CN1198514A - 一种膨胀塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膨胀塞(10),它具有一个膨胀套(18),该膨胀套具有通过一个锥形膨胀体(12)可膨胀的向前伸出的膨胀舌(24)为了降低膨胀力,本发明建议将膨胀舌的前部引导边缘(20)借助开口(26)构成向前伸出的齿(28),使得在膨胀期间每单位面积上的负荷得以增加并且便于穿入钻孔壁中。

Description

一种膨胀塞

本发明涉及具有权利要求1前序部分特征的膨胀塞，即该膨胀塞具有一个膨胀套，该膨胀套的前端具有膨胀舌，这些膨胀舌借助一个扩张的膨胀体可以膨胀。

这样的膨胀塞可以从DE 31 46 027 A1中得知。该已知的膨胀塞具有一个膨胀套，在该膨胀套上形成有由自前引导端部制出的狭长缝隙形成的膨胀舌。在膨胀套的引导端部，布置有一个扩张的膨胀体，当这些膨胀舌被驱向膨胀体时，该膨胀体可以使膨胀舌径向扩张开来。轴向捶击膨胀套可以驱使其进入钻孔。此时，膨胀体必须停靠在钻孔底部。

该已知膨胀塞用于安装在特别是混凝土的圆筒形钻孔中。当这些膨胀舌被膨胀时，在它们的前引导边缘区域，它们压入钻孔壁中，因此在钻孔上形成凹口。通过将膨胀舌径向地压在钻孔壁上，膨胀塞借助摩擦和通过啮合在由膨胀塞制出的凹口之后被锚固，从而膨胀塞互锁地被锚固在钻孔中。

该已知的膨胀塞的缺点是要制出凹口，需要很高的膨胀力。另一个缺点是，膨胀体必须停靠在钻孔底部，才能驱使膨胀套在其上和使其膨胀。为此，要求钻孔深度与膨胀塞匹配。

本发明的目的在于解决设计文章开头处提到的那种膨胀塞所遇到的问题，使得膨胀和在钻孔中产生凹口所要求的膨胀力减少。

该问题按着本发明由权利要求1的特征得到了解决。本发明的膨胀塞的膨胀舌的前引导边缘具有凹槽，因此向前伸出的齿形成在膨胀舌上。在侧视图中，齿可以是例如矩形，三角形或者楔形。一个膨胀舌可以有一个或者几个齿。由于凹槽的存在，这些膨胀舌在它们的前引导边缘处较窄，即在该处膨胀开始而且是最大的。在给定膨胀力之下，这可以增加钻孔壁上每单位面积上的负荷，因此，膨胀舌的齿可以更加容易地穿入钻孔壁而产生凹口。此外一个优点是，较窄的膨胀舌比较宽的膨胀舌更能够适应钻孔的不规则性。因为在混凝土中的钻孔通常是非圆形的，也就是说，这种钻孔并非是几何上的圆筒形，因此本发明的膨胀塞的锚固得以改善。

本发明首先具有上述的优点，即以较小的膨胀力其膨胀套就可以膨胀和锚固在钻孔中。特别是在膨胀开始时，膨胀舌的齿可以容易地陷入钻孔壁中，因而可以防止在膨胀过程中膨胀套的轴向移动。本发明的另一个优点是，为了膨胀，膨胀体被拉入膨胀舌之间，并且在膨胀期间，膨胀套没有轴向移动。这可以确保膨胀套完全是在其被引入钻孔的深度处锚固在钻孔中。因此可以避免在锚固之后膨胀套从钻孔中伸出。此外的优点是，膨胀体不必为了使膨胀套膨胀而放在钻孔的底部，因此也不必钻出预定深度的孔。另外，本发明的膨胀塞的优点是，其膨胀套可以由弯曲成圆形而形成管子的金属板料制成。因此本发明可以迅速地和以非常低的成本制造，也不必制成昂贵的车旋件。

上述的齿最好大约是膨胀舌长度的1/3-1/4。

在本发明的一个较佳实施例中，膨胀套具有一种圆环形截面，而膨胀体是锥形的。特别是，膨胀体具有一个杆身，该杆身通过膨胀套并且设置有用于使膨胀套膨胀和用于固定物件的螺纹。

在本发明的进一步实施例中，膨胀套这样构成，使得即使在其非膨胀状态，它也可以楔入钻孔中。为此，膨胀套具有至少一个径向扩大部分，即就钻孔来说是过大的尺寸，当其被引入钻孔时，以其压在钻孔壁上。该扩大部分最好是设置在至少两个对置的膨胀舌上。在从齿至膨胀舌的过渡区域，其还可以例如由膨胀套的周向圆球形扩大部分来实现。由于本发明的膨胀塞设计得在膨胀套不膨胀的情况下可以楔入钻孔，所以膨胀塞在插入之后可以停留在钻孔中而不会例如从天花板上的钻孔中掉出来也不会直接滑入在地面上的钻孔中。也可以阻止在膨胀期间在钻孔中的膨胀塞的无意中的轴向移动。由于它被设计成是可以楔入的，所以该膨胀塞容易操作。

在本发明的另一个实施例中，一个低摩擦元件布置在膨胀体，膨胀舌和其齿之间。为了固定在膨胀套上，该低摩擦元件具有向外伸出的凸起，这些凸起以舌片和凹槽连接的方式啮合在齿之间的开口中。除了固定在膨胀套上以外，其还有一个优点，即当塑料涂以颜色时，从膨胀舌的凹槽的外侧可见的低摩擦元件的凸起可以给予膨胀塞一种令人愉悦的可见外观。该低摩擦元件最好是一种闭合套的形式或者是一种纵向缝隙套的形式。

有时还可能发生这种情况，即当螺母被拧在膨胀塞的螺纹杆身上时，杆身会由于在螺纹中摩擦增加的结果而一起旋转，因而不可能将膨胀体拉入膨胀套而使其膨胀和将其固定在钻孔中。为了避免这种情况，在本发明的另一个实施例中，建议将膨胀套和杆身彼此连接起来使得它们可以轴向位移。在该类的一种膨胀塞中，毗邻接纳膨胀套的部分的杆身被加粗到膨胀套的直径，有利的是，这一连接形式可以通过将膨胀套的远离膨胀体的端部设置有纵向延伸的凸缘，而该凸缘可以与加粗杆身上的相应的凹槽相啮合来实现。

例如通过使尺寸稍稍过大或者利用锁定元件，膨胀套可以被固定得不会在钻孔中旋转，因此借助与杆身上的凹槽相啮合的凸缘可以在膨胀体被拉入膨胀套时防止杆身一起旋转。将膨胀体拉入所需要的杆身相对于膨胀套的轴向移动可以予以确保，因为凸缘的长度大约等于膨胀体锥形部分的长度。

通过使凸缘弯曲，使得它伸过加粗杆身的直径，则凸缘同时可以确保，或者说可以更加有效地确保膨胀套不会在钻孔中旋转。

在本发明的另一个实施例中，卡子布置在膨胀舌的外表面上。有利的是，卡子具有锯齿形状的构形，其较浅的腹部面向膨胀塞的前端。当膨胀塞被膨胀时，卡子将深深地压入钻孔壁中，因此附加的凹口部分将形成在钻孔壁中。因此就特别是在裂纹的混凝土钻孔中的滑动来说，膨胀塞的性能得到了进一步的改进。如果钻孔由于裂纹形成而扩大，由于膨胀体在膨胀套中滑动的结果，即使通过膨胀套的杆身的稍稍的轴向位移也足以使膨胀套重新楔入钻孔中。

在最佳的结构中，当卡子布置在向前伸出的齿上，并且在每种情况下距凹槽和狭长缝隙都有一定距离时，使膨胀塞膨胀的拉入力只是由卡子稍有增加。

本发明的一种实际形式涉及一种轴向延伸的长的膨胀套，其长度至少是杆身或者膨胀套直径(额定直径)的两倍，最好是膨胀塞额定直径的3-4倍。本发明的该实际形式具有这样的优点，即当膨胀塞受到捶击负荷，即超过锚固力的非常瞬时的负荷时，例如在地震或者爆炸期间可能发生的，膨胀体可以被稍稍进一步地拉入膨胀套中。利用膨胀套的该长度，其可以承受几次捶击负荷，直至膨胀体达到膨胀套的最初远离膨胀体的端部区域为止。在达到膨胀套的那个端部以前，膨胀塞的锚固力仍然是高的和不变的。只是在达到膨胀套的那个端部时，预计才会有由于砖石建筑的破坏而发生的失效。加长的膨胀套能够使膨胀塞吸收高的拉出能量，并且能够在膨胀塞破坏之前吸收超过其本身的锚固力的连续的冲击负荷。虽然膨胀塞的杆身是通过膨胀体被拉入膨胀套的长度而拉出钻孔的，但是膨胀塞可在不变的高的锚固力下固定。

在本发明的另一个实施例中，杆身具有一个大致等于膨胀套直径的支承部分。该支承部分用于当其受到横向应力时将杆身支承在钻孔的口部。该杆身的支承部分的长度至少等于膨胀套的长度，以便当杆身由于冲击负荷的结果而已经稍稍拉出钻孔时，它也可以抵抗横向应力而将膨胀塞支承在钻孔的口部。

现在参照附图中示出的示范性实施例详细解释本发明，其中：

图1是本发明的膨胀塞的膨胀套的展开图；

图2示出了本发明的轴向截面的膨胀塞；

图3示出了膨胀开始时图2的膨胀塞；

图4示出了图2的完全膨胀的膨胀塞；

图5是本发明的膨胀塞的第二实施例的膨胀套的展开图；

图6示出了本发明的膨胀塞的第二结构；

图7是沿着图6的截面线VII-VII的放大截面图；

图8示出了本发明的膨胀塞的第二结构的改进形式；

图9和10示出了本发明的膨胀套和膨胀塞的杆身之间的非转动连接的实际形式；

图11示出了本发明的膨胀塞另一个实施例；

如图2所示的本发明的膨胀塞10具有一个锥形膨胀体12，该膨胀体12在其圆锥端部与一个杆身14形成整体。杆身在其后端设置有螺纹16。一个膨胀套18布置在杆身14上。膨胀套18可以是例如一个弯卷件，或者由一个管子制成。在所示出的示范性实施例中，膨胀套18是由金属板料制成的，其展开图示于图1中，其可弯曲而形成管形的膨胀套18。

在其展开形式中，膨胀套18是方形的。从其前引导边缘20开始，膨胀套18设置有狭长的缝隙22，这些缝隙大致等于膨胀体12的长度。这些狭长的缝隙22在膨胀套18上形成向前伸出的膨胀舌24。在膨胀套18的前引导边缘20上的开口26在膨胀舌24上形成向前伸出的齿28。在示出的示范性实施例中，齿28是矩形的。在膨胀舌24的底部区域，在膨胀套18上冲压出平行于前引导边缘20的凹槽30。

为了进行锚固，本发明的膨胀塞10被引入例如为混凝土体34(图3)的圆筒形钻孔32中。通过将螺母36拧在杆身14的螺纹16上，与杆身为一体的膨胀体12将被拉入在膨胀套18的膨胀舌24之间。此时，螺母36顶在膨胀套18上。当膨胀体12被拉入时，其首先使齿28扩张开来并且将它们压入钻孔32的壁中。膨胀塞10的该位置示于图3中。因为齿28作用在钻孔32的壁的小面积上，所以单位面积的负荷很高，因而很小的膨胀力就足以将齿28压入钻孔壁中。齿28在钻孔32中产生凹陷38，而膨胀套18本身固定地互锁在凹陷38中。当螺母36被进一步拧紧时，膨胀体12被更深地拉在膨胀舌24之间，从而使膨胀舌24扩张开。此时，膨胀舌24压在钻孔壁上，这便可以产生膨胀塞10在钻孔32中的摩擦啮合。另外，膨胀舌24压在钻孔壁上，齿28更深地压入钻孔壁中。结果凹陷38被扩大，膨胀塞10在钻孔32中的互锁啮合得到增进。充分膨胀的膨胀塞10示于图4中。利用本发明的膨胀塞10，便可以将建筑构件，例如，一个预先钻孔的建筑构件40，固定在混凝土体34上。

膨胀舌24的齿28可以增加表面压力，因此便于穿入混凝土体34中，特别是在前引导边缘20处，在这里，带有齿28的膨胀舌24可以最深地穿入混凝土体34中。

齿28的数目可以多于或者少于在附图中所示出的数目；同样，齿28的形状和它们的宽度也可以改变。本发明的膨胀塞10具有随后膨胀的能力。在其杆身14受到安装的建筑构件40的拉伸应力时，如果例如由于混凝土体34中形成裂纹而钻孔32被扩大，则膨胀体12可以更深地被拉在膨胀舌24之间，并使它们进一步扩张开来。该膨胀塞10适用于受到拉伸应力的区域。

为了避免重复，对于随后的图5-8的描述仅仅对于与示于图1-4的本发明的膨胀塞不同之处给予详细描述。对于其余部分，读者可以参阅有关图1-4的其完整的相应说明。相同的标号用于相同的构件。

图5是示于图6和7的本发明的膨胀塞10的第二实施例的膨胀套18的展开图。膨胀套18是一块金属板料，它在冲压后可以弯曲而形成一个管子。它具有由狭长的缝隙22形成的膨胀舌24，在该膨胀舌的前端，由开口26形成齿28。狭长缝隙22终止于形成一条折弯线的冲孔42。

带有其齿28的膨胀舌24这样形成，使其可以以球状向外隆起(图6)。在齿28的底部区域，即在从齿28至膨胀舌24的过渡区域，它们具有其最大的径向扩张范围。这样，即使在其非膨胀状态，膨胀套18也可以以其膨胀舌24弹性地支承在钻孔32中。膨胀塞10以这样的方式一直膨胀地被保持在钻孔32中，例如它不会从天花板的钻孔32中掉落下来。

另外，示于图6和7的本发明的膨胀塞10具有一个设置有一个纵向缝隙44的套形低摩擦元件46，该元件处于膨胀体12和膨胀舌和齿28之间。也可以提供几个低摩擦元件来代替单件的低摩擦元件46，每个低摩擦元件例如仅仅伸过圆周的一部分。该低摩擦元件由塑料构成。它可以在膨胀期间降低带有其齿28的膨胀舌24和膨胀体12之间的摩擦。然而其主要目的是防止在长期使用之后由于膨胀舌24和齿28的腐蚀而黏附在膨胀体12上，以便保护膨胀塞10在长期使用后随后膨胀的能力，即使在长期使用膨胀塞10之后，膨胀体12仍然可以在膨胀套中轴向位移。

套形低摩擦元件46具有向外伸出的成为纵向肋48形式的凸起，这些纵向肋48可以以舌片和凹槽连接的方式与膨胀舌24的开口26相啮合，这样将低摩擦元件46固定在膨胀套18上。当在膨胀期间膨胀套18在膨胀体12上滑动时，纵向肋48可以防止低摩擦元件46相对于膨胀套18位移。

图8示出了在图6和7中示出的膨胀塞10实施例的一种改进形式。该膨胀塞10的膨胀套18较短，其并不比膨胀舌24长许多。膨胀体12的杆身14被加粗了，使得膨胀套18在一个环形部分50处与膨胀套18的直径相当大的一个直径相毗邻。因此，在杆身14端部用于固定物件(未示出)的螺纹部分16具有比示于图1-7的膨胀塞10的螺纹部分16的直径较大的直径。本发明的该结构的优点特别是可以增加由较大的杆身直径提供的剪切抗力，即可以抵抗由固定在其上的物件横向于其纵向轴线施加在膨胀塞10上的负荷。因为膨胀套18利用其径向扩大部分楔入钻孔中，所以可以通过拉动膨胀体12使其膨胀，而不会反固定在膨胀套18上。

图9和10示出了防止膨胀套18和加粗杆身50之间转动但是当膨胀体12被拉入膨胀套18时容许杆身14相对于膨胀套18轴向移动的连接结构。该连接是通过凸缘52实现的，该凸缘52布置在膨胀套的远离膨胀体的端部并且与在加粗杆身50上的相应的凹槽54相啮合。为了保持膨胀套18和杆身50之间在整个膨胀操作过程中的抗转动连接，凸缘52的长度大致相当于膨胀体12的膨胀体锥度部分的长度。

防止膨胀套18在钻孔中的转动可以例如这样来实现，即通过一些凸起部分使膨胀套18的整体的或者其几部分的外径稍稍大于钻孔的直径。然而，防止膨胀套18的转动也可以借助被弯曲直至伸出加粗杆身50直径之外的凸缘52来实现或者加强。

图9和10示出了一个膨胀套18的实施例，其中，锯齿形状的卡子60布置在膨胀舌24的外表面上。卡子60通过冲压形成，其较浅的腹部61朝向膨胀塞的前端。卡子最好布置在向前伸出的齿28上并且在每种情况下距离开口26和纵向缝隙22有一定的距离。因此卡子布置在膨胀套18的膨胀最大的区域。膨胀时，卡子60深深地陷入钻孔壁中，因此卡子60的较陡的腹部面朝拉出的方向。这将导致锁定作用增加，其在钻孔由于裂纹形成的结果而扩大时特别有效。

在图11所示的本发明的膨胀塞10与例如图9所示的膨胀塞比较具有加长的膨胀套64。图11所示的膨胀塞10的膨胀套64具有大约是膨胀塞10的额定直径的3.5倍的长度。因此，该膨胀塞10能够吸收瞬时的冲击式的过负荷而不会出现故障。即当膨胀套64的位置处于钻孔扩大的区域时，该加长的膨胀套64也可以有在空腔中的可靠锚固。在该实例中，膨胀体12可以被较深地拉入膨胀套64中，直至其可以补偿钻孔的扩大为止。

杆身50的毗邻膨胀套64的光滑壁的支承部分66的直径大致相当于膨胀套64的直径。在图11所示的膨胀塞10的情况下，该支承部分66长于膨胀套64，因此膨胀塞10，当受到横向应力时，即使当膨胀体12已经被拉入膨胀套64中远至膨胀套64的原来就远离它的端部时，仍然可以支承在钻孔的口部。

Claims (18)

1.一种膨胀塞，该膨胀塞具有一个膨胀套，该膨胀套的前端具有膨胀舌，这些膨胀舌借助一个扩张的膨胀体可以膨胀，其特征在于，向前伸出的齿(28)由在膨胀舌(24)的前部引导边缘(20)处的开口(26)所形成。

2.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，齿(28)大约是膨胀舌(24)长度的1/3-1/4。

3.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀体(12)是锥形的。

4.如权利要求3所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀体(12)具有通过膨胀套(18)的一个杆身(14)该杆身设置有螺纹部分(16)。

5.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀套(18)具有形成一个楔入装置的径向扩大部分。

6.如权利要求5所述的膨胀塞，其特征在于，该扩大部分在从齿(28)至膨胀舌(24)的过渡区域至少位于一个膨胀舌(24)上。

7.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀塞(10)具有一个低摩擦元件(46)，该低摩擦元件(46)布置在膨胀舌(24)和膨胀体(12)之间并且具有向外伸出的凸起(48)，这些凸起以舌片和凹槽连接的方式啮合在形成齿(28)的膨胀舌(24)的开口(26)中。

8.如权利要求7所述的膨胀塞，其特征在于，该低摩擦元件(46)是一个带有向外伸出肋(48)的套的形式。

9.如权利要求4所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀套(18)和杆身(14)彼此连接起来可以轴向位移。

10.如权利要求9所述的膨胀塞，其特征在于，毗邻接纳膨胀套(18)的部分，杆身(14)被加粗到膨胀套的直径，并且膨胀套(18)的远离膨胀体(12)的端部设置有纵向延伸的凸缘(52)，该凸缘可以与加粗杆身(50)上的相应的凹槽(54)相啮合。

11.如权利要求10所述的膨胀塞，其特征在于，凸缘(52)的长度大致相当于膨胀体(12)的锥形部分的长度。

12.如权利要求10所述的膨胀塞，其特征在于，凸缘(52)被弯曲，直至伸过加粗杆身(50)的直径。

13.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，卡子(60)布置在膨胀舌(24)的外表面上。

14.如权利要求13所述的膨胀塞，其特征在于，卡子(60)是锯齿形状的冲压部分，其较浅的腹部(61)朝向膨胀塞的前端。

15.如权利要求13所述的膨胀塞，其特征在于，卡子(60)布置在向前伸出的齿(28)上，在每种情况下都与开口(26)和狭长缝隙(22)具有一定的距离。

16.如权利要求1所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀套(64)的长度至少是膨胀塞(10)额定直径的两倍。

17.如权利要求16所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀套(64)的长度大约是膨胀塞(10)的额定直径的3-4倍。

18.如权利要求16所述的膨胀塞，其特征在于，膨胀塞(10)具有一个连接膨胀体(12)和通过膨胀套(64)的杆身(50)，在膨胀套的远离膨胀体(12)的端部，杆身(50)具有一个大致等于膨胀套(64)直径的支承部分(66)，该支承部分(66)的长度至少等于膨胀套(64)的长度。

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