МУФТА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРНЫХ СТЕРЖНЕЙ
COUPLING FOR REINFORCEMENT ROD CONNECTION

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к муфте для соединения арматурных стержней, точнее, к муфте для соединения арматурных стержней, содержащей втулку, на внутренней поверхности которой сформирована внутренняя резьба с наклонной конической поверхностью, и зажимную пружину, помещенную и закрепленную внутри внутренней резьбы. Когда арматурный стержень вставляют внутрь зажимной пружины, зажимная пружина плотно прижата к нижней грани внутренней резьбы и увеличена в диаметре таким образом, что арматурный стержень проскальзывает внутрь. Когда арматурный стержень вставлен внутрь и приложена внешняя сила в направлении, противоположном направлению вставки арматурного стержня, зажимная пружина двигается по наклонной конической поверхности и уменьшается в диаметре, тем самым удерживая арматурный стержень. Таким образом, при относительно простой конструкции, заявляемое устройство позволяет легко, в один прием, соединить и зафиксировать арматурные стержни за счет изменения диаметра зажимной пружины.
Уровень техники
[0002] В общем случае, арматурные стержни используют при строительстве железобетонных конструкций, где их погружают в бетон для повышения прочности таких конструкций. В частности, большое количество арматурных стержней используют для армирования крупных зданий, специальных конструкций и инженерных сооружений, например мостов.
[0003] Однако, поскольку арматурные стержни изготавливают стандартных определенных длин, при строительстве армированных крупных зданий, специальных конструкций и инженерных сооружений, например мостов, требуется соединять друг с другом такие арматурные стержни ограниченной длины.
[0004] Известные из уровня техники способы соединения арматурных стержней включают в себя соединение внахлест, сварку, токарную обработку и механическое соединение, а также другие способы.
[0005] Соединение внахлест представляет собой способ соединения арматурных стержней посредством наложения арматурных стержней друг на друга на заданную длину и связывания их с помощью проволоки или стального провода. Однако из-за низкой прочности соединенных участков арматурные стержни легко разъединяются, и их значительная часть теряется. Также по причине недостаточной строительной технологичности увеличивается время строительства, что также является проблемой. Недостаток сварки заключается в сложности выполнения соединения и в том, что при нагревании свариваемых участков в результате теплового воздействия значительно снижается прочность прилегающих к месту сварки участков арматурных стержней.
[0006] Для устранения вышеуказанных недостатков была разработана технология механического соединения. Например, подобное соединительное устройство для арматурных стержней описано в корейском документе №10-2009-0009578 (опубликован 23 января 2009 г.). На фиг.1, иллюстрирующей указанное устройство, показана пара арматурных стержней 1 и 2, на внешней поверхности которых через заданные промежутки предусмотрены соединительные выступы 1a и 2a и выступающие ребра 1b и 2b, которые расположены в продольном направлении таким образом, что обращены друг к другу. Концы 1c и 2c арматурных стержней 1 и 2, обращенные друг к другу, охвачены первым и вторым элементами 10′ и 20′ муфты. Концы указанных первого и второго муфтовых элементов 10′ и 20′ зажаты посредством винтового зажима с использованием зажимных гаек 31′ и 33′. Затем, в отверстия 31a′ и 33a′ для фиксации зажимных гаек 31′ и 33′ вставляют фиксирующие шпильки 35′.
[0007] Однако применение вышеописанной технологии при соединении арматурных стержней непосредственно на строительной площадке требует использования значительной доли ручного труда рабочих, то есть ручной стыковки первого и второго муфтовых элементов 10′ и 20′, закручивания зажимных гаек 31′ и 33′ и вставки фиксирующих шпилек 35′. В результате, повышаются временные и финансовые затраты на строительство.
[0008] Кроме того, в корейском документе №10-0837113 (опубликован 13 июня 2008 г.) раскрыт другой способ механического соединения, относящийся к уровню техники. Как показано на фиг.2, один конец каждого арматурного стержня 100′′ механически обрабатывают для придания ему формы клина с образованием соединительного участка 101′′. Соединительные участки 101′′ двух арматурных стержней 100′′ соединяют друг с другом и фиксируют с помощью двух муфтовых элементов 11′′ и 21′′, двух муфтовых фиксирующих шпилек 30′′, двух резиновых колец 40′′ и других подобных элементов.
[0009] Однако этот известный из уровня техники подход имеет значительный недостаток, заключающийся в том, что концы арматурных стержней 100′′, изготовленные со стандартными размерами, должны быть предварительно механически обработаны для получения соединительных участков 101′′. Кроме того, муфтовые элементы 11′′ и 21′′, муфтовые фиксирующие шпильки 30′′, резиновые полосы 40′′ и подобные элементы должны быть по отдельности и вручную присоединены к арматурным стержням 100′′, что снова приводит к проблеме слишком высоких временных и финансовых затрат на строительство.
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0010] Таким образом, настоящее изобретение было разработано с учетом вышеуказанных недостатков, присущих устройствам уровня техники, и направлено на обеспечение муфты для соединения арматурных стержней, на внутренней поверхности втулки которой сформирована внутренняя резьба, имеющая наклонную коническую поверхность, и внутри указанной внутренней резьбы вставлена и закреплена зажимная пружина. Когда арматурный стержень вставляют внутрь зажимной пружины, зажимная пружина плотно прижата к нижней грани внутренней резьбы и увеличена в диаметре, так что арматурный стержень проскальзывает. Когда арматурный стержень вставлен внутрь и приложена внешняя сила в направлении, противоположном направлению вставки арматурного стержня, зажимная пружина двигается по наклонной конической поверхности и уменьшается в диаметре, тем самым удерживая арматурный стержень. Следовательно, при относительно простой конструкции, заявляемое устройство позволяет легко, в одно касание, соединять и фиксировать арматурные стержни за счет изменения диаметра зажимной пружины.
[0011] Кроме того, настоящее изобретение направлено на обеспечение муфты для соединения арматурных стержней, содержащей базовую пружину, механически обработанную снаружи без непосредственной механической обработки внутренней поверхности втулки для формирования нижней грани и наклонной конической поверхности внутренней резьбы, что облегчает механическую обработку и изготовление. Средство соединения в одно касание обеспечивает вставку и закрепление зажимной пружины внутри базовой пружины в положении, в котором зажимная пружина скручена в направлении увеличения ее диаметра. Указанное средство соединения в одно касание также обеспечивает восстановление диаметра зажимной пружины, когда введение арматурного стержня завершено. Таким образом, даже если имеются различия в диаметре арматурных стержней, обусловленные особенностями процесса изготовления арматурных стержней, арматурные стержни могут быть соединены друг с другом должным образом независимо от их различий.
Решение технической проблемы
[0012] Одним из объектов заявляемого изобретения является муфта для соединения арматурных стержней, позволяющая соединять и фиксировать арматурные стержни. Муфта для соединения арматурных стержней, соединяющая и фиксирующая арматурные стержни и содержащая: полую втулку с открытым внешним концом, через который арматурный стержень вставлен внутрь втулки; спиральную внутреннюю резьбу, нарезанную в круговом направлении на внутренней поверхности втулки, причем внутренняя резьба имеет наклонную коническую поверхность, которая наклонена и выступает от углубленной нижней грани по направлению к внешнему концу; и зажимную пружину, которая имеет спиральную форму, соответствующую внутренней резьбе, причем зажимная пружина изготовлена из такого материала, что обладает способностью скручиваться, изменяться в диаметре под воздействием внешней силы и упруго восстанавливаться, при этом зажимная пружина вставлена и закреплена внутри внутренней резьбы. При введении арматурного стержня внутрь, зажимная пружина плотно прижата к нижней грани внутренней резьбы и раскручена таким образом, что ее диаметр увеличен, что позволяет арматурному стержню скользить, когда арматурный стержень вставлен внутрь и внешняя сила приложена в направлении, противоположном направлению вставки арматурного стержня, зажимная пружина выполнена с возможностью движения по направлению к внешнему концу втулки по наклонной конической поверхности за счет силы трения, действующей на арматурный стержень, и возможностью накручивания на арматурный стержень с постепенным уменьшением ее диаметра, что обеспечивает удержание арматурного стержня.
[0013] Заявляемая втулка для соединения арматурных стержней отличается тем, что указанная внутренняя резьба сформирована посредством вставки во втулку базовой пружины. Базовая пружина спирально скручена, так что ее внешний диаметр соответствует внутреннему диаметру втулки, и имеет нижние грани, сформированные на внутренней поверхности базовой пружины, скрученные по спирали, и углубляющиеся по спирали, в фуговом направлении, в местах, где сходятся соседние витки, и наклонные конические поверхности, которые наклонены и выступают от упомянутых нижних граней по направлению к внешнему концу. Причем указанная муфта дополнительно содержит препятствующий смещению узел, в центре которого предусмотрено отверстие для прохода арматурного стержня, причем указанное отверстие для прохода арматурного стержня имеет заданный диаметр, через который может пройти арматурный стержень; причем препятствующий смещению узел прикреплен к внешнему концу втулки для предотвращения смещения базовой пружины по направлению ко внешнему концу втулки, когда базовая пружина вставлена внутрь указанной втулки.
[0014] Заявляемая муфта для соединения арматурных стержней отличается тем, что базовая пружина содержит скругленный участок, который скруглен посредством механической обработки каждого края верхних поверхностей витков таким образом, что при движении зажимной пружины по направлению к внешнему концу втулки по наклонной конической поверхности, верхняя поверхность каждого из витков перекрывает внутренний участок нижней поверхности соседнего витка, и внутренний диаметр базовой пружины уменьшен под действием внешней силы.
[0015] Заявляемая муфта для соединения арматурных стержней отличается тем, что зажимная пружина содержит зажимные конические поверхности, соответствующие указанным наклонным коническим поверхностям таким образом, что зажимная пружина выполнена с возможностью скольжения и перемещения по наклонной конической поверхности; и наклонный угловой участок, часть которого вонзается в арматурный стержень при уменьшении диаметра зажимной пружины.
[0016] Заявляемая муфта для соединения арматурных стержней отличается тем, что дополнительно содержит средство соединения в одно касание, благодаря которому зажимная пружина не препятствует вставке арматурного стержня внутрь втулки и которое обеспечивает удержание арматурного стержня зажимной пружиной, когда вставка арматурного стержня во втулку завершена. Причем указанное средство соединения в одно касание содержит зацепной участок, который предусмотрен рядом с внешним концом втулки и поддерживает один конец зажимной пружины; опорную пластину, предусмотренную внутри втулки; и плоскую пружину, опирающуюся на опорную пластину. При этом указанная плоская пружина имеет выступ, выступающий из опорной пластины между зацепным участком и плоской пружиной таким образом, что удерживает другой конец зажимной пружины в положении, в котором зажимная пружина скручена в направлении увеличения ее диаметра. Когда арматурный стержень вставлен внутрь втулки и прижат к указанному выступу, указанный выступ утоплен за счет упругости и уже не удерживает другой конец зажимной пружины, в результате чего зажимная пружина упруго восстановлена в диаметре.
Преимущества
[0017] Заявляемая муфта для соединения арматурных стержней,
содержащая описанные выше признаки, обладает относительно простой конструкцией и позволяет легко, в одно касание, соединять и фиксировать арматурные стержни за счет изменения диаметра зажимных пружин в результате скручивания. Поскольку нижняя грань и наклонная коническая поверхность сформированы без механической обработки внутренней резьбы, облегчается изготовление и обработка арматурных стержней. Треугольное поперечное сечение зажимной пружины обеспечивает более надежную фиксацию арматурного стержня за счет скользящего движения зажимной пружины и врезания наклонных краевых участков в арматурный стержень. Наличие средств соединения в одно касание обеспечивает вставку и закрепление зажимной пружины внутри базовой пружины при скручивании зажимной пружины в направлении увеличения ее диаметра, с восстановлением диаметра зажимной пружины по завершении вставки арматурного стержня, что позволяет соединять арматурные стержни надлежащим образом, независимо от наличия различий в диаметре арматурных стержней, обусловленных особенностями процесса изготовления арматурных стержней.
Описание чертежей
[0018] На фиг.1 в увеличенном виде и в изометрии показана муфта для соединения арматурных стержней, известная из уровня техники.
[0019] На фиг.2 увеличенно в изометрии показана другая муфта для соединения арматурных стержней, известная из уровня техники.
[0020] На фиг.3 показаны примеры применения заявляемой муфты для соединения арматурных стержней.
[0021] На фиг.4 в увеличенном виде и в изометрии показан первый вариант заявляемой муфты для соединения арматурных стержней.
[0022] На фиг.5 в изометрии, в разрезе показана часть муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно первому варианту изобретения.
[0023] На фиг.6 в увеличенном виде в изометрии показан второй вариант муфты для соединения арматурных стержней;
[0024] На фиг.7 в изометрии в разрезе показана часть муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно второму варианту изобретения;
[0025] На фиг.8-фиг.10 сбоку в поперечном сечении показан второй вариант муфты для соединения арматурных стержней в процессе его эксплуатации.
[0026] Основные номера позиций и обозначения на чертежах
[0027] 1: арматурный стержень
[0028] 1a соединительный выступ
[0029] 1b: выступающее ребро
[0030] 10: втулка
[0031] 20: внутренняя резьба
[0032] 20a базовая пружина
[0033] 21: нижняя грань
[0034] 22: наклонная коническая поверхность
[0035] 23: закругленный участок
[0036] 30: зажимная пружина
[0037] 31: зажимные конические поверхности
[0038] 32: угловой участок
[0039] 40: препятствующий смещению узел
[0040] 41: отверстие для прохода арматурного стержня
[0041] 50: средство соединения в одно касание
[0042] 51: зацепной участок
[0043] 52: опорная пластина
[0044] 53: плоская пружина
[0045] 531: выступ
[0046] 532: направляющий участок
[0047] 533: соединительный болт
Варианты изобретения
[0048] Далее описаны варианты заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
[0049] На фиг.3 представлены примеры использования заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, на фиг.4 в разобранном виде и в изометрии показан первый вариант муфты для соединения арматурных стержней, в то время как на фиг.5 показана в изометрии и в разрезе часть муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно первому варианту изобретения.
[0050] Как показано на чертежах, в первом варианте заявляемого изобретения, муфта для соединения арматурных стержней содержит втулку 10, внутреннюю резьбу 20, зажимную пружину 30 и средство 50 соединения в одно касание.
[0051] Втулка 10 выполнена таким образом, что арматурные стержни 1, подлежащие соединению и фиксации, вставляют внутрь втулки 10 через ее открытые внешние концы. Как видно на фиг.3, втулка 10 может иметь различные формы, например, быть (a) анкерного типа, (b) линейного типа, (c) T-образного типа, (d) крестообразного типа и так далее.
[0052] Как показано на чертежах, описанные здесь арматурные стержни 1 могут представлять собой арматурные стержни стандартной формы, на которых предусмотрены соединительные выступы 1a и выступающие ребра 1b, а также болт с наружной резьбой на его внешней поверхности, и стержневой элемент заданной длины.
[0053] В первом варианте изобретения, втулка 10 относится, как показано на чертежах, к линейному типу, который наиболее часто используется на строительных площадках. Втулка 10 выполнена в форме полой цилиндрической трубы, симметричной относительно продольной оси, так что соединение двух арматурных стержней 1 друг с другом производится в продольном направлении.
[0054] Витки внутренней резьбы 20 ограничивают промежутки, в которые вставлены и закреплены зажимные пружины 30. В первом варианте заявляемого изобретения, внутренняя резьба 20 нарезана по спирали в фуговом направлении на внутренней поверхности втулки 10.
[0055] В то же время, внутренняя резьба 20 имеет наклонные конические поверхности 22, выступающие из углубленных нижних граней 21 по направлению к внешним концам таким образом, что зажимная пружина 30 может скользить и двигаться вдоль внутренней резьбы 20.
[0056] Для выполнения внутренней резьбы 20 на внутренней поверхности втулки 10 посредством механической обработки может быть использован метчик, прорезающий внутреннюю поверхность по спирали. Однако предпочтительно использование накатного метчика, который формирует внутреннюю резьбу 20 путем пластического деформирования внутренней поверхности втулки 10 при нагревании, что позволяет сократить затраты на механическую обработку.
[0057] Зажимные пружины 30 удерживают арматурные стержни 1, вставленные внутрь втулки 10. Зажимные пружины 30 имеют спиральную форму, соответствующую внутренней резьбе 20, и изготовлены из такого материала, например пружинной стали, что обладают способностью скручиваться, изменяться в диаметре под воздействием внешней силы и затем упругим образом восстанавливаться. Зажимные пружины 30 вставлены внутрь и прикреплены к внутренней резьбе 20. То есть зажимные пружины 30 относятся к типу пружин, работающих на кручение, которые изменяются в диаметре в ответ на скручивание и могут упругим образом восстанавливаться.
[0058] Зажимные пружины 30 выполнены с возможностью поворота в одном направлении по внутренней резьбе 20 от внешних концов втулки 10 и с возможностью вставки и крепления на внутренней резьбе 20 внутри втулки 10.
[0059] Зажимные пружины 30 выполнены таким образом, что при вставке арматурных стержней 1 внутрь них, указанные зажимные пружины 30 плотно прижаты к углубленным нижним граням 21 внутренней резьбы 20 и раскручены так, что их диаметр увеличен, что обеспечивает возможность проскальзывания арматурных стержней 1. В частности, при вставке арматурных стержней 1 внутрь зажимных пружин 30, зажимные пружины 30 выталкиваются по направлению к углубленным нижним граням 21 внутренней резьбы 20 и раскручиваются так, что их диаметр увеличивается за счет силы, с которой арматурные стержни 1 вставляют внутрь, и силы трения, действующей на арматурные стержни 1, что обеспечивает возможность проскальзывания арматурных стержней 1.
[0060] Кроме того, в первом варианте заявляемого изобретения, в первоначальном состоянии, до вставки арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 закреплены внутри внутренней резьбы 20 втулки 10 с помощью средств 50 соединения в одно касание в таком положении, в котором они скручены в направлении увеличения их диаметра. Таким образом, диаметр арматурных стержней 1 минимально влияет на зажимные пружины 30, и указанные пружины обеспечивают надлежащую вставку арматурных стержней 1 независимо от типов арматурных стержней 1. Их подробное описание приведено ниже, применительно ко второму варианту заявляемого изобретения.
[0061] Кроме того, когда арматурные стержни 1 вставлены внутрь и приложена внешняя сила в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 скручиваются, двигаясь при этом по направлению к внешним концам втулки 10 по наклонным коническим поверхностям 22 за счет силы трения, действующей на арматурные стержни 1, так что зажимные пружины 30 постепенно уменьшаются в диаметре, тем самым удерживая арматурные стержни 1.
[0062] Благодаря указанным средствам 50 соединения в одно касание зажимные пружины 30 не препятствуют вставке арматурных стержней 1 в процессе ввода арматурных стержней 1 внутрь втулки 10. По завершении вставки арматурных стержней 1 внутрь втулки 10, средства 50 соединения в одно касание позволяют зажимной пружине 30 удерживать арматурные стержни 1. Каждое средство 50 соединения в одно касание содержит зацепной участок 51, опорную пластину 52 и плоскую пружину 53. Их подробное описание приведено ниже применительно ко второму варианту заявляемого изобретения.
[0063] Выше описан первый вариант заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, в то время как ниже приведено описание второго варианта заявляемой муфты для соединения арматурных стержней.
[0064] На фиг.6 в увеличенном виде и в изометрии показан второй вариант заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, на фиг.7 в изометрии и в разрезе показана часть заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно второму варианту изобретения, и на фиг.8-10 сбоку в поперечном разрезе показана муфта для соединения арматурных стержней, выполненная согласно второму варианту изобретения, в процессе использования.
[0065] Как показано на чертежах, во втором варианте изобретения, заявляемая муфта для соединения арматурных стержней содержит втулку 10, базовые пружины 20a, зажимные пружины 30, препятствующие смещению узлы 40 и средства 50 соединения в одно касание.
[0066] В отличие от первого варианта изобретения, во втором варианте муфта для соединения арматурных стержней дополнительно содержит препятствующие смещению узлы 40, при этом вместо внутренней резьбы 20 предусмотрены базовые пружины 20a.
[0067] Во втором варианте изобретения, втулка 10 представляет собой полую цилиндрическую трубу и служит в качестве корпуса муфты для соединения арматурных стержней, которая соединяет друг с другом и фиксирует два арматурных стержня 1 в продольном направлении. Оба конца втулки 10 симметричны относительно продольной оси таким образом, что два арматурных стержня 1 вставляют внутрь втулки 10 через ее соответствующие внешние концы. Кроме того, внутрь втулки 10 вставлены и размещены внутри нее базовые пружины 20а.
[0068] Базовые пружины 20a вставлены внутрь втулки 10, и внутрь указанных базовых пружин 20a в свою очередь вставлены и закреплены зажимные пружины 30. Базовые пружины 20a спирально скручены таким образом, что их внешний диаметр соответствует внутреннему диаметру втулки 10, и имеют нижние грани 21 на своей внутренней поверхности. Указанные нижние грани 21 скручены по спирали и углубляются по спирали в круговом направлении в тех местах, где соседние витки 20a′ и 20a′′ сходятся друг с другом.
[0069] Таким образом, зажимные пружины 30, имеющие спиральную форму, вставлены внутрь и прижаты к нижним граням 21 базовых пружин 20a, которые углубляются по спирали
[0070] Кроме того, указанные нижние грани 21 могут быть сформированы тем же методом, что описан в первом варианте изобретения для формирования внутренней резьбы 20 непосредственно на внутренней поверхности втулки 10. Однако описанный метод достаточно сложен и приводит к увеличению затрат на изготовление, что является недостатком. Таким образом, во втором варианте изобретения, предусмотрена такая конструкция базовых пружин 20a, которая может быть изготовлена более простым методом, чем резьба 20.
[0071] Кроме того, каждая базовая пружина 20a имеет наклонную коническую поверхность 22, выступающую от углубленной нижней грани 21 по направлению к внешнему концу.
[0072] В частности, базовые пружины 20a изготовлены с поперечным сечением по существу треугольной формы, за счет чего сформированы наклонные конические поверхности 22. Поскольку зажимные конические поверхности 31 зажимных пружин 30 находятся в зацеплении с наклонными коническими поверхностями 22, зажимные пружины 30 могут скользить и двигаться.
[0073] Дополнительно, каждая базовая пружина 20а содержит скругленные участки 23, которые получены округлением краев верхней поверхности витков 20a′ и 20a′′ посредством механической обработки. Вследствие этого, когда зажимная пружина 30 двигается по направлению к внешнему концу втулки 10 по наклонной конической поверхности 22 под действием внешней силы, верхняя поверхность витка 20a′′ перекрывает внутренний участок нижней поверхности соседнего витка 20a′ таким образом, что внутренний диаметр уменьшается.
[0074] В частности, когда арматурные стержни 1 вставлены внутрь и к арматурным стержням 1 приложена внешняя сила в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 скручиваются, двигаясь при этом по направлению к внешним концам втулки 10 по наклонным коническим поверхностям 22 за счет силы трения, действующей на арматурные стержни 1, и их диаметр постепенно уменьшается таким образом, что они удерживают арматурные стержни 1. В этом случае, аналогично зажимным пружинам 30, базовые пружины 20a подвергаются воздействию внешней силы, действующей в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1. Поскольку каждая базовая пружина 20а имеет закругленный участок 23, механически обработанный в продольном направлении вдоль каждого края верхних поверхностей витков 20a′ и 20′′, верхняя поверхность одного витка 20а′′ перекрывает внутренний участок нижней поверхности соседнего витка 20a′, и внутренний диаметр базовых пружин 20а также уменьшается, что обеспечивает более надежное удержание арматурного стержня 1.
[0075] Ниже в таблице 1 и таблице 2 представлены результаты испытаний на предел прочности при растяжении соединителей арматурных стержней согласно KS D 0249: 2003 (установлен 4 марта 2003 г.), в соответствии с методикой проведения испытаний механического соединения стальных стержней для армированного сталью бетона, опубликованной корейской Ассоциацией по вопросам стандартизации.
[0076] В первом случае, ниже в таблице 1 представлены результаты испытаний на предел прочности при растяжении муфты для соединения арматурных стержней, в которой на базовых пружинах 20а не сформированы закругленные участки 23, то есть соседние витки 20a′ и 20a′′ базовых пружин 20а не перекрываются друг с другом, в результате чего внутренний диаметр базовых пружин 20a не изменяется, когда арматурные стержни 1 растягивают по направлению к обоим концам втулки 10.
[0077]
[0078] Таблица 1
Измеряемая величина
Единицы
Порядковый номер испытания
Результат
Метод проведения испытаний
Предел прочности при растяжении
Н/мм<sup>2</sup>
1
582
KS D 0249:2003
Предел прочности при растяжении
Н/мм<sup>2</sup>
2
581
KS D 0249:2003
Предел прочности при растяжении
Н/мм<sup>2</sup>
3
476
KS D 0249:2003
[0079]
[0080] Ниже в таблице 2 представлены результаты испытаний на предел прочности при растяжении муфты для соединения арматурных стержней, в которой на базовых пружинах 20a сформированы закругленные участки 23, то есть соседние витки 20a′ и 20a′′ базовых пружин 20а перекрываются друг с другом таким образом, что внутренний диаметр базовых пружин 20а уменьшается, когда арматурные стержни 1 растягивают по направлению к обоим концам втулки 10.
[0081]
[0082] Таблица 2
Измеряемая величина
Единицы
Порядковый номер испытания
Результат
Метод проведения испытаний
Предел прочности при растяжении
Н/мм<sup>2</sup>
1
621
KS D 0249:2003
Предел прочности при растяжении
Н/мм<sup>2</sup>
2
601
KS D 0249:2003
[0083]
[0084] Как показано в вышеприведенной таблице 2, при повторном испытании арматурный стержень был разорван, не выдержав воздействия растягивающей силы испытательного стенда, и, следовательно, последующие испытания не проводились.
[0085] На основании приведенных выше результатов испытаний можно оценить преимущество того, что на базовой пружине 20а предусмотрены скругленные участки, и верхняя поверхность каждого витка 20a′′ перекрывает внутренний участок нижней поверхности соседнего витка 20a′ таким образом, что внутренний диаметр базовой пружины 20а уменьшается. Результаты показывают, что сила, удерживающая арматурные стержни 1, при этом возрастает. Можно сделать вывод, что предел прочности при растяжении муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно второму варианту изобретения, выше предела прочности при растяжении арматурных стержней 1.
[0086] Зажимные пружины 30 удерживают арматурные стержни 1, вставленные внутрь втулки 10. Зажимные пружины 30 имеют спиральную форму, соответствующую нижним граням 21 базовых пружин 20, и выполнены из такого материала, например пружинной стали, что обладают способностью скручиваться, изменяться в диаметре под воздействием внешней силы и упруго восстанавливаться. Зажимные пружины 30 вставлены внутрь и прикреплены к базовым пружинам 20. Таким образом, зажимные пружины 30 относятся к типу пружин, работающих на кручение, которые изменяются в диаметре в ответ на скручивание и могут упругим образом восстанавливаться.
[0087] Зажимные пружины 30 выполнены с возможностью поворота в одном направлении вдоль нижних граней 21 базовых пружин 20 от внешних концов втулки 10 и с возможностью вставки внутрь и закрепления на нижних гранях 21 базовых пружин 20 внутри втулки 10.
[0088] Зажимные пружины 30 выполнены таким образом, что когда арматурные стержни 1 вставляют внутрь зажимных пружин 30, последние плотно прижаты к углубленным нижним граням 21 базовой пружины 20 и раскручены так, что их диаметр увеличен, что обеспечивает возможность проскальзывания арматурных стержней 1. В частности, когда арматурные стержни 1 вставляют внутрь зажимных пружин 30, зажимные пружины 30 выталкиваются по направлению к углубленным нижним граням 21 базовых пружин 20 и раскручиваются таким образом, что их диаметр увеличивается, за счет силы, под действием которой арматурные стержни 1 вставляют внутрь, и силе трения, действующей на арматурные стержни 1, что обеспечивает возможность проскальзывания арматурных стержней 1.
[0089] Кроме того, во втором варианте изобретения, как показано на фиг.8, в исходном положении, до вставки арматурных стержней 1 с помощью средств 50 соединения в одно касание, зажимные пружины 30 закреплены на нижних гранях 21 базовых пружин 20 втулки 10 в положении, когда они скручены в направлении увеличения их диаметра. Таким образом, диаметр арматурных стержней 1 оказывает минимальное влияние на зажимные пружины 30, и последние обеспечивают надлежащую вставку арматурных стержней 1 независимо от типов арматурных стержней 1. Их подробное описание приведено ниже.
[0090] Кроме того, как показано на фиг.10, когда арматурные стержни 1 вставлены и внешняя сила приложена в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 скручиваются, двигаясь при этом по направлению к внешним концам втулки 10 по наклонным коническим поверхностям 22 за счет силы трения, действующей на арматурные стержни 1, так что диаметр зажимных пружин 30 постепенно уменьшается, тем самым удерживая арматурные стержни 1.
[0091] Хотя зажимные пружины 30 могут иметь круглое поперечное сечение, как у обычных пружин, в первом варианте изобретения зажимные пружины 30 содержат зажимные конические поверхности 31, соответствующие наклонным коническим поверхностям 22 таким образом, что зажимные пружины 30 могут скользить и двигаться по наклонным коническим поверхностям 22. Как показано на фиг.10, их поперечное сечение имеет такую треугольную форму, что образованы наклонные угловые участки 32, которые частично вонзаются в арматурные стержни 1 при уменьшении диаметра.
[0092] Препятствующие смещению узлы 40 предотвращают смещение базовых пружин 20а в направлении внешних концов втулки 10, когда базовые пружины 20a вставлены внутрь втулки 10. Каждый из препятствующих смещению узлов 40 имеет отверстие для прохода арматурного стержня 41, через которое может пройти соответствующий арматурный стержень 1. Препятствующие смещению узлы 40 прикреплены к внешним концам с обеих сторон втулки 10.
[0093] В то же время, в первом варианте изобретения, на каждом нижнем конце препятствующих смещению узлов 40 предусмотрен зацепной участок 51 в качестве элемента средств 50 соединения в одно касание, который может поддерживать один конец каждой из зажимных пружин 30. Кроме того, как показано на чертежах, когда препятствующие смещению узлы 40 выполнены с такой резьбой, что фиксируются на втулке 10 посредством вращения, зацепной участок 51 может поворачивать зажимные пружины 40 в направлении увеличения их диаметра для реализации исходного положения перед вставкой арматурного стержня 1.
[0094] Благодаря указанным средствам 50 соединения в одно касание, зажимные пружины 30 не препятствуют вставке арматурных стержней 1 в процессе ввода арматурных стержней 1 внутрь втулки 10. По завершении вставки арматурных стержней 1 внутрь втулки 10, средства 50 соединения в одно касание позволяют зажимной пружине 30 удерживать арматурные стержни 1. Каждое средство 50 соединения в одно касание содержит зацепной участок 51, опорную пластину 52 и плоскую пружину 53.
[0095] Зацепной участок 51 поддерживает один конец 30a зажимной пружины 30 между зацепным участком 51 и выступом 531 плоской пружины 53 в положении, в котором зажимная пружина 30 скручена в направлении увеличения ее диаметра. Зацепной участок 51 прилегает к каждому внешнему концу втулки 10. Хотя каждый зацепной участок 51 может быть выполнен на одном конце базовой пружины 20a, во втором варианте изобретения зацепной участок 51 предусмотрен на каждом из препятствующих смещению узлов 40. В то же время, зацепной участок 51 может иметь любую форму, не выходящую за объем правовой охраны заявляемого изобретения, при условии, что он может сдерживать поворот одного конца 30a зажимной пружины 30.
[0096] Опорная пластина 52 расположена на центральном внутреннем участке втулки 10 и выполнена за одно целое с плоской пружиной 53, которая на нее опирается. Кроме того, опорная пластина 52 выполнена с возможностью поворота вдоль нижней грани 21 базовой пружины 20a до закрепления зажимной пружины 30 и крепления к центральному внутреннему участку втулки 10.
[0097] Плоская пружина 53 избирательно поддерживает другой конец 30b зажимной пружины 30 и закреплена на опорной пластине 52 с помощью соединительного болта 533. Как показано на фиг.8, плоская пружина 53 содержит выступ 531, выступающий из опорной пластины 52 между зацепным участком 51 и плоской пружиной 53 таким образом, что он поддерживает другой конец зажимной пружины 30 в положении, в котором зажимная пружина 30 скручена в направлении увеличения ее диаметра. Как показано на фиг.9, когда арматурный стержень 1 надавливает на выступ 531 при его вставке внутрь втулки 10, выступ 531 утапливается внутрь за счет упругости и больше не поддерживает другой конец 30b зажимной пружины 30, в результате чего диаметр зажимной пружины 30 восстанавливается за счет упругости.
[0098] Кроме того, с противоположной стороны выступа 531 плоской пружины 53 предпочтительно предусмотрен направляющий участок 532. Направляющий участок 532 направляет зажимную пружину 30 таким образом, чтобы она разместилась внутри за счет уменьшения диаметра другого конца зажимной пружины 30 таким образом, что другой конец 30b зажимной пружины 30 опирается на выступ 531.
[0099] Кроме того, головка соединительного болта 533, выступающая на заданную высоту из опорной пластины 52, служит в качестве стопора, ограничивающего введение арматурного стержня 1. Головка соединительного болта 533 также служит в качестве буферной зоны между опорной пластиной 52 и вставленным арматурным стержнем 1, который вставляют внутрь. В противном случае, плоская пружина 53 может быть сплющена под действием силы, с которой вставляют арматурный стержень 1, и, следовательно, может быть необратимо повреждена.
[00100] Фиг.8-10 иллюстрируют процесс использования муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно второму варианту заявляемого изобретения. На фиг.8 показан процесс вставки арматурных стержней 1 внутрь втулки 10. Зацепные участки 51 и выступы 531 плоских пружин 53 поддерживают зажимные пружины 30 и прижимают их к нижним граням 21 базовых пружин 20а в положении, в котором зажимные пружины 30 скручены в направлении увеличения их диаметра таким образом, что между арматурными стержнями 1 образован заданный промежуток “t”. Следовательно, даже если диаметры арматурных стержней 1 различны, что обусловлено особенностями процесса изготовления арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 не препятствуют надлежащей вставке таких арматурных стержней 1.
[00101] На фиг.9 показано состояние, в котором вставка арматурных стержней 1 внутрь втулки 10 завершена. Поскольку каждый из арматурных стержней 1 одним концом упирается в выступы 531 плоских пружин 53, другой конец 30b зажимных пружин 30, который до этого поддерживался выступами 531 плоских пружин 53, теперь уже не поддерживается, в результате чего зажимные пружины 30 упруго восстанавливаются. Таким образом, зажимные пружины 30 плотно прижаты к арматурным стержням 1.
[00102] На фиг.10 показан случай, в котором арматурные стержни 1 подвергаются воздействию внешней силы в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, то есть внешней силы, действующей по направлению к внешним концам втулки 10, когда вставка арматурных стержней 1 внутрь втулки 10 завершена. Следовательно, зажимные конические поверхности 31 зажимных пружин 30 скользят и двигаются по наклонным коническим поверхностям 22 за счет силы трения между зажимными пружинами 30 и арматурными стержнями 1 таким образом, что диаметр зажимных пружин 30 постепенно уменьшается, и части наклонных угловых участков 32 зажимных пружин 30 врезаются в арматурные стержни 1 таким образом, что зажимные пружины 30 надежно фиксируют арматурные стержни 1.
[00103] В то же время, каждый арматурный стержень 1 содержит противоположные выступающие ребра 1b и 2b, расположенные с обеих сторон корпуса, который обычно является цилиндрическим в продольном направлении. Соединительные выступы 1a выполнены по окружности с обеих сторон выступающих ребер 1b через заданные промежутки. Наклонные угловые участки 32 зажимных пружин 30 предпочтительно врезаются в соединительные выступы 11 и выступающие ребра 1b арматурных стержней 1, а не в цилиндрический корпус арматурных стержней 1.
[00104] Кроме того, как описано выше применительно к закругленным участкам 23 базовых пружин 20а, когда арматурные стержни 1 вставлены внутрь и подвергаются воздействию внешней силы в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 скручиваются, двигаясь при этом по направлению к внешним концам втулки 10 вдоль наклонных конических поверхностей 22 под действием силы трения, действующей на арматурные стержни 1, так что их диаметр постепенно уменьшается, что обеспечивает удержание арматурных стержней 1. В этом случае, аналогично зажимным пружинам 30, базовые пружины 20 также подвергаются воздействию внешней силы в направлении, противоположном направлению вставки арматурных стержней 1, и базовые пружины 20а содержат скругленные участки 23, скругленные в продольном направлении вдоль края верхних поверхностей витков 20a′ и 20a′′. Следовательно, верхние поверхности каждого витка 20a′′ перекрывают внутренние участки нижних поверхностей каждого соседнего витка 20a′ и диаметр базовых пружин 20a также уменьшается, что обеспечивает более надежное удержание арматурных стержней 1.
[00105] Системное соединительное взаимодействие описанных выше элементов заявляемой муфты для соединения арматурных стержней, выполненной согласно первому варианту заявляемого изобретения, позволяет легко, в одно касание, соединить друг с другом и зафиксировать арматурные стержни за счет изменения диаметра зажимных пружин 30 в результате скручивания, даже несмотря на относительно простую конструкцию указанной муфты, содержащей втулку 10, базовые пружины 20a, зажимные пружины 30 и препятствующие смещению узлы 40. Поскольку нижние грани 21 и наклонные конические поверхности 22 сформированы на базовых пружинах 20a без механической обработки внутренней резьбы 20 на внутренней поверхности втулки 10, муфта для соединения арматурных стержней проста в изготовлении и обработке. Треугольная форма поперечного сечения зажимных пружин 30 обеспечивает более надежное удержание арматурных стержней 1 за счет скользящего движения зажимных пружин 30 и врезания крайних угловых участков в арматурные стержни 1. Благодаря наличию средств 50 соединения в одно касание, зажимные пружины 30 могут быть вставлены и закреплены внутри базовых пружин 20а в положении, в котором зажимные пружины 30 скручены в направлении увеличения их диаметра, причем диаметр зажимных пружин 30 восстанавливается за счет упругости, когда вставка арматурных стержней 1 завершена. Следовательно, даже если арматурные стержни 1 имеют различные диаметры, что обусловлено особенностями процесса изготовления арматурных стержней 1, зажимные пружины 30 не препятствуют надлежащей вставке арматурных стержней 1.
[00106] Муфта для соединения арматурных стержней, описанная выше и изображенная на чертежах, представляет собой лишь частный вариант заявляемого изобретения и не ограничивает объем его правовой охраны, который определяется признаками, изложенными в формуле изобретения. Для специалиста области техники очевидны возможные модификации и изменения, которые можно осуществить без выхода за рамки сущности и объема правовой охраны заявляемого изобретения.
Промышленное применение
[00107] Заявляемое изобретение, содержащее описанные выше признаки, несмотря на его простую конструкцию позволяет легко, в одно касание, соединять и фиксировать арматурные стержни за счет изменения диаметра зажимных пружин при скручивании и, следовательно, имеет промышленное применение.