СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЯ ПОД АНКЕР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ДИАМЕТРА
ANCHOR HOLE FORMATION METHOD AND DIAMETER EXPANDING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к способу образования отверстия под анкер, в котором закрепляется устанавливаемый анкер, и, в частности, к способу образования отверстия под анкер и устройству для расширения диаметра для образования участка расширения диаметра в части участка подготовленного отверстия.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Традиционно, в качестве такого способа образования отверстия под анкер, в котором участок расширения диаметра образуют в части участка подготовленного отверстия, был известен способ, использующий устройство перфоратора с подрезкой (см. патентный документ 1). В этом случае анкер на основе смолы закрепляют в отверстии под анкер и подготовленное отверстие образуют имеющим относительно большой диаметр (диаметр около 90 мм или более).
Устройство перфоратора с подрезкой имеет полый цилиндрический бочкообразный корпус, вводимый в подготовленное отверстие, упорный элемент, который устанавливается на открытом краю подготовленного отверстия и поддерживает с возможностью вращения бочкообразный корпус посредством подшипника, вал, который сцепляется с возможностью скольжения с бочкообразным корпусом на одной и той же оси и вращается за одно целое с бочкообразным корпусом, конический участок в форме усеченного конуса, который обеспечен на стороне конца вершины бочкообразного корпуса и имеет четыре направляющих паза на его внешней периферийной поверхности, четыре рычага, которые прикреплены к концу вершины вала и сцепляются с соответствующими направляющими пазами, и два режущих лезвия и два направляющих участка, поочередно обеспеченные на внешних поверхностях конца вершины четырех рычагов.
Режущие лезвия и направляющие участки располагаются внутри бочкообразного корпуса, когда вал извлечен. При вращении за одно целое бочкообразного корпуса и вала, введенных в подготовленное отверстие, и перемещении вала вниз четыре рычага перемещаются вниз и раздвигаются наружу через направляющие пазы конического участка. Таким образом, режущие лезвия рассверливают внутреннюю периферийную поверхность подготовленного отверстия для образования участка расширения диаметра в нижней части (наиболее глубокой части) подготовленного отверстия.
[0003] [Патентный документ 1] JP-A-2005-280243
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0004] Вышеуказанный способ образования участка расширения диаметра с традиционным устройством перфоратора с подрезкой порождает проблему того, что устройство перфоратора с подрезкой может применяться к подготовленному отверстию (отверстию под анкер), имеющему большой диаметр для анкера на основе смолы, но не может применяться к подготовленному отверстию (отверстию под анкер), имеющему маленький диаметр для металлического распорного анкера, так как конфигурация устройства является сложной.
Например, бочкообразный корпус и вал могут быть интегрированы друг с другом таким образом, что четыре рычага открываются наружу под действием центробежной силы. В результате конфигурация устройства может быть упрощена в целом. Однако, даже если устройство перфоратора с подрезкой может быть приспособлено к подготовленному отверстию (отверстию под анкер), имеющему маленький диаметр, образом, описанным выше, невозможно рассверливать подготовленное отверстие для образования участка расширения диаметра, если к соответствующим рычагам недостаточно прикладывается центробежная сила. С другой стороны, невозможно образовывать участок расширения диаметра за короткое время, соответствующее эффективности операции, так как рассверливание подготовленного отверстия занимает много времени.
Размер центробежной силы определяется согласно параметрам веса, радиуса поворота и угловой скорости цели, к которой прикладывается центробежная сила. Среди них вес и радиус поворота ограничены диаметром образованного отверстия под анкер. В дополнение, угловая скорость ограничена скоростью вращения основного корпуса перфоратора.
[0005] Настоящее изобретение имеет задачу обеспечения способа образования отверстия под анкер и устройства для расширения диаметра, посредством которых центробежная сила может надлежащим образом регулироваться при перемещении участка режущего лезвия в радиальном направлении под действием центробежной силы для рассверливания участка расширения диаметра.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЭТИХ ЗАДАЧ
[0006] Настоящее изобретение обеспечивает способ образования отверстия под анкер для устанавливаемого анкера, в котором сверло для расширения диаметра, введенное в участок подготовленного отверстия, просверленный в бетонном фиксирующем корпусе, вращают, и участок режущего лезвия сверла для расширения диаметра перемещают в радиальном направлении под действием центробежной силы для рассверливания части участка подготовленного отверстия для образования участка расширения диаметра, причем минимальное значение центробежной силы, прикладываемой для рассверливания участка расширения диаметра, составляет 0,75 Н.
[0007] В этом случае минимальное значение центробежной силы, прикладываемой для рассверливания участка расширения диаметра, составляет, предпочтительно, 1,1 Н.
[0008] Согласно этим конфигурациям, участок расширения диаметра, имеющий размер расширенного диаметра 0,3 мм или более (имеющий глубину рассверливания 0,15 мм или более) может быть образован в участке подготовленного отверстия. То есть, когда центробежная сила, прикладываемая для рассверливания участка расширения диаметра, установлена равной 0,75 Н, что представляет минимальное значение, и, более предпочтительно, установлена равной 1,1 Н, участок расширения диаметра может быть надлежащим образом образован в участке подготовленного отверстия за короткое время.
[0009] В дополнение, сверло для расширения диаметра, предпочтительно, вращается со скоростью 2500 оборотов в минуту или более и 40000 оборотов в минуту или менее.
[0010] В этом случае сверло для расширения диаметра, предпочтительно, вращается со скоростью 9000 оборотов в минуту или более и 20000 оборотов в минуту или менее.
[0011] Согласно конфигурации, размер расширенного диаметра участка расширения диаметра может быть установлен равным 0,5 мм или более в отношении участка подготовленного отверстия при вращении сверла для расширения диаметра со скоростью 2500 оборотов в минуту или более и 40000 оборотов в минуту или менее и, более предпочтительно, вращении со скоростью 9000 оборотов в минуту или более и 20000 оборотов в минуту или менее. В дополнение, участок расширения диаметра может быть надлежащим образом образован, когда имеющаяся в продаже электродрель используется в качестве источника мощности сверла для расширения диаметра.
[0012] Более того, сверло для расширения диаметра, предпочтительно, вращают и вводят в течение пяти секунд или более и 20 секунд или менее для образования участка расширения диаметра.
[0013] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра может быть образован за короткое время и с превосходной эффективностью операции, когда сверло для расширения диаметра вращают и вводят в течение пяти секунд или более и 20 секунд или менее для образования участка расширения диаметра.
[0014] С другой стороны, участок режущего лезвия, предпочтительно, образован алмазным режущим лезвием, имеющим размер зерна 100-120 меш или более и 16-18 меш или менее.
[0015] В этом случае участок режущего лезвия, предпочтительно, образован алмазным режущим лезвием, имеющим размер зерна 50-60 меш или более и 16-18 меш или менее.
[0016] Согласно этим конфигурациям, внутренняя периферийная поверхность участка подготовленного отверстия может эффективно рассверливаться, даже если центробежная сила, прикладываемая к участку режущего лезвия, является относительно маленькой. В частности, участок режущего лезвия, предпочтительно, имеет размер зерна 50-60 меш или более и 16-18 меш или менее с учетом характеристики рассверливания и стоимостей алмазного режущего лезвия.
[0017] Настоящее изобретение обеспечивает устройство для расширения диаметра, имеющее сверло для расширения диаметра, используемое для способа образование отверстия под анкер, описанного выше, и электродрель, которая вращает сверло для расширения диаметра, причем сверло для расширения диаметра имеет множество участков режущего лезвия, которые рассверливают участок расширения диаметра, удерживающий режущее лезвие участок, который удерживает с возможностью перемещения множество участков режущего лезвия в радиальном направлении, и участок хвостовика, который поддерживает удерживающий режущее лезвие участок, и множество участков режущего лезвия, перемещаемых под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения, так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении в отношении удерживающего режущее лезвие участка.
[0018] Согласно конфигурации, множество участков режущего лезвия участка головки сверла принимают центробежную силу и перемещаются наружу в радиальном направлении при вращении участка хвостовика, введенного в участок подготовленного отверстия. То есть множество участков режущего лезвия, вращающиеся с удерживающим режущее лезвие участком, перемещаются под действием центробежной силы так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении и рассверливать часть участка подготовленного отверстия для расширения его диаметра. В этом случае конструкция может быть упрощена, так как множество участков режущего лезвия выполнены с возможностью перемещения под действием центробежной силы. Более того, устройство для расширения диаметра может быть приспособлено к (может расширять диаметр) участку подготовленного отверстия, имеющего маленький диаметр, так как множество участков режущего лезвия, введенных в участок подготовленного отверстия, могут быть расположены так, чтобы вводиться вместе с удерживающим режущее лезвие участком в радиальном направлении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0019] Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении отверстия под анкер согласно варианту выполнения.
Фиг. 2 представляет собой конструктивный вид устройства для расширения диаметра, используемого для образования участка расширения диаметра отверстия под анкер, согласно варианту выполнения.
Фиг. 3 представляет собой разобранный общий вид участка головки сверла и его окружения сверла для расширения диаметра.
Фиг. 4А-4D представляют собой конструктивные виды устанавливаемого анкера, закрепленного в отверстии под анкер, согласно варианту выполнения.
Фиг. 5 представляет собой изображение, показывающее результаты исследования размеров расширенного диаметра участка расширения диаметра при изменении скорости вращения сверла для расширения диаметра и размера зерна алмазов участков режущего лезвия.
Фиг. 6A и 6B представляют собой размерные изображения участков режущего лезвия, используемых в исследовании.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Далее будет дано описание, со ссылкой на сопровождающие чертежи, способа образования отверстия под анкер и устройства для расширения диаметра согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Отверстие под анкер имеет участок расширения диаметра на задней стороне его участка подготовленного отверстия и образовано (просверлено) в фиксирующем корпусе, изготовленном из бетона, таком так бетонная конструкция. Далее с подробным описанием формы отверстия под анкер будет дано описание устройства для расширения диаметра, имеющего сверло для расширения диаметра для образования участка расширения диаметра отверстия под анкер и специализированного устанавливаемого анкера (металлического распорного анкера), закрепляемого в отверстии под анкер.
[0021] Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении отверстия под анкер согласно варианту выполнения. Как показано на фигуре, отверстие 1 под анкер образовано в фиксирующем корпусе 2, изготовленном из бетона (например, бетонной конструкции или бетонном основании). Отверстие 1 под анкер имеет участок 3 подготовленного отверстия прямой формы, просверленный в фиксирующем корпусе 2, и участок 4 расширения диаметра, образованный в задней части (конце вершины) участка 3 подготовленного отверстия имеющим больший диаметр, чем диаметр участка 3 подготовленного отверстия. Участок 4 расширения диаметра образован цилиндрическим участком, имеющим участки 5 кольцевого уступа в двух местах и выступающим наружу из участка 3 подготовленного отверстия. В дополнение, участок 3 подготовленного отверстия имеет, поперечно участку 4 расширения диаметра, длинный участок 3b отверстия открытой стороны на стороне открытия 3a и короткий участок 3с отверстия стороны дна на стороне дна отверстия.
[0022] В этом случае участок 3 подготовленного отверстия просверлен колонковым перфоратором, вибробуром, строительным перфоратором или т.п. В дополнение, участок 4 расширения диаметра образован устройством 10 для расширения диаметра, имеющим сверло 20 для расширения диаметра, которое будет описано далее. Отметим, что участок 4 расширения диаметра может быть образован в конической цилиндрической форме.
[0023] Далее будет дано описание устройства 10 для расширения диаметра со ссылкой на фиг. 2 и 3. Фиг. 2 представляет собой конструктивный вид устройства 10 для расширения диаметра, имеющего сверло 20 для расширения диаметра, а фиг. 3 представляет собой разобранный общий вид участка головки сверла и его окружения сверла 20 для расширения диаметра. Как показано на обеих фигурах, устройство 10 для расширения диаметра имеет ручную электродрель 11, служащую в качестве источника мощности, насадку 12 для охлаждающей жидкости, прикрепленную к электродрели 11, и сверло 20 для расширения диаметра, прикрепленное к насадке 12 для охлаждающей жидкости. То есть сверло 20 для расширения диаметра съемно крепится к вращающемуся валу 13, обеспеченному на конце вершины насадки 12 для охлаждающей жидкости.
[0024] Вращающийся вал 13 имеет канал потока для охлаждающей жидкости, и насадка 12 для охлаждающей жидкости соединена с устройством подачи охлаждающей жидкости, не показано. Охлаждающая жидкость подается из устройства подачи охлаждающей жидкости к сверлу 20 для расширения диаметра посредством насадки 12 для охлаждающей жидкости. Устройство 10 для расширения диаметра варианта выполнения сверлит участок 3 подготовленного отверстия сверлящим сверлом (например, алмазным колонковым долотом), прикрепленным к насадке 12 для охлаждающей жидкости, и далее, предпочтительно, использует сверло 20 для расширения диаметра вместо сверлящего сверла для расширения задней части участка 3 подготовленного отверстия.
[0025] Сверло 20 для расширения диаметра имеет участок 21 головки сверла, который расширяет диаметр участка 3 подготовленного отверстия, на его конце вершины, и имеет участок 22 вала, который съемно прикреплен к вращающемуся валу 13 (насадке 12 для охлаждающей жидкости) на стороне электродрели 11 на ее стороне конца основания и который поддерживает участок 21 головки сверла так, чтобы быть коаксиальным в основании на его стороне конца вершины.
[0026] Участок 21 головки сверла имеет два участка 31 режущего лезвия, которые рассверливают участок 3 подготовленного отверстия, удерживающий режущее лезвие участок 32, который удерживает с возможностью перемещения два участка 31 режущего лезвия в радиальном направлении, и участок 33 хвостовика, который поддерживает два участка 31 режущего лезвия посредством удерживающего режущее лезвие участка 32. При вращении сверла 20 для расширения диаметра электродрелью 11 в состоянии, в котором участок 21 головки сверла введен в участок 3 подготовленного отверстия, два участка 31 режущего лезвия приводятся в раздвижение (перемещение) наружу в радиальном направлении под действием центробежной силы.
[0027] Участок 22 вала сцеплен посредством резьбы с вращающимся валом 13 насадки 12 для охлаждающей жидкости на его маленьком нарезном конце. Участок 22 вала имеет канал 35 потока внутри вала для охлаждающей жидкости в его центре вала. Канал 35 потока внутри вала сообщается с насадкой 12 для охлаждающей жидкости на его стороне конца основания и сообщается с каналом 36 потока внутри сверла, которое будет описано далее, на его стороне конца вершины.
[0028] Как показано на фиг. 3, участок 21 головки сверла имеет участок 33 хвостовика, продолжающийся от конца вершины участка 22 вала, цилиндрический удерживающий режущее лезвие участок 32, обеспеченный на конце вершины участка 33 хвостовика, и два участка 31 режущего лезвия, удерживаемые удерживающим режущее лезвие участком 32, который описан выше. В этом случае внешний диаметр двух участков 31 режущего лезвия образован немного меньшим, чем внутренний диаметр участка 3 подготовленного отверстия. В дополнение, внешний диаметр удерживающего режущее лезвие участка 32 образован таким же или немного меньшим, чем внешний диаметр двух 31 участков режущего лезвия. С другой стороны, канал 36 потока внутри сверла, сообщающийся с вышеуказанным каналом 35 потока внутри вала, расположен в центре вала участка 33 хвостовика и внутри удерживающего режущее лезвие участка 32. Охлаждающая жидкость, вводимая в канал 36 потока внутри сверла, выпускается из двух участков 55 щели удерживающего режущее лезвие участка 32, которые будут описаны далее, к двум участкам 31 режущего лезвия внутри участка 3 подготовленного отверстия.
[0029] Удерживающий режущее лезвие участок 32 имеет основной корпус 41 удерживающего участка, который удерживает два участка 31 режущего лезвия так, чтобы быть параллельными его внешней периферийной поверхности, и имеет приемник 42 удерживающего участка, к которому прикреплен основной корпус 41 удерживающего участка. Приемник 42 удерживающего участка соединен с участком 33 хвостовика на его стороне конца основания и имеет внутреннюю резьбу 44, сцепляемую посредством резьбы с основным корпусом 41 удерживающего участка на внутренней периферийной поверхности на его стороне конца вершины. В варианте выполнения приемник 42 удерживающего участка, участок 33 хвостовика и участок 22 вала образованы за одно целое.
[0030] Основной корпус 41 удерживающего участка имеет участок 51 фланца конца вершины, образованный в форме фланца, цилиндрический удерживающий участок 52, соединенный с участком 51 фланца конца вершины и удерживающий два участка 31 режущего лезвия, и цилиндрический участок 53 резьбы, соединенный с цилиндрическим удерживающим участком 52. В дополнение, основной корпус 41 удерживающего участка имеет остроконечный участок 54, обеспеченный в центральном конце вершины участка 51 фланца конца вершины, и два участка 55 щели, образованные в областях цилиндрического удерживающего участка 52 и цилиндрического участка 53 резьбы. В этом случае участок 51 фланца конца вершины, цилиндрический удерживающий участок 52, цилиндрический участок 53 резьбы и остроконечный участок 54 образованы за одно целое. Отметим, что остроконечный участок 54 упирается в дно отверстия участка 3 подготовленного отверстия для предотвращения вращательных колебаний участка 21 головки сверла.
[0031] Участок 51 фланца конца вершины и приемник 42 удерживающего участка образованы имеющими одинаковый диаметр и расположены так, чтобы сжимать участки 31 режущего лезвия, удерживаемые цилиндрическим удерживающим участком 52, с небольшим зазором между ними в направлении вала. Как будет описано подробно далее, соответствующие участки 31 режущего лезвия удерживаются цилиндрическим удерживающим участком 52 посредством участков 55 щели. В этом состоянии цилиндрический участок 53 резьбы сцеплен посредством резьбы с внутренней резьбой 44 приемника 42 удерживающего участка. В дополнение, два участка 55 щели образованы в положениях с точечной симметрией на 180° в периферийном направлении цилиндрического удерживающего участка 52 и цилиндрического участка 53 резьбы.
[0032] Соответствующие участки 31 режущего лезвия имеют основной корпус 61 режущего лезвия, обеспеченный так, чтобы быть параллельным внешней периферийной поверхности удерживающего режущее лезвие участка 32, ребристый участок 62, выступающий из внутренней части основного корпуса 61 режущего лезвия, и предотвращающий выдергивание участок 63, обеспеченный на конце вершины ребристого участка 62. Основные корпусы 61 режущего лезвия и предотвращающие выдергивание участки 63 имеют по существу форму 1/4 дуги в поперечном сечении, и ребристые участки 62 сцепляются с возможностью скольжения с участками 55 щели в радиальном направлении.
[0033] Соответственно, два участка 31 режущего лезвия, удерживаемые удерживающим режущее лезвие участком 32, приводятся в раздвижение наружу в радиальном направлении так, чтобы перемещаться параллельно под действием центробежной силы, генерируемой вращением. То есть внутренние поверхности основных корпусов 61 режущего лезвия контактируют с вышеуказанной внешней периферийной поверхностью цилиндрического удерживающего участка 52 при приведении участков 31 режущего лезвия в исходное состояние их раздвижения, и внешние поверхности предотвращающих выдергивание участков 63 контактируют с внутренней периферийной поверхностью цилиндрического удерживающего участка 52 при приведении участков 31 режущего лезвия в конечное состояние их раздвижения.
[0034] Основные корпусы 61 режущего лезвия образованы алмазным режущим лезвием, имеющим форму дуги в поперечном сечении, и имеют рассверливающий алмаз на их внешнем периферийном участке. Таким образом, внутренняя периферийная поверхность задней стороны участка 3 подготовленного отверстия рассверливается, чтобы иметь предписанный размер расширенного диаметра. Отметим, что диаметр двух участков 31 режущего лезвия образован меньшим, чем диаметр участка 3 подготовленного отверстия, на около 0,5-1,0 мм, когда участки 31 режущего лезвия приведены в исходное состояние, в результате чего участок 21 головки сверла может плавно вводиться в участок 3 подготовленного отверстия. Отметим, что основные корпусы 61 режущего лезвия могут быть заменены режущими лезвиями, изготовленными из металла, такого как цементированный карбид.
[0035] В операции расширения диаметра с использованием сверла 20 для расширения диаметра сверло 20 для расширения диаметра сначала прикрепляют к устройству 10 для расширения диаметра, и участок 21 головки сверла далее вводят в участок 3 подготовленного отверстия. Когда участок 21 головки сверла введен так, чтобы заставлять остроконечный участок 54 упираться в участок 3с отверстия стороны дна участка 3 подготовленного отверстия, электродрель 11 приводят в действие для вращения сверла 20 для расширения диаметра. Одновременно или до или после вращения сверла20 для расширения диаметра охлаждающую жидкость подают к участкам 31 режущего лезвия по каналу 35 потока внутри вала и каналу 36 потока внутри сверла.
[0036] При вращении сверла 20 для расширения диаметра центробежная сила прикладывается к двум участкам 31 режущего лезвия. В результате два участка 31 режущего лезвия раздвигаются наружу. В дополнение, охлаждающую жидкость, выпускаемую из конца вершины канала 36 потока внутри сверла, также приводят в раздвижение радиально внутри двух участков 31 режущего лезвия под действием центробежной силы, что ускоряет раздвижение участков 31 режущего лезвия. Таким образом, так как основные корпусы 61 режущего лезвия вращающегося участка 21 головки сверла рассверливают внутреннюю поверхность участка 3 подготовленного отверстия, участок 4 расширения диаметра образуют в задней части участка 3 подготовленного отверстия. После этого при ограничении предотвращающих выдергивание участков 63 в их положениях посредством основного корпуса 41 удерживающего участка или по истечении предписанного времени участок 4 расширения диаметра имеет предписанный размер расширенного диаметра.
[0037] Как описано выше, участок 4 расширения диаметра может быть образован в участке 3 подготовленного отверстия легко и за короткое время таким образом, что участок 21 головки сверла вводится и вращается только в участке 3 подготовленного отверстия. В дополнение, конфигурация устройства может быть упрощена, так как два участка 31 режущего лезвия приводятся в раздвижение под действием центробежной силы. Более того, участок 4 расширения диаметра может быть надлежащим образом образован даже в участке 3 подготовленного отверстия, имеющем маленький диаметр, так как два участка 31 режущего лезвия могут быть расположены так, чтобы вводиться вместе с удерживающим режущее лезвие участком 32 в радиальном направлении.
[0038] Отметим, что охлаждающая жидкость подается посредством насадки 12 для охлаждающей жидкости для сверления участка 3 подготовленного отверстия и рассверливания участка 4 расширения диаметра в варианте выполнения (мокрый тип). Однако охлаждающая жидкость возможно используется (сухой тип). Например, может быть возможно использовать вибробур или строительный перфоратор для сверления участка 3 подготовленного отверстия и непосредственно прикреплять сверло 20 для расширения диаметра к электродрели 11 для рассверливания участка 4 расширения диаметра.
[0039] Далее будет дано описание, со ссылкой на фиг. 4А-4D, устанавливаемого анкера, зафиксированного (закрепленного) в отверстии 1 под анкер, образованном таким образом.
Фиг. 4А-4D представляют собой конструктивные виды устанавливаемого анкера. Как показано на фигурах, устанавливаемый анкер 100 имеет цилиндрический основной корпус 111 анкера, который вводится в отверстие 1 под анкер, две раздвигающиеся части 112, обеспеченные на стороне конца вершины основного корпуса 111 анкера, и конический участок 113, который раздвигает две раздвигающиеся части 112 изнутри. В дополнение, устанавливаемый анкер 100 имеет два направляющих открытых участка 114, которые поддерживают с возможностью скольжения множество раздвигающихся частей 112 в положении основного корпуса 111 анкера, соответствующем участку 4 расширения диаметра, при вставке основного корпуса 111 анкера в отверстие 1 под анкер.
[0040] То есть в нижнем участке основного корпуса 111 анкера, соответствующем участку 4 расширения диаметра, два направляющих открытых участка 114 образованы так, чтобы пересекать направление вала основного корпуса 111 анкера, и две раздвигающиеся части 112 поддерживаются с возможностью скольжения двумя направляющими открытыми участками 114. В этом случае основной корпус 111 анкера и две раздвигающиеся части 112 образованы отдельно, и эти детали и конический участок 113 также образованы отдельно. Дополнительно, основной корпус 111 анкера, две раздвигающиеся части 112 и конический участок 113 изготовлены из мягкой стали, нержавеющей стали или т.п. и образуют так называемый металлический распорный анкер.
[0041] Основной корпус 111 анкера образован в цилиндрической форме, имеющей ступенчатую внутреннюю периферийную поверхность, и образован за одно целое опорным участком 121 болта стороны конца основания, к которому прикрепляется соединяющий болт или т.п. (не показан), и фиксирующимся к структуре участком 122 стороны конца вершины, зафиксированном в бетонном фиксирующем корпусе 2.
[0042] Опорный участок 121 болта имеет участок 125 внутренней резьбы на его внутренней периферийной поверхности. Участок 142 наружной резьбы конического участка 113, который будет описан далее, сцепляется посредством резьбы с участком 125 внутренней резьбы, и соединяющий болт (в общем, любой болт), такой как подвесной болт и соединительный болт для цели поддержки, ввинчивается в участок 125 внутренней резьбы. То есть конический участок 113 сцепляется посредством резьбы с участком 125 внутренней резьбы, и соединяющий болт прикрепляется к участку 125 внутренней резьбы после фиксации (закрепления) основного корпуса 111 анкера в отверстии 1 под анкер.
[0043] Внутренняя периферийная поверхность фиксирующегося к структуре участка 122 имеет отверстие 131 для свободной вставки, которое соединено с вышеуказанным участком 125 внутренней резьбы и заставляет основной корпус 141 конического участка конического участка 113, который будет описан далее, свободно вводиться в него. В дополнение, фиксирующийся к структуре участок 122 имеет вышеуказанные два направляющих открытых участка 114, образованные так, чтобы пересекать его направление вала. Соответствующие два направляющих открытых участка 114 образованы с возможностью проникновения в радиальном направлении фиксирующегося к структуре участка 122 и расположены в положениях с точечной симметрией на 180°. В дополнение, соответствующие направляющие открытые участки 114 образованы в форме, дополняющей раздвигающиеся части 112. Дополнительно, в двух направляющих открытых участках 114 две раздвигающиеся части 112, сцепленные с участком 4 расширения диаметра, удерживаются с возможностью скольжения в радиальном направлении.
[0044] Более того, на конце вершины фиксирующегося к структуре участка 122, т.е. на конце вершины основного корпуса 111 анкера, образованы два предотвращающих вращение выступа 132. Два предотвращающих вращение выступа 132 выступают из конца вершины основного корпуса 111 анкера в положениях с точечной симметрией на 180°. Соответствующие предотвращающие вращение выступы 132 имеют острый конец вершины и предотвращают вращение основного корпуса 111 анкера с коническим участком 113 при закреплении участка 142 наружной резьбы (конического участка 113).
[0045] Две раздвигающиеся части 112 образованы в прямоугольной форме в поперечном сечении и каждая удерживается с возможностью скольжения вышеуказанными направляющими открытыми участками 114. В связи с этим две раздвигающиеся части 112 расположены в положениях с точечной симметрией на 180° и расположены в положениях, в которых две раздвигающиеся части 112 соответствуют участку 4 расширения диаметра, при вставке устанавливаемого анкера 100 (основного корпуса 111 анкера) в отверстие 1 под анкер. Соответствующие раздвигающиеся части 112 образованы имеющими форму веера на виде сверху в их участках половины на сторонах конца вершины в радиальном направлении. В особенности, участки половины на сторонах конца вершины раздвигающихся частей 112 образованы имеющими угол открытия 90° около центра основного корпуса 111 анкера.
[0046] С другой стороны, внутренние концы соответствующих раздвигающихся частей 112, которые обращены к коническому участку 113, имеют наклонную поверхность 135, повторяющую (имеющую такой же угол, что и) угол сужения конического участка 113 (см. фиг. 4А и 4С). Так как внутренние концы раздвигающихся частей 112 образованы имеющими плоскую наклонную поверхность (см. фиг. 4B), конический участок 113 линейно контактирует с раздвигающимися частями 112 в одном месте и заставляет их скользить наружу в радиальном направлении.
[0047] С другой стороны, внешние концы (концы стороны сцепления) соответствующих раздвигающихся частей 112, которые обращены к участку 4 расширения диаметра, имеют дугообразную поверхность 136, повторяющую внешнюю периферийную поверхность основного корпуса 111 анкера (фиксирующегося к структуре участка 122) (см. фиг. 4B). Дополнительно, соответствующие раздвигающиеся части 112 временно фиксируются к основному корпусу 111 анкера таким образом, чтобы не выступать из внешней периферийной поверхности основного корпуса 111 анкера. Отметим, что раздвигающиеся части 112 имеют любую форму поперечного сечения, такую как круг и треугольник.
[0048] Конический участок 113 имеет основной корпус 141 конического участка, который заставляет две раздвигающиеся части 112 скользить наружу в радиальном направлении, и имеет участок 142 наружной резьбы, сцепляемый посредством резьбы с вышеуказанным участком 125 внутренней резьбы для сдавливания основного корпуса 141 конического участка. Основной корпус 141 конического участка и участок 142 наружной резьбы образованы за одно целое. При ввинчивании участка 142 наружной резьбы основной корпус 141 конического участка продвигается в его вращающемся состоянии и далее сдавливается между раздвигающимися частями 112.
[0049] Участок 142 наружной резьбы образован представляющим собой, например, наружную резьбу с пазом для инструмента. В устанавливаемом анкере 100 варианта выполнения участок 142 наружной резьбы ввинчивается, например, шуруповертом с муфтой крутящего момента, к которому прикреплено сверло шуруповерта.
[0050] Основной корпус 141 конического участка имеет бочкообразный участок 145, соединенный с участком 142 наружной резьбы, и суженный участок 146, соединенный с бочкообразным участком 145. Суженный участок 146 образован в форме перевернутого усеченного конуса с его концом вершины, скошенным подобно сферическому куполу, т.е. он образован в суженной форме. Угол сужения суженного участка 146 установлен равным углу, при котором соответствующие раздвигающиеся части 112 перемещаются из их зафиксированных положений в положения прижимного контакта, и установлен равным относительно крутому углу. При ввинчивании участка 142 наружной резьбы посредством шуруповерта, который описан выше, каждая из двух раздвигающихся частей 112 скользит наружу в радиальном направлении.
[0051] Как описано выше, две раздвигающиеся части 112 поддерживаются с возможностью скольжения направляющими открытыми участками 114 в устанавливаемом анкере 100. В связи с этим соответствующие раздвигающиеся части 112 могут легко скользить в радиальном направлении таким образом, что конический участок 113 ввинчивается только с относительно маленьким крутящим моментом. То есть операция закрепления может легко и стабильно выполняться независимо от навыков оператора. В дополнение, так как две выступающие раздвигающиеся части 112 сцепляются с участком 4 расширения диаметра так, чтобы захватываться, может надежно поддерживаться высокое сопротивление выдергиванию.
[0052] При этом сверло 20 для расширения диаметра, которое образует участок 4 расширения диаметра в отверстии 1 под анкер с использованием центробежной силы, прикладываемой к участкам 31 режущего лезвия, ограничено весами и радиусом поворота участков 31 режущего лезвия. В связи с этим необходимо увеличивать скорость вращения сверла 20 для расширения диаметра для получения достаточной центробежной силы. Скорость вращения сверла 20 для расширения диаметра зависит от скорости вращения электродрели 11. В связи с этим, когда предполагается использование имеющейся в продаже электродрели в качестве электродрели 11, скорость вращения сверла 20 для расширения диаметра также ограничена. В дополнение, с точки зрения плавного рассверливания участка 3 подготовленного отверстия с относительно маленькой центробежной силой, также необходимо учитывать размер зерна участков 31 режущего лезвия.
[0053] Соответственно, в варианте выполнения следующее исследование было проведено для того, чтобы надлежащим образом регулировать центробежную силу, прикладываемую к участкам 31 режущего лезвия, и надлежащим образом регулировать скорость вращения сверла 20 для расширения диаметра и размер зерна участков 31 режущего лезвия в связи с надлежащей регулировкой центробежной силы.
[0054] Фиг. 5 показывает результаты исследования размеров расширенного диаметра участка 4 расширения диаметра при изменении скорости вращения сверла 20 для расширения диаметра и размера зерна участков 31 режущего лезвия. В дополнение, фиг. 6A и 6B представляют собой размерные изображения участков режущего лезвия, используемых в исследовании. В этом исследовании участок 4 расширения диаметра образован в участке 3 подготовленного отверстия для того, чтобы фиксировать устанавливаемый анкер 100 номинального диаметра M10.
[0055] Как показано на фиг. 6А, каждый из участков 31 режущего лезвия имеет поверхность режущего лезвия в его положении на 6,65 мм от центра сверла 20 для расширения диаметра и имеет зазор 0,4 мм между участком 31 режущего лезвия и участком 3 подготовленного отверстия. То есть участок 3 подготовленного отверстия имеет диаметр 14,1 мм в этом исследовании. Дополнительно, размер перемещения участков 31 режущего лезвия за счет центробежной силы составляет 1,15 мм, и значение, получаемое путем вычитания вышеуказанного зазора из этого размера перемещения, т.е. 0,75 мм (1,15 мм – 0,4 мм), становится максимальной глубиной рассверливания участка 4 расширения диаметра. Однако результаты исследования на фиг. 5 показывают, что максимальный размер расширенного диаметра составлял фактически 1,7 мм (максимальная глубина рассверливания составляла 0,85 мм) из-за погрешностей изготовления участков 31 режущего лезвия или т.п.
[0056] Здесь измеренный вес (одного из) участков 31 режущего лезвия составлял 1,91 г (0,00191 кг), а их (его) измеренный радиус поворота (радиус от центра сверла 20 для расширения диаметра до его центра силы тяжести) составлял 5,7 мм (0,0057 м).
[0057] В дополнение, исследование проводилось с использованием девяти типов участков режущего лезвия, в которых алмазы имеют размер зерна 100-120 меш - 16-18 меш, в качестве участков 31 режущего лезвия. С другой стороны, сверло 20 для расширения диаметра вращалось и вводилось (электродрель 11 вводилась) в течение 10 секунд с учетом эффективности операции. Дополнительно, участки режущего лезвия, посредством которых участок 4 расширения диаметра, имеющий размер расширенного диаметра 0,3 мм или более, образовывался за 10 секунд, использовались в качестве надлежащих участков режущего лезвия. То есть необходимо иметь глубину резания по меньшей мере 0,15 мм так, чтобы устанавливаемый анкер 100 захватывался в образованном участке 4 расширения диаметра (что подтверждалось другим экспериментом (отметим, что глубина резания может составлять 0,25 мм в расчете на коэффициент безопасности, учитывающий однородность бетона)).
[0058] Как показано в результатах исследования на фиг. 5, размер расширенного диаметра увеличивался при увеличении скорости вращения сверла 20 для расширения диаметра. То есть размер расширенного диаметра увеличивался при увеличении угловой скорости. В дополнение, размер расширенного диаметра увеличивался при увеличении размера зерна.
[0059] В особенности, ни один из участков 31 режущего лезвия не достиг размера расширенного диаметра 0,3 мм или более при низкой скорости вращения 2000 оборотов в минуту. При скорости вращения 2500 оборотов в минуту участки 31 режущего лезвия, в которых алмазы имеют размер зерна 20-30 меш - 16-18 меш, достигали размера расширенного диаметра 0,3 мм или более. При скорости вращения 3000 оборотов в минуту участки 31 режущего лезвия, в которых алмазы имеют размер зерна 60-80 меш - 16-18 меш, достигали размер расширенного диаметра 0,3 мм или более. При скорости вращения 3500 оборотов в минуту участки 31 режущего лезвия, в которых алмазы имеют размер зерна 80-100 меш - 16-18 меш, достигали размер расширенного диаметра 0,3 мм или более. Более того, при скорости вращения 4000 оборотов в минуту (или более) все участки 31 режущего лезвия достигали размера расширенного диаметра 0,3 мм или более.
[0060] В результате сверло 20 для расширения диаметра надлежащим образом вращается со скоростью 2500 оборотов в минуту или более и, предпочтительно, вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту или более. В дополнение, алмазы имеют размер зерна 100-120 меш - 16-18 меш и, предпочтительно, имеют размер зерна 50-60 меш - 16-18 меш с учетом эффективности и стоимостей резания. С другой стороны, электродрель 11, которая вращает сверло 20 для расширения диаметра, вращается со скоростью 40000 оборотов в минуту на максимуме в качестве имеющегося в продаже изделия. С учетом пригодности к использованию, эффективности операции и стоимостей, электродрель 11, предпочтительно, вращается со скоростью 15000 оборотов в минуту или около того.
[0061] Соответственно, сверло 20 для расширения диаметра надлежащим образом вращается со скоростью 2500 оборотов в минуту или более и 40000 оборотов в минуту или менее и, более предпочтительно, вращается со скоростью 9000 оборотов в минуту или более и 20000 оборотов в минуту или менее. В дополнение, алмазы участков 31 режущего лезвия надлежащим образом имеют размер зерна 100-120 меш или более и 16-18 меш или менее и, более предпочтительно, имеют размер зерна 50-60 меш или более и 16-18 меш или менее. Отметим, что сверло 20 для расширения диаметра вращалось и вводилось в течение 10 секунд с учетом эффективности операции в этом исследовании. Однако сверло 20 для расширения диаметра, предпочтительно, может вращаться и вводиться в течение пяти секунд - 20 секунд.
[0062] При этом при учете отношения между скоростью вращения сверла 20 для расширения диаметра и центробежной силой, прикладываемой к участкам 31 режущего лезвия, центробежная сила F[N], прикладываемая к участкам 31 режущего лезвия, выражается в виде
2
F=mrω…(1),
где m[кг] представляет вес, r[м] представляет радиус поворота, а ω[рад/с] представляет угловую скорость.
В дополнение, ω[рад/c], представляющее угловую скорость, выражается в виде
ω=2πf…(2),
где f[Гц=1/с] представляет скорость вращения.
Соответственно, центробежная сила выражается в виде
2
F=mr(2πf)…(3)
на основе вышеуказанных формул (1) и (2).
[0063] Здесь m составляет 1,91 г (0,00191 кг), а r составляет 5,7 мм (0,0057 м). В связи с этим центробежная сила, равная 0,75 Н, прикладывается к участкам 31 режущего лезвия при вращении сверла 20 для расширения диаметра вращается со скоростью 2500 оборотов в минуту, а центробежная сила, равная 1,1 Н, прикладывается к участкам 31 режущего лезвия, при вращении сверла 20 для расширения диаметра со скоростью 3000 оборотов в минуту. То есть, когда центробежная сила установлена равной 0,75 Н, что представляет минимальное значение, и, более предпочтительно, установлена равной 1,1 Н, участок 4 расширения диаметра может быть надлежащим образом образован в участке 3 подготовленного отверстия за короткое время.
[0064] Отверстие 1 под анкер, образованное в этом исследовании, предназначалось для устанавливаемого анкера 100 размера M10, который представляет металлический распорный анкер. Для отверстий для анкеров, предназначенных для устанавливаемых анкеров размера M10 или больше, возможно прикладывать центробежную силу, большую, чем вышеуказанная, посредством конструкции сверла 20 для расширения диаметра. В дополнение, для отверстий для анкеров, предназначенных для устанавливаемых анкеров 100 размера M9 и размера M6, предпочтительно прикладывать центробежную силу, большую, чем вышеуказанная, посредством регулировки скорости вращения или т.п.
[0065] То есть для отверстий для анкеров (общих размеров), предназначенных для устанавливаемых анкеров размера M10 или больше, глубина резания 0,15 мм или более (размер расширенного диаметра 0,3 мм или более) получается таким образом, что центробежная сила, прикладываемая к участкам 31 режущего лезвия (поверхностям режущего лезвия), устанавливается равной минимальному значению 0,75 Н и, более предпочтительно, устанавливается равной 1,1 Н. Когда устанавливаемый анкер 100 зафиксирован в (раздвигающиеся части 112 приведены в прижимной контакт с) отверстии 1 под анкер, имеющем участок 4 расширения диаметра, образованный таким образом, устанавливаемый анкер 100 захватывается в участке 4 расширения диаметра.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0066] 1 Отверстие под анкер
2 Фиксирующий участок
3 Участок подготовленного отверстия
4 Участок расширения диаметра
5 Участок кольцевого уступа
10 Устройство для расширения диаметра
11 Электродрель
20 Сверло для расширения диаметра
21 Участок головки сверла
22 Участок вала
31 Участок режущего лезвия
32 Удерживающий режущее лезвие участок
100 Устанавливаемый анкер
111 Основной корпус анкера
112 Раздвигающаяся часть
113 Конический участок.