CN1060897A - 固定装置 - Google Patents

Abstract

具有一个栓头和一个栓体的固定装置靠强力被 打入一个混凝土或砖石的孔中，该栓体有贴近段，过 渡段和远离段，它们各自的轴线在栓体中受压力时不 相重合，它们还限定贴近和远离弯头。槽口使栓体与 孔壁之间的摩擦接合得到增强，这些槽口不仅在弯头 的凸表面上还沿栓体的贴近、过渡和远离段的大致上 为圆柱形的表面而形成。

Description

本发明与一种固定装置有关，它具有一个适于安装一个外部元件的栓头和一个适于被强制性地打入一个在混凝土、砖石或类似材料的物体中钻成的孔里的栓体，以便使其固定在该孔中。

已知有各种各样的固定装置被设计成靠强力打入一个在混凝土，砖石或类似材料的物体中所钻成的孔里，以便使其固定在该孔中。混凝土和砖石的特性在于具有高抗压强度，因而在受到压力时呈现出很小的压缩。典型的这种固定装置具有一个适于安装一个外部元件的栓头和一个与栓头组合成一体的栓体。当此栓头受到锤子或动力工具的打桩锤的打击时，栓体被迫被打入孔内，在该孔中栓体被固定了。

已知有一种双部件固定装置，当该装置被锤打灌入时，其中的套筒或其它元件产生扩张。此外，已知一些单部件固定装置，并在许多申请中得到推荐。

典型的单部件固定装置具有一个栓体部分，当该装置被打入一个孔时，该栓体部分产生形变。此形变部分将栓体固定在该孔中。

在Giannuzzi的4，828，445号美国专利中公开了一种单部件固定装置的不同形式。如其中所公开的，该固定装置有一个弹性栓体，该栓体是由在靠近其远离端有一个或多个波浪起伏所构成，并呈光滑的表面。

相关的其它固定装置被公开在Carroll的1，574，790号美国专利，2，468，024号法国专利，915，732号德国专利申请，3，620，372号德国专利申请以及55-122，918号日本专利申请（拟定公开出版）中。

一种改进的单部件固定装置公开在由Martin  J.Nilsen提出的并与此一道共同指定的美国序号为07/459，491的共同未决专利申请中。

本发明即是对上述共同未决申请中所公开的固定装置所举例说明的一种固定装置提出的改进。

本发明的固定装置有一个栓头和一个与该栓头组合成一体的栓体。该栓头适合于安装一个外部元件，该栓体适于在栓头受到打击时靠强力被打入一个在混凝土、砖石或类似材料的物体中的带有圆柱形壁的孔里，以便其固定在该孔中。根据本发明，该栓体与孔的圆柱形壁的摩擦接合得到增强，从而抵抗试图将栓体从孔内拉出的力。

该栓体由一个与栓头相邻的贴近段和一个离开该贴近段的远离段构成。当栓体未受压力时，其每一段基本上都是直的。该栓体还有一过渡段，该过渡段在贴近弯头处与贴近段相联，并在远离弯头处与远离段相联。

该栓体具有弹性韧度，一种被推荐的用于该栓体（如果是做成单部件形式，也用于固定装置）的材料是美国钢铁研究所（AISI）的C1038或C1040号钢，在其形成贴近段，过渡段和远离段之后，将这种材料进行弹性韧度的热处理。

该固定装置在其栓体上构成有许多槽口。这些槽口增强了栓体与孔的圆柱形壁之间的摩擦接合。本发明的特征在于至少有部分槽口设置在每个弯头的凸表面处。

栓体的贴近段和远离段最好都有一个基本上为圆柱形的表面，其它的槽口即沿着这些表面设置。而且，当栓体未受压力时，栓体的过渡段最好大致上是直的，并且具有两个基本上为圆柱形的、径向相对的表面，沿这些表面设置另外的一些槽口。

此外，一种推荐的方案是使这些槽口沿栓体排成两行。一行槽口沿着贴近段的大致为圆柱形的表面、沿着贴近弯头的凸表面和过渡段的一个给定的大致上为圆柱形的表面延伸。另一行槽口沿着远离段的大致上为圆柱形的表面、沿着远离弯头的凸表面和过渡段的另一个大致上为圆柱形的表面延伸。这两行槽口在过渡段彼此径向相对。

从下文中参照附图对本发明的最佳实施例的描述，本发明的上述这些以及其它的目的、特点和优点就会清楚了。

图1为一个固定于混凝土、砖石或类似材料的孔中的固定装置的透视图，该装置具有一个在其大致为直线段处的相当小的直径的栓体，图中还部分地展示了一个固定物的截面图。

图2为沿图1中的线2-2截取的，按箭头所指的方向、以稍稍放大的比例表示的局部剖面视图。

图3为沿图2中的线3-3截取的，按箭头所指的方向、以显著放大的比例表示的局部剖面视图。

图4为与图2类似的视图，所示为固定于一个与图1、2和3所示的孔相似的孔中的一个固定装置，但在其大致为直线段处有一个其直径相对大的栓体。

图5为与图3类似的视图，它是沿图4中的线5-5、按箭头所指的方向剖取的。

本发明推荐的实施例以及其它的实施例在图中得到了说明并在后文中进行描述，同时应该明白，这些只是示范性的实施例。本发明不限于所说明的实施例。由本发明设想的其它栓头的例子已在上文提到的共同未决申请中进行了描述。

每一个所说明的实施例中的固定装置，作为单部件形式，最好用美国钢铁研究所（AISI）的C1038或C1040号钢来制作，在用下述方法形成栓体以后，将该单部件进行弹性韧度的热处理。最好是，经过热处理的钢的硬度在从大约C23至大约C34洛氏硬度范围内，最低的屈服强度大约为92.000磅/吋²，以及最低的抗拉强度大约为120，000磅/吋²。

本发明推荐的实施例由固定装置10构成，它具有一个栓头12和一个与栓头12组成一体的栓体14，如图1、2和3所示。示出的栓头12为一钮扣形头。然而，根据本发明的固定装置可另外由不同形式的栓头（未示出）构成，如前面提到的共同未决申请中描述的形成一柱状螺栓的栓头或形成一孔眼的栓头。

固定装置10由包括用来形成栓体14的一段大致上均匀的，基本上为圆形截面的坯件（未示出）形成，在对固定装置10进行热处理之前，通过对该坯件进行冲压，锻冶或冷挤，从而形成栓头12和栓体14。更详细地说，栓体14是这样构成的，它有一个邻近栓头12的贴近段20、一个离开贴近段20的远离段22和一个位于贴近段20与远离段22之间的过渡段24。过渡段24在贴近弯头26处与贴近段20相联，在远离弯头28处与远侧段22相联。栓体143有一个贴近端30，它与栓头12相联，还有一个远离端32。

栓体14这样构成，当栓体14未受压力时，贴近段20、远离段22和过渡段24基本上是直的。因而，贴近段20、远离段22和过渡段24各自的轴线，在当栓体14未受压力时，基本上是共面的。当栓体14未受压力时，贴近段20的轴线和远离段22的轴线实际上是相互平行但彼此隔开的。当栓体14未受压力时，过渡段24的轴线以大致相同的锐角与这些基本上平行的每一条轴线相交叉。

栓体14在贴近弯头26的凹陷处形成有一个工具凹痕34（tool  indentation），在远离弯头28的凹陷处形成有一个工具凹痕36。工具凹痕34、36呈透镜形状。栓体14有一个基本上均匀的、大致为圆形的截面，但是贴近弯头26处与远离弯头28处除外，在这些地方，工具凹痕34、36使栓体14有一个较小的、非圆形截面。由于在栓体14成型时，栓体14在弯头26，28处最容易弯曲，则工具凹痕34、36处栓体14较小的、非园形截面有利于栓体14的成型。

如图1所示，栓体14可容易地被打入一个在混凝土、砖石或类似材料的物体54中的、带有圆柱形壁52的孔50内，以便被固定在孔50中。这样的材料的特征在于高的抗压强度，因而，在受到压力时呈现出很小的压缩。当栓头12受到锤子（未示出）或动力工具的打桩锤头（未示出）的打击时，栓体14被强制性地打入孔50中，栓体14被固定在该孔中。

贴近弯头26有一个与工具凹痕34相对的凸表面60。远离弯头28有一个与工具凹痕36相对的凸表面62。

在前文中，固定装置10可能基本上类似于前面提到的共同未决申请中所描述的那种固定装置。如下面所说明，固定装置10具有该申请中所描述的固定装置所没有的特征。

在栓体14中形成有两行相似的槽口70，槽口70增强了栓体14与孔50的圆柱形壁52之间的摩擦接合。本发明的特征在于至少有部分槽口70在相应的弯头的凸表面60、62处被形成。

栓体14的贴近段20有一个大致上为圆柱形的表面72，沿此表面设置有其它的槽口70。栓体14的远离段22有一个大致上为圆柱形的表面74，沿此表面设置有其它的槽口70。栓体14的过渡段24有两个大致上为圆柱形的、径向相对的表面76、78，沿这些表面设置有其它的槽口70。

如图所示，槽口70沿栓体14排成两行。槽口70的其中一行89沿着贴近段20的大致上为圆柱形表面72、贴近弯头26的凸表面60和过渡段24的一个给定的大致上为圆柱形表面，即大致上的圆柱形表面76而延伸。槽口70的另一行82沿着远离段22的大致上为上圆柱形表面74、远离弯头28的凸表面62和过渡段24的另一个大致上为圆柱形表面，即大致上的圆柱形表面78而延伸。

如图所示，每个槽口70都是单向的，由与栓体14的外表面以近似90°角相交的引导面70a和与同一表面以近似45°角相交叉的尾随面70b所限定。因而，比较而言，槽口70使得栓体14能以较小的阻力进入一个如孔50那样的孔内，而要从该孔中取出则会有较大阻力。

如图3所示，每个槽口70具有一径向深度X，如图3中提出的，当栓体14固定在孔50中时，孔50周围的材料会要进入每一个沿栓体14的贴近段和远离段的大致上为圆柱形表面分布的槽口70内，达到大约0.25X标定深度。

构成本发明的另一个实施例的固定装置10′示于图4与图5中，固定装置10′与固定装置10在各方面都相似，只是固定装置10′的栓体14′在其大致上为圆柱形表面处的标定直径大于固定装置10的栓体14的标定直径。

此外，固定装置10′的栓体14′中构成的槽口70′与固定装置10的栓体14中构成的槽口70相似。所示出的固定装置10′，其栓体14′固定于一个在混凝土、砖石或类似材料的物体54′中、带有一个圆柱形壁52′的孔50′内。孔50′与孔50相似，孔50、50′具有大致相等的直径。

如图5所示，每一个槽口70′所具有的径向深度Z大致等于固定装置10的栓体14中所形成的每个槽口70的径向深度X。正如图5中所提出的，当将栓体14′固定在孔50′中时，孔50′周围的材料会深入每一个沿栓体14′的贴近和远离段的大致上为圆柱形表面分布的槽口70′里，达到大约0.75Z标定深度。

图3与图5想要说明，孔周围的材料沿着栓体的贴近和远离段的大致上为圆柱形表面分布的槽口的深入量在一定程度上依赖于这些段和孔的相对直径。

由于本发明的固定装置具有沿着贴近与远离弯头的凸表面的分布的槽口，栓体与孔的园柱形壁之间的摩擦接合被增强了。其间，增强的摩擦接合导致从孔中拉出栓体阻力的增强，特别是，如果固定装置没有放正，因而栓体的贴近与远离段相对于孔的轴线不平行时，尤其是这样。

上面描述的实施例中还可以进行各种改进，但都不脱离本发明的范畴和精神。

Claims (4)

1、一个固定装置，它具有一个栓头和一个与此栓头组成一体的栓体，此栓头适于安装一个外部元件，此栓体适于被强制性地打入一个在混凝土、砖石或类似材料的物体中的具有园柱形壁的孔内，以便在打击栓头时它能被固定在该孔中；此栓体至少由两段在未受力时大致为直的部分所构成，即，一个与栓头相邻的贴近段和一个离开该贴近段的远离段；同样还有一个在贴近弯头处与贴近段相联、在远离弯头处与远离段相联的过渡段；此栓体具有弹性韧度，贴近段与远离段各自的轴线，在栓体未受压力时，它们不相重合；每个贴近弯头与远离弯头都具有一个凸表面；此固定装置具有由栓体上的槽口所形成的装置，用以增强栓体与孔的园柱形壁之间的摩擦接合，至少有某些槽口设置在贴近弯头与远离弯头的凸表面上。

2、如权利要求的固定装置，其特征在于贴近段与远离段每一个都具有一个大致上为圆柱形的表面，沿这些表面设置有其它一些槽口。

3、如权利要求2的固定装置，其特征在于过渡段在栓体未受压力时大致上是直的，并且具有两个大致为园柱形的、径向相对的表面，沿着这些表面设置有另外一些槽口。

4、如权利要求3的固定装置，其特征在于槽口沿着栓体排列成两行，即，一行沿着贴近段的大致为圆柱形的表面，贴近弯头的凸表面以及过渡段的一个给定的大致为圆柱形的表面延伸，另一行沿着远离段的大致为圆柱形的表面，远离弯头的凸表面以及过渡段的另一个大致上为圆柱形的表面延伸，这两行在过渡段上彼此径向相对。

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