專利名稱：用于鋼筋的機械連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼筋的機械連接裝置。它涉及一種用于鋼筋的機械連接裝置，即一個空心體的套管和一個安置此機械連接裝置的部件。本發(fā)明還涉及一個安裝用于鋼筋的機械連接裝置的過程。
此裝置用在混凝土建筑結(jié)構(gòu)，例如在城市建筑、港口建筑或馬路建筑的內(nèi)接。
已知在這些場合使用機械連接裝置連接鋼筋可確保拉應力的連續(xù)傳遞。
本發(fā)明的機械連接裝置可在工地使用，以便把已在車間經(jīng)過工業(yè)加工的構(gòu)件(預制件)與其它在工地上使用的鋼筋連接。
這些在工地上使用的鋼筋可有一個直的或是彎曲末端，并用已有形式在它的外表面帶有肋或螺紋。肋或螺紋的尺寸沒有相應的規(guī)定，但是要與鋼筋的直徑成比例。所有這些構(gòu)件在設(shè)計時給定一定的連接強度，并根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)決定鋼筋用大直徑和大的肋還是用小直徑和小的肋。
這些肋通常例如以螺旋形配置在鋼筋的外表面，它的節(jié)距取決于所用鋼筋的直徑和所需的強度。
有時，必須把埋在原有混凝土塊中的鋼筋與新的鋼筋連接起來以延伸或改變結(jié)構(gòu)。
在許多情況，在現(xiàn)場工地上使用的鋼筋設(shè)計成沒有機械連接結(jié)構(gòu)如螺紋以方便連接，另一方面，或者是有一個遭到腐蝕或海水破壞的螺紋。
鋼筋末端的任何機械加工必須在一個專門的車間完成。該加工操作會在加固生產(chǎn)線引起間斷并帶來相當大的裝卸問題。這個負荷的間斷是很昂貴的，并還會經(jīng)常帶來把成百噸的鋼從機械加工工地送到工作場地和/或裝配點的運輸問題。
本發(fā)明的目的是要把安裝套管這工序合并到生產(chǎn)工序中而不必事先對鋼筋端部作處理。
目前已知的是用管狀套筒靠壓力夾緊來連接這類鋼筋。為此目的，由于用一個靠外壓力操作的包圍爪系統(tǒng)不得不強大，就必須使用一些龐大的外爪。而龐大有一個缺點，即當鋼和鋼筋高度集中時，如果二根鋼筋靠得太近，在工地上的快速插入就不可能了。
鑒于所用的鋼筋不對稱和不規(guī)則，二根鋼筋不再對齊，用具有一個可動爪和一個固定模垂直夾緊的已知裝置也使二根待連接的鋼筋產(chǎn)生幾乎必然的偏差。
本發(fā)明的目的是提供一種能減少上述缺點的用于鋼筋的機械連接裝置，并能連接末端沒有連接部分如螺紋的鋼筋。沒有螺紋可能是由于腐蝕的結(jié)果或干脆是在制造時未提供機械連接裝置的結(jié)果，也有可能是在工地由于事故使機械連接裝置折斷。
本發(fā)明所提出用于鋼筋的機械連接裝置的另一個目的是能在工地上快速操作并使用輕巧的、方便的工具。
本發(fā)明所提出用于鋼筋的機械連接裝置的另一個目的是由于使用了小尺寸的工具，就可使用高密度的鋼筋，即鋼筋之間可以靠得很近。
本發(fā)明所提出用于鋼筋的機械連接裝置的另一個目的是在連接后能靠施加例如等于彈性極限的90％的應力來進行測試。
本發(fā)明所提出用于鋼筋的機械連接裝置的另一個目的是能提供生產(chǎn)用測試連接裝置，使得從套管對鋼筋的末端夾緊的質(zhì)量的觀點來看，生產(chǎn)的連接裝置完全可靠。
本發(fā)明提出的用于鋼筋的機械連接裝置的另一個優(yōu)點是通過檢查夾緊連接的質(zhì)量，就能大大減少套管本身的長度，由于大大減少了所用的金屬數(shù)量，使結(jié)構(gòu)中機械連接裝置的成本大大降低。
本發(fā)明的再一個目的是能在工地上快速操作，以便把在工廠生產(chǎn)好的伸出一部分鋼筋的構(gòu)件(預制件)與其它在工地上使用的鋼筋連接起來。
即所有的水平平板可在工廠同時加工好，隨后與已事先把其末端全部調(diào)整到相同高度的垂直鋼筋連接。
本發(fā)明的部件的另一個優(yōu)點是它在工地上使用十分方便、簡單。
此部件具有測試剛完成的工作的能力以證明連接裝置的功能。由于迄今為止還不能檢查用爪夾緊產(chǎn)生的連接的質(zhì)量，它當然是很有利的。
本發(fā)明的部件的另一個優(yōu)點是能相當大地增加連接數(shù)量，從目前的每天四十個上升到每天四百個。此部件能以固定形式安裝以使鋼筋的準備工作工業(yè)化。
本發(fā)明提出的用于鋼筋的機械連接裝置，用在工地上的混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)中的內(nèi)接點來與在外表面有肋的鋼筋的直形或彎的末端連接，其特征在于它包括一個空心圓柱體的套管，沒有連接部分的鋼筋末端可導入到它的里面；在套管的一端有螺紋；空心體與螺紋同軸線，使得二根尾對尾配置的鋼筋能連接起來；套管的外面材料因直線或螺旋形凹槽結(jié)構(gòu)而變形；鋼筋肋的材料能嵌入到套管的空心體，使得鋼筋與套管連接。
從下面的說明和附圖可以得知本發(fā)明不僅僅局限在一個實施例。


圖1表示本發(fā)明的用于鋼筋的機械連接裝置用在一根垂直鋼筋和一根彎曲的水平鋼筋的情況；
圖2是鋼筋與端部沒有連接部分的鋼筋的機械連接的本發(fā)明裝置的示意圖；圖3是表示套管變形后形狀的剖面圖；圖4示出了工具的一種變型，它用球代替圖2中的偏置環(huán)。
參照圖1，用于鋼筋連接的機械連接裝置用數(shù)字1表示。熟知工藝的人知道，在目前的工地上廣泛使用這種鋼筋以加強結(jié)構(gòu)。鋼筋2與另一根與鋼筋2尾對尾并同軸線配置的鋼筋3連接。因而，連接裝置1能確保鋼筋2和鋼筋3之間的拉應力連續(xù)傳遞。
圖1示出了單根鋼筋3，但它只是由眾多鋼筋以基本上呈平行狀排列的鋼筋組成的一個水平地板4的一部分。每一根鋼筋3從地板4呈直線狀延伸，或相反有一個如圖1所示的彎曲尾部5。
本發(fā)明提出的用于鋼筋的機械連接裝置也可用在其它適用于某些具有外/外套管或內(nèi)/內(nèi)套管的建筑的裝置。
結(jié)構(gòu)還包括一個垂直部分，一排平行排列的鋼筋2在其中形成一體。鋼筋3的末端6必須與鋼筋2的末端7連接。應該注意的是，此鋼筋的末端7沒有連接部分，例如沒有螺紋或接頭。而對于精通工藝的人來講，生產(chǎn)此機械連接裝置是很容易的。
已經(jīng)知道，沒有螺紋可能是由于設(shè)計的原因、也可能是腐蝕或者在工地上鋸掉的緣故。
本發(fā)明的機械連接裝置1一旦用本發(fā)明的方法與鋼筋的尾部7連為一體，就可以通過例如擰緊螺絲與鋼筋3連接。所用的系統(tǒng)是“螺紋接頭”類(3個部分)，鋼筋不能轉(zhuǎn)動。
圖2示出了其尾部7沒有連接部分即內(nèi)接螺紋的鋼筋2。具有合適直徑的鋼筋在它的外表面有以例如圓形或螺旋形配置的肋10。這些肋可能沒有規(guī)則，但當它們受到大的應力時能以已知的方式減輕混凝土中鋼筋的支承。這些肋有適合于鋼筋直徑的不同寬度和高度尺寸。
考慮到結(jié)構(gòu)的形式，鋼筋的直徑不是很規(guī)則的，這些肋也不是很精確地分布在鋼筋的外表面。
本發(fā)明提出的用于鋼筋的機械連接裝置包括一個空心圓柱體的套管11，鋼筋的末端7通過管口12進入它的里面。
在一個實施例中，套管11不僅在它高度的大部分上面有一個圓柱形體，還有一個斜面部分13。在斜面13上面，套管11的端部有如圖1所示的螺紋8。
用于鋼筋的機械連接裝置是通過把含有螺紋8的圓柱套管11安裝在鋼筋2的無螺紋尾端7上形成的。應該注意的是，鋼筋2和螺紋8為沿軸線14同軸線配置以使鋼筋2和3尾對尾連接。
還要注意的是，鋼筋與鋼筋必須很好地對齊和同軸線，因為，如果底面沒有對齊就會引起偏置應力，從而產(chǎn)生一個對鋼筋的張力和“永久延伸率”測試或滑動測試有不利影響的力矩。
本發(fā)明中由于用螺紋桿和待夾緊的套管接頭而同軸線夾緊作用的緣故，以及用環(huán)形工具的緣故，本發(fā)明所提出的過程對于二根鋼筋的對中更為可靠，而與鋼筋形狀無關(guān)。
各種機械連接裝置的部件通常是由金屬制造的，它有利于選擇套管11的材料。套管11要有比組成鋼筋2的材料更大的可展性，以便當壓力作用在套管11的外表面時，肋10嵌進套管11的內(nèi)部。這個嵌入作用在鋼筋尾部7，因而，把套管壓在鋼筋的尾端上，它通常是由編號為23的工具經(jīng)過垂直和/或圓環(huán)位移來完成。
鋼筋肋的材料嵌進與鋼筋相對的套管的內(nèi)部，使得鋼筋與套管相連。
用于安置機械連接裝置1的部件15見圖2。
此部件裝有一個螺紋延伸管16，它包括在其端部之一端的螺紋17以及一個能擰入連接裝置1的螺紋8的接頭30。
延伸管的螺紋17安排在所使用的可雙動的空心動力油缸本體的端部18。此動力油缸的本體19與延伸管16一起形成一個區(qū)域20，一個空心活塞21可在此區(qū)域內(nèi)移動。此活塞的端部22與工具23形成一個整體，此工具可有不同的合適的形狀如圓形，即裝有一些偏置環(huán)或球。在某些情況下，這些部件可根據(jù)待連接的鋼筋直徑尺寸調(diào)整。連接裝置的夾緊可通過變更球的數(shù)量來調(diào)整，并可產(chǎn)生一個圓周運動以達到以螺旋線來夾緊。
為了提高表面接觸而得到一個更好的連接，用一個需要5到10秒時間把溫度上升到500到750℃的加熱系統(tǒng)是有效的。一個高頻自感應系統(tǒng)可確保小尺寸部分的局部加熱。用小的低頻輕便設(shè)備，在幾秒鐘內(nèi)就能完成快速加熱而使溫度上升。
連接后的金屬冷卻有一個重要優(yōu)點。因為熱應力的收縮增強夾緊，因而，在鋼筋和套管之間產(chǎn)生了一個很好的附合力和一個完全的整體連接。
通過自感應加熱內(nèi)接點會產(chǎn)生低得多的夾緊力，而能使用較小的工具。
值得注意的是，40直徑的鋼筋需要用4只圓球的60噸壓力，而一個40直徑的鋼筋用一個圓形工具23需要15噸的熱壓力。
由于有了用整體連接鋼筋和可靠耦合方式的可控制連接裝置，與已用的耦合裝置例如垂直夾緊鋼筋相比，就可相當大地減少耦合長度。
圖4示出了裝有球的工具23的細節(jié)。球在套管11的外面部分產(chǎn)生變形27。在工具垂直下降期間，產(chǎn)生縱向和/或圓環(huán)夾緊、與套管的外表面咬合，從而產(chǎn)生可控制的嵌入、并還可用圓球來調(diào)節(jié)。這個調(diào)節(jié)可用圖示中的螺紋28來實現(xiàn)。
如果在工具的圓環(huán)的外面形成一個半周邊的傾斜槽，球的夾緊就是螺旋狀的。當施加壓力時，安裝點迫使它轉(zhuǎn)動，工具被安裝到一個止推球軸承上，槽的角度取決于節(jié)距或螺旋節(jié)距的函數(shù)、并與鋼筋的螺栓間隔有關(guān)。
此目的是為了能相當大地增加凹槽長度，并很好地嵌入到套管的空心體。從而在機械構(gòu)件上再產(chǎn)生鋼筋的附合作用。
套管的外面材料因直線或螺旋線凹槽形式而變形。
當活塞以箭頭F方向下降時，工具23的端部垂直移動一距離D。工具23的基部24與一個牽制件25接觸，此牽制件本身安置在一個帶插入尼龍墊圈的牽制板26上。
靠由活塞傳遞的相當大的壓力，工具23首先作用在斜面13上，隨后作用在套管11所有的外周邊上。就是靠著此壓力和同時產(chǎn)生的套管周邊的變形，如圖3所示，鋼筋端部7與套管連接。工具以足夠的數(shù)量在套管的外面部分形成螺紋27，最好有規(guī)律地分布在所有的外周面上。當然，此螺紋的數(shù)量取決于待連接鋼筋的直徑大小。
在工具的垂直和/或圓環(huán)移動距離D時，工具靠壓力在套管的外周邊壓出螺紋，并產(chǎn)生了在鋼筋端部7的肋10的嵌入。當然，靠著選擇展延性比鋼筋端部7的材料更大的材料組成套管11，才可能產(chǎn)生這個嵌入。
用此方法，套管能與鋼筋的端部連接并夾緊。鋼筋端部7的肋的材料套在套管的內(nèi)部以形成連接面。
參照圖2，可以看到，當油在壓力下傳送時，即通過活塞21操作部件15。與延伸管16合在一起的套管11裝到動力缸體上。這樣，引起空心活塞下降距離D并產(chǎn)生夾緊。在鋼筋外表面的肋10嵌入到套管內(nèi)部具有較大展延性的材料。
操作結(jié)束時，工具的端面24支承在牽制件上、并在預定值例如鋼筋的彈性極限的99％處進行測試。當施加拉應力時，如果沒有觀察到從動力油缸的壓力表讀出的油壓下降滑動記錄，則此測試被認為是好的。
權(quán)利要求
1.用于鋼筋的機械連接裝置，在工地上用于混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)內(nèi)接點，被用在其外表面有肋的鋼筋的直線或彎曲的末端，其特征在于它包括一個空心圓柱體的套管(11)，沒有連接部分的鋼筋端部可導入此套管的里面；在套管(11)端部的螺紋(8)；空心體和螺紋同軸線，使得二根尾對尾配置的鋼筋能連接起來；套管外面的材料因直線或螺旋線凹槽結(jié)構(gòu)而變形；鋼筋的肋(10)的材料嵌入套管(11)的空心體內(nèi)，以便連接鋼筋和套管。
2.如權(quán)利要求1所述的用于鋼筋的機械連接裝置，其特征在于，在螺紋和套管圓柱部分之間、套管(11)的外表面形成斜面(13)。
3.用于其尾端沒有連接部分的鋼筋機械連接裝置的部件，把二根鋼筋尾對尾連接，其特征在于，它包括一個雙作用動力油缸體(19)；與套管端部的螺紋配合的一個接頭或螺紋的延伸管(16)安裝在動力缸體；動力缸的空心活塞(21)在缸體(19)和延伸管(16)之間移動；處于活塞端部、裝有球或環(huán)的工具(23)能垂直移動和/或轉(zhuǎn)動，以使套管(11)的外面材料變形，并迫使鋼筋的肋(10)嵌入套管的內(nèi)部，以形成套管與鋼筋末端的連接和夾緊。
4.如權(quán)利要求3所述的安置機械連接裝置的部件，其特征在于它包括一個牽制件(25)，用于動力油缸最后下降期間支承工具的底面，以測試連接。
5.安裝如權(quán)利要求1所述的用于鋼筋的機械連接裝置的過程，其特征在于它包括用一個套管套在沒有連接部分的鋼筋的尾部；通過一個工具的垂直和/或圓周位移頂壓鋼筋尾部上的套管；選擇比鋼筋材料更有展延性的套管材料，以便鋼筋的肋嵌入套管空心體內(nèi)部；傳遞通過工具導回到鋼筋的應力。
6.安裝如權(quán)利要求5所述的用于鋼筋的機械連接裝置的過程，其特征在于，一旦連接完成，即在例如一個預定的鋼筋彈性極限值處進行測試。
7.安裝如權(quán)利要求5所述的用于鋼筋的機械連接裝置的過程，其特征在于，為了改善接觸面并得到一個更好的連接，用5到10秒時間把筋的端部加熱到500到750℃的溫度，隨后冷卻以使裝配收縮、增強夾緊。
8.如權(quán)利要求3所述的安裝機械連接裝置的部件，其特征在于，用高頻自感應產(chǎn)生加熱。
全文摘要
一種用于鋼筋的機械連接裝置，一個安置此裝置的部件和一個安裝此裝置的過程。此裝置的特征在于一個空心圓柱體套管，沒有連接部分的鋼筋端部可導入此套管的里面；在套管端部的螺紋；空心體和螺紋同軸線，使得二根尾對尾配置的鋼筋能連接起來；套管外面的材料因直線或螺旋線凹槽結(jié)構(gòu)而變形；鋼筋的肋的材料嵌入套管的空心體內(nèi)，以便連接鋼筋和套管。此裝置用于混凝土建筑結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04C5/16GK1130232SQ9510086
公開日1996年9月4日 申請日期1995年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月1日
發(fā)明者讓-馬里耶·皮頓 申請人:歐洲戴克斯德拉股份有限公司