技术领域

本发明涉及紧固件领域中的一种膨胀螺栓。

背景技术

自英国工程师约翰 ·约瑟夫 ·罗林斯 1911年发明了膨胀螺栓以来， 人们使用 它整整一个世纪。 该膨胀螺栓通常由沉头螺栓、 胀管、 垫圈、 弹簧垫和六角螺母 等组成， 使用时， 先用冲击电钻（锤）在固定体上钻出相应尺寸 的孔， 再把螺栓、 胀管装入孔中， 旋紧螺栓上的螺母， 螺栓往外走， 而外面的胀管不动， 于是， 沉 头螺栓的大头就把胀管设有若干切口的一端撑 开，使其涨满整个孔，从而使螺栓、 胀管、安装件与固定体之间胀紧成为一体。虽 然基于该膨胀螺栓有许多新的技术 改进， 但几乎所有的改进方案均与上述传统膨胀螺栓 的基本原理相同， 即： 均是 通过利用膨胀头端部的楔形斜度来促使胀管等 膨胀件向外膨胀撑开产生摩擦握 裹力， 达到固定效果。

随着发达国家的墙体改革， 我国政府于 1999年颁布了 "强制性淘汰和禁止 使用实心粘土砖"的规定， 多孔墙体砌块得到了广泛的推广和应用。上述 类型的 膨胀螺栓由于其本身的结构缺陷，包括膨胀开 合度和刚度有限，其在固定载体为 空心砖或多孔轻质砖墙时已无法使用，不能实 现与多孔砌块墙体恰到好处地锚固 或稳妥锁合， 安装工人们常常是反复折腾， 无奈的凑合使用， 埋下了许多安全隐 串、

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有传统 膨胀螺栓的缺陷，提供一种可 适用于空心砖或多孔轻质砖墙体上， 实现安全牢固固定的剪式膨胀螺栓。

本发明包括带有膨胀件的固定件和推动件， 所述推动件与固定件配合并可 沿固定件的轴线同轴向移动； 所述膨胀件与固定件的顶端部铰接， 该膨胀件的下 端部具有一朝向推动件的斜面，推动件顶端部 可与膨胀件下端部的斜面接触， 并 沿膨胀件下端部的斜面推动膨胀件， 使膨胀件向推动件的外侧撑开。

本发明通过设置具有一斜角端的膨胀件，将膨 胀件与固定件铰接， 由推动件 推动膨胀件的斜角端向外侧撑开， 从而使膨胀件实现剪式撑开， 极其方便地实现 了锚固或锁定。 且因相应膨胀件可实现大幅度撑开， 其锚固力极强。 具体来说， 可以有以下两种优选技术方案：

第一种方案： 所述固定件为一个带耳螺杆， 该带耳螺杆为上部设置了一个或 两个支撑板的螺杆，支撑板上部设置铰接孔;� �述膨胀件为两个膨胀杆或膨胀板， 该两个膨胀杆或膨胀板铰接于螺杆的一个支撑 板的两侧或两个支撑板之间；所述 推动件包括套装在螺杆上的楔块和旋装在螺杆 另一端的螺母，所述楔块的顶端与 两个膨胀杆或膨胀板的下端部接触，旋转螺母 可推动楔块沿两膨胀杆或膨胀板的 下端部斜面移动， 从而推动两个膨胀杆或膨胀板分别向外侧撑开 。

需要说明的是， 当上述带耳螺杆设置为单耳， 即仅设置一个支撑板时， 所述 膨胀杆或膨胀板可分别铰接于单耳的两侧； 当带耳螺杆设置为双耳， 即设置有两 个相对的支撑板时， 则所述膨胀杆或膨胀板嵌装在两耳之间进行铰 接， 这样， 嵌 装在两耳之间的膨胀杆或膨胀板作剪式撑开的 稳定性更好。

第二种方案： 所述固定件为一个带耳螺母支座， 该带耳螺母支座具有两个相 对设置的支撑板， 支撑板上部设置铰接孔； 所述膨胀件为两个膨胀杆或膨胀板， 该两个膨胀杆或膨胀板合并嵌装在带耳螺母支 座的两个支撑板之间，并与支撑板 铰接； 所述推动件为一个与带耳螺母支座匹配的螺栓 或带帽螺杆，所述螺栓或带 帽螺杆的顶端部与两个膨胀杆或膨胀板下端部 接触，旋转螺栓或带帽螺杆可使其 沿膨胀杆或膨胀板下端部的斜面直接推动两个 膨胀杆或膨胀板分别向外侧撑开。

为了使用更为方便， 省略预先打孔步骤，所述带耳螺母支座的上端 部设置有 一个锥形錾头，在带耳螺母支座的底端部设置 有一个凸起的凸台，所述两个膨胀 板或膨胀杆的上端部与支撑板铰接， 整体嵌装在带耳螺母支座内。该锥形錾头可 具有切削钻孔刀具功能， 如此，可直接将本发明所述剪式膨胀螺栓打入 或自切削 钻入锚固基体内， 打入的方式可以是人工锤击， 也可以是电动锤击或靶向锤射， 自切削钻入的方式可通过电动钻实现。

为简化安装操作， 方便钻入锚固基体内，可以在凸起的凸台上设 有一字或十 字槽， 或者将该凸台设置为方柱形或六角柱形， 并在所述锥形錾头和带耳螺母支 座的外表面上设置自攻螺牙，通过扳手或电动 工具等将本发明所述剪式膨胀螺栓 旋转钻入锚固基体内。

同时，也可以将所述带耳螺母和螺栓螺牙配合 部分分别设置为不带螺牙的孔 和不带螺牙的杆， 孔与杆在该配合部分紧配合。 这样， 直接敲击杆的底端部， 使 杆直接推进， 即可推动膨胀件作剪式撑开， 实现膨胀锚固。

另外， 为了防止在填入固定孔的过程中， 膨胀杆或膨胀板向内转动， 从而使 剪式膨胀螺栓卡死，所述带耳螺母支座上的两 个相对设置的支撑板根部外侧面设 有限位台阶或限位斜面，膨胀杆或膨胀板在被 未撑开时其下端部斜面靠在该限位 台阶或限位斜面上， 以限制其向内转动。

当然，本发明所述膨胀件也可以是一个膨胀杆 或膨胀板， 该膨胀杆或膨胀板 嵌装在双耳带耳螺杆或带耳螺母支座的两个支 撑板之间，或安装在单耳带耳螺杆 的一个支撑板的一侧，膨胀杆或膨胀板与支撑 板之间增设垫片，并与支撑板铰接。

当单个膨胀杆或膨胀板嵌装在带耳螺母支座的 两个支撑板之间，并与支撑板 铰接，可在所述带耳螺母支座相对于膨胀杆或 膨胀板的一侧设置靠壁， 当所述螺 栓或带帽螺杆推动该膨胀杆或膨胀板向外侧撑 开时，该靠壁支撑所述螺栓或带帽 螺杆， 使螺栓或带帽螺杆始终沿带耳螺母支座轴向推 动，在推动膨胀杆或膨胀板 的过程中不产生弯曲。

此外，本发明在所述膨胀杆或膨胀板的的上端 部设装配孔，两个膨胀杆或膨 胀板的装配孔之间装设回位弹簧， 通过回位弹簧收拢被撑开的膨胀杆或膨胀板， 可方便实现剪式膨胀螺栓可拆卸。

为了增强锚固或锁定的目的，使本发明更加适 合大孔空心砖墙和密实的土壤 上锚固或锁定，本发明所述膨胀杆或膨胀板的 上端部为角状且设有装配孔，两个 膨胀杆或膨胀板的装配孔分别与另一对膨胀杆 或膨胀板铰接，从而形成更大深度 的锚固和锁定。当然，膨胀杆或膨胀板与膨胀 杆或膨胀板之间可以多次串联铰接。

根据具体所采用的固定件的结构， 以及锚固要求，所述膨胀件的上端部可选 择为弧状或角状， 当设置为弧状时， 可便于填入固定孔， 或嵌装在固定件内； 当 设置为角状时， 可便于加工制造和节省材料， 也便于多对膨胀杆或膨胀板串接。 其次，所述膨胀件的两端相对于膨胀件与固定 件的铰接点之间的距离可以对称相 等， 也可以不相等。当膨胀件的下端点与铰接点之 间的距离小于膨胀件的上端点 与铰接点之间的距离时， 可以使本发明实现更大幅度的剪式撑开， 满足大孔锚固 基体的锚固。

为了使膨胀锚固操作更为顺利，所述推动件的 顶端部为圆锥面或弧面。更进 一步， 该弧面上还可设置棘齿， 通过棘齿与膨胀杆或膨胀板的棱角咬合， 实现自 锁或防松。 所设置的棘齿尖的方向应与推动件推进时的旋 转方向相反。

为了增强锚固效果， 所述膨胀件的锚固面上可设置有花纹或齿。

针对不同的锚固目的、锚固要求和锚固定场所 ，所述与带耳螺母匹配的螺栓 或带帽螺杆的底端为方头、 三角头、 内六角头， 或设置内六角法兰面、 外六角或 外六角法兰面、 内外六角或内外六角法兰面、 一字或十字槽， 或附加设置吊杆、 牙条、 挂钩、 吊环、 或活接， 以满足多用途的需要。

本发明结构简单巧妙， 容易加工制造， 使用方便可靠， 加工成本低廉， 容易 实现产业化， 且应用环境宽泛。本发明通过膨胀杆或膨胀板 作剪式撑开实现锚固 或锁定， 不仅在多孔砌块墙体上能够牢固可靠地使用， 而且也可广泛地应用于实 心砖墙、土墙、混凝土结构、木质结构、塑料 结构、密实的土壤（具有桩的功用） 等各种密实和蜂窝状基体上， 真正实现剪式膨胀螺栓的通用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图 1是本发明实施例一结构示意图；

图 2是图 1的侧视图；

图 3是本发明实施例一所实现剪式撑开状态下的� �构示意图；

图 4是本发明实施例二的结构示意图；

图 5是图 4的侧视图；

图 6是本发明实施例二所实现的剪式撑开状态下� �结构示意图；

图 7是本发明实施例三的结构示意图；

图 8是图 7的侧视图；

图 9是本发明实施例三所实现的剪式撑开状态下� �构示意图；

图 10是本发明实施例四的结构示意图；

图 11是图 10的侧视结构图；

图 12是本发明实施例四所实现的剪式撑开状态下� ��构示意图；

图 13是本发明实施例五所实现的剪式撑开状态下� ��构示意图；

图 14是本发明实施例六所实现的剪式撑开状态下� ��构示意图；

图 15是本发明实施例七所实现的剪式撑开状态下� ��构示意图；

图 16是本发明实施例八的结构示意图； 图 17是图 10的侧视图；

图 18是本发明实施例八所实现的剪式撑开状态下� ��构示意图；

图 19是本发明实施例九的结构示意图；

图 20是本发明实施例九所实现的剪式膨胀状态下� ��构示意图；

图 21是本发明实施十的结构示意图；

图 22是图 21的侧视图；

图 23是本发明实施例十所实现的剪式膨胀状态下� ��构示意图；

图 24是本发明实施例十一所实现的剪式膨胀状态� ��结构示意图； 图 25是本发明实施例十二所实现的剪式膨胀状态� ��结构示意图。

图中： 1-膨胀杆 2-铆轴 3-楔块 31-圆锥面 4-螺母 5-带耳螺杆 6-半圆 槽 7-豁口 8-带耳螺母支座 81-支撑板 82-限位台阶 83-限位斜面 84-凸台

85-靠壁 86-垫块 9-凹平面 10-带帽螺杆

11一膨胀板 111-装配孔 112-回位弹簧 113-串接铆轴 21-连接铆轴 12-螺 栓 121-螺栓方头 122-螺栓螺母 123-平垫片 124-弹性垫圈 125-管状垫块

13-锥形錾头 14-下端部斜面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明和具体实施作 进一步说明：

实施例一：

如图 1、 2及 3所示， 本发明包括两个截面为半圆状的膨胀杆 1， 膨胀杆 1 上开有半圆槽 6和豁口 7， 膨胀杆 1的上端部为弧面， 膨胀杆下部设置下端部斜 面 14， 下端部斜面 14为朝向内侧； 两个膨胀杆 1通过铆轴 2与带耳螺杆 5的上 端部铰接在一起， 带耳螺杆 5上端部上的孔套在铆轴 2上，楔块 3套在带耳螺杆 5上且通过旋装在螺杆 5—端的螺母 4给力， 推动两个膨胀杆 1的下端部斜面使 其作剪式撑开运动， 进而达到锚固或锁定的目的。 楔块 3 的顶端部具有圆锥面 31， 圆锥面 31的锥度与膨胀杆 1下端部斜面的角度一致，膨胀杆 1未被推动时， 下端部斜面靠在该圆锥面上， 限制膨胀杆 1 向内转动。 膨胀杆 1 上的半圆槽 6 可为贯通形状，膨胀杆 1上端部的弧面也可以为斜面。铆轴 2两端的轴头可以沉 入膨胀杆 1内， 也可以伸出膨胀杆 1外。 为改善受力， 螺母 4和楔块 3底端面之 间设置平垫片 123和弹性垫圈 124。 实施例二：

如图 4、 5及 6所示， 本发明包括两个截面为半圆状的膨胀杆 1， 以及带耳 螺母支座 8; 膨胀杆 1的下段设有凹平面 9， 以便使两个膨胀杆 1合并嵌装在带 耳螺母支座 8的两个相对设置的支撑板 81之间； 两个膨胀杆 1的凹平面 9端插 装在带耳螺母支座 8上， 且通过铆轴 2与其铰接。膨胀杆 1的上端为弧面， 膨胀 杆下部设置下端部斜面 14， 下端部斜面 14为朝向内侧； 带帽螺杆 10旋装在带 耳螺母支座 8上，并可推动两个膨胀杆 1的下端部斜面 14使其作剪式撑开运动， 进而达到锚固或锁定的目的。 带耳螺母支座 8上的两个相对设置的支撑板 81的 根部外侧面设有限位台阶 82， 膨胀杆 1在被未撑开时其下端部斜面靠在限位台 阶 82上， 以限制其向内转动。 为改善受力， 带帽螺杆 10和带耳螺母支座 8的底 端面之间设置平垫片 123和弹性垫圈 124。

半圆状的膨胀杆 1可以做成扁平形状，成为膨胀板，此时则无� �另外设置凹 平面即可以插装在带耳螺母支座 8的两耳之间；膨胀杆 1的上部弧面端也可以为 斜面。铆轴 2两端的轴头可以沉入带耳螺母支座 8内， 也可以伸出带耳螺母支座 8外。

对于实施例一及二中，铆轴 2的轴头做成伸出膨胀杆 1外或伸出带耳螺母支 座 8夕卜， 目的是防滑转， 如果安装孔打的偏大， 可以先微旋螺母 4或带帽螺杆 10使膨胀杆 1稍微打开， 然后再敲入安装孔内， 这样也可防滑转。

实施例三：

如图 7、 8及 9所示， 本实施例与实施例一基本相同， 区别在于将膨胀杆 1 替换为膨胀板 11，膨胀板 11上无需再设置半圆槽和豁口。 本实施例包括两块两 端部均为斜面的膨胀板 11， 两块膨胀板 11靠在带耳螺杆 5的支撑板的两侧且通 过铆轴 2将其铰接，楔块 3套在带耳螺杆 5上且通过螺母 4给力， 从而推动两块 膨胀板 11的下端部斜面使其作剪式撑开， 进而实现锚固或锁定的目的。 如将带 耳螺杆 5设置为双耳形状， 两块膨胀板 11则嵌装在两耳之间 （未图示）。

实施例四：

如图 10、 11及 12所示， 本实施例与实施例二基本相同， 区别在于将膨胀杆 1替换为膨胀板 11。 本实施例中， 两块膨胀板 11嵌装在带耳螺母支座 8的两耳 之间， 并通过铆轴 2将其铰接在一起， 带帽螺杆 10旋装在带耳螺母支座 8上， 带帽螺杆 10的上端部为球面， 带帽螺杆 10旋转推进， 推动两块膨胀板 11的下 端部斜面 14， 使其作剪式撑开， 进而达到锚固或锁定的目的。 膨胀板 11的锚固 面上可以设置增大摩擦力的花纹或齿 （未图示）。

实施例五：

如图 13所示， 本实施例所述技术方案与实施例四基本相同， 区别点在于： 将作为推动件的带帽螺杆 10替换为螺栓 12， 螺栓 12的下端部为螺栓方头 121。 必要时， 也可以将螺栓方头 121变换成三角头， 内六角头， 内六角法兰面、 外六 角或外六角法兰面、 内外六角或内外六角法兰面、一字或十字槽， 或附加设置吊 杆、 牙条、 挂钩、 吊环、 或活接等多种形式， 以满足多用途的需要。 通过先旋转 螺栓方头 121， 使膨胀板 11做剪式撑开， 就是说先达到锚固或锁定， 然后再通 过旋转配装的螺栓螺母 122收紧和固定被安装物。

实施例六：

如图 14所示， 本实施例所述技术方案与实施例四基本相同， 区别点在于： 两个膨胀板 11的上端部分别设有装配孔 111， 两装配孔 111之间连接有回位弹 簧 112，通过回位弹簧 112收拢被撑开的两个膨胀板 11，进而实现剪式膨胀螺栓 可拆卸。

如图 14所示，带耳螺母支座 8上的两个相对设置的支撑板 81的根部外侧面 设有限位斜面 83， 膨胀板 11在被未撑开时其下端部斜面靠在限位斜面 83上， 以限制其向内转动。

实施例七：

如图 15所示， 本实施例所述技术方案与实施例六基本相同， 区别在于： 通 过膨胀板 11上的上下端部装配孔 111、 串接铆轴 113和连接铆轴 21， 实现多对 膨胀板的组合串接，进而达到增强锚固或锁定 的目的，此种连剪式结构的剪式膨 胀螺栓更加适合大孔空心砖墙和密实的土壤上 锚固或锁定。

实施例八：

如图 16、 17及 18所示， 本实施例与实施例五基本相同， 区别在于： 在带耳 螺母支座 8 的耳端部设置一个锥形錾头 13， 膨胀板整体嵌装在带耳螺母支座 8 内。 具体来说， 其包括一对膨胀板 11 、 带耳螺母支座 8 、 铆轴 2、 螺栓 12 、 螺栓螺母 122、 螺栓方头 121及平垫片 123、 弹性垫圈 124; 膨胀板 11嵌装在带 耳螺母支座的两耳之间， 由铆轴 2将其铰接， 螺栓 12旋装在带耳螺母支座 8的 螺孔上，通过旋转螺栓 12推动两个膨胀板 11的下端部斜面使其作剪式撑开，进 而实现锚固或锁定。其在带耳螺母支座 8的耳端部设置一个锥形錾头 13的同时， 在带耳螺母支座底端端面上设计了一个凸起的 凸台 84， 通过击打凸台 84， 可以 直接将剪式膨胀螺栓打入锚固基体内。

如图 16、 18所示， 为便于装配， 灵活设计剪式膨胀螺栓整体长度， 膨胀板 11上端部为弧面，并将其与带耳螺母支座 8的铰接点设置在膨胀板 11的上端部， 使两膨胀板 11整体嵌装在设有锥形錾头 13的带耳螺母支座 8内。 锥形錾头 13 和带耳螺母支支座的侧表面上可以设置自攻螺 牙。 螺栓 12的顶端面为弧面， 该 端表面上可以设置棘齿， 棘齿的旋转方向与螺栓 12推进旋转方向相反， 通过棘 齿与膨胀板 11 的棱角咬合， 可实现自锁或防松。 螺栓 12 的底端部为螺栓方头 121， 也可以如实施例五所述， 变换成多种头部的形状。

其次， 也可以将螺栓 12与带耳螺母支座 8的螺牙配合的这部分做成不带螺 牙的杆和不带螺牙的孔 （未图示）， 杆与孔紧配合， 将杆打入孔内， 即可以实现 膨胀板 11的剪式撑开， 进而实现锚固或锁定。

本实施例所述技术方案， 不用事先钻孔，可直接将剪式膨胀螺栓打入锚 固基 体内， 打入的方式可以是人工锤击， 也可以是电动锤击或靶向锤射， 它向人们展 示了锤击、 锤射、 自锁、 自攻、 自切削钻入等剪式膨胀螺栓的新样式， 并为剪式 膨胀螺栓系列化奠定了基础。

实施例九：

如图 19、 20 所示， 本实施例与实施例八基本相同， 区别在于： 膨胀板 11 的形状与实施例五相同， 其上端部仍保持斜角状， 膨胀板 11与带耳螺母支座 8 的铰接点仍然设置在膨胀板的中部， 膨胀板相对于铰接点上下对称。 如图 19所 示， 如此设置时， 带耳螺母支座 8需要设置更长的支撑板， 以保证使膨胀板 11 嵌装在内的足够空间。

实施例十：

如图 21、 22及 23所示， 本实施例与实施例五基本相同， 区别在于： 在带耳 螺母支座 8的两耳之间仅插装铰接有一块膨胀板 11， 带耳螺母支座 8相对于膨 胀板 11向外撑开的一侧设置有靠壁 85， 当所述螺栓 12推动膨胀板 11向外侧撑 开时， 靠壁 85支撑螺栓 12， 使螺栓 12始终沿带耳螺母支座 8的轴向推动， 在 推动膨胀板 11的过程中不产生弯曲。

如图 22所示， 为了保证单块膨胀板的稳定受力， 并减少膨胀板厚度， 可在 膨胀板 11与带耳螺母支座 8的两支撑板之间设置垫块 86， 并同轴铰接。

实施例 ^一：

如图 24所示， 本实施例与实施例五基本相同， 区别在于： 螺栓 12上套装了 管状垫块 125， 以改善锚固时受力状态。

实施例十二：

如图 25所示， 本实施例与实施例 ^一基本相同， 区别在于： 螺栓 12的下端 部可活动连接或整体固结另一螺杆。

上述所有实施例所述技术方案中的各项技术手 段可根据剪式膨胀螺栓锚固 需要作任意组合。如实施例一、三中的带耳螺 杆 5上也可以增加管状垫块， 或将 一对膨胀杆或膨胀板替换为单块膨胀板， 或将带耳螺杆的底端部设置活接等。

实施本发明所选用的材料， 建议首选普通钢， 其次是不锈钢， 特殊要求可选 用中碳钢并进行热处理。 其次， 重点应考虑零部件的成形工艺， 例如： 本发明中 的带耳螺母支座 8是选用机加工还是精铸， 或是冷镦、热镦， 或是选择型材切割 工艺等等， 这些都应当根据产量、 成本、 材料、 设备、 技术、 市场等方面综合考 虑， 值得一提的是， 如果采取型材切割工艺， 成形的带耳螺母支座 8的胚件是可 以替代楔块 3的胚件的。 至于本发明的规格、 材质、 表面处理、 热处理等方面应 根据市场需求而定， 例如就规格来说， 本发明可以做成大小适宜的常规民用， 也 可以做成微型或巨型的规格， 以满足不同用途的需要。