了胀瓣22不致受扭力变形，又解决了螺柱31不致外露过长的问题。本发明的一个重要特点在于：外管状螺母38的采用，既解决了外部美观又保证了相对A段的抗剪切力所需的承载能力。

参见图5，本发明一实施例的张力装置24至少可以由螺杆26和外管状螺母38组成。其中管状螺母的长度可延伸至C段，螺杆端头28与膨胀体14可采用嵌接过盈配合或凹凸啮合或焊接或制成一体等形式。此种张力装置即可解决螺杆26外露问题又可为外部留下一备用螺孔。

参见图6，本发明又一实施例的张力装置24至少由螺杆26、内管状螺母40、内管状螺母锥形体42、内管状螺母端头44及内管状螺母膨胀体插入槽46组成。其中，内管状螺母40的长度大于或等于膨胀体A段，小于A、B段之和；内管状螺母锥形体42至少不大于膨胀体14安装前自然状态时与C、D、E各段所对应的内径；内管状螺母端头44与膨胀体F段连接时同样可采用上述螺杆端头28与膨胀体14的若干连接方法；在紧固过程中，内管状螺母40进入A段后亦可将原较长的螺杆26调换成较短的螺杆26，以适应不同的空心壁厚度。

参见图7-11，张力装置24至少由外螺母34和螺杆26组成，其特征在于：膨胀体A段有向筒内凸起的凸缘48与膨胀体切口50，其凸缘48与螺杆26沿其轴向的凹槽52滑动限位配合，目的是当旋扭外螺母34时，使螺杆端头28与外螺母34相向运动，其膨胀体胀瓣22不受扭力只受轴向压力。

本发明提供的锚定螺栓可由金属或一塑性材料制成。

Claims (3)

1.一种用于空心壁或壁内为松软层结构的锚定螺栓(12)，至少包括膨胀体(14)和张力装置(24)，膨胀体沿轴线方向的部分段落由若干豁口(16)将其分成数个胀瓣(22)，通过张力装置(24)对膨胀体(14)轴向施压而使其产生径向膨胀，其特征在于：膨胀体(14)至少包括A、B、C、D、E、F段，在开有豁口(16)并可形成胀瓣(22)的B、C、D、E段中，B、C、D段各存在垂直于轴线并较小的胀瓣展开宽度；

胀瓣外壁与过轴线的平面相交的线上，C段至少存在大于E、F段至轴线距离的区域；

膨胀体(14)的A、B、C段为多边形，棱边与豁口(16)重合，E段为多边形其棱边置于胀瓣(22)中线附近。

2.根据权利要求1所述的锚定螺栓，其特征在于：螺杆(26)与膨胀体A段相对应部分的直径大于与膨胀体E、F段相对应部分的直径。

3.根据权利要求1或2所述的锚定螺栓，其特征在于：螺杆(26)外端带有凹槽(52)，膨胀体A段内壁设有凸缘(48)与上述凹槽(52)嵌接。

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