专利名称：钢筋联接器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及联接器，更具体地涉及钢筋联接器，用于获得钢筋混凝土制品中两根钢筋末端的机械对接接头，从而增强联接部分的强度并提供快速和方便的联接操作。
背景技术：
钢筋在工厂中是以特定的单位长度生产的，但对于各种建筑物，例如桥梁、护壁和公寓住宅，其长度延伸到几十米，因此其中的建筑构件需要钢筋末端相互重迭。作为联接钢筋的传统方法，在使用的有几个接头工艺，这将在下面描述。
在现有工艺中，主要使用搭接工艺，其过程为将钢筋的末端搭接一定长度，然后用捆绑铁丝将钢筋的搭接末端捆绑。但是，搭接工艺的缺点在于，在搭接区域相邻钢筋之间的距离变小，钢筋的搭接区使所需钢筋的数量增大，相邻钢筋之间距离变小使混凝土浇注到搭接钢筋之间的操作变得困难，并且搭接钢筋对轴向拉力和压力的抵抗作用弱。
在另外的工艺中，即气压焊接工艺，钢筋的末端互相对接并且使用高温火焰将钢筋末端焊接在一起，实施气压焊接工艺需要专业技术，钢筋的焊接区被加热所弱化，并且需要进一步的后续检验。
在钢管的压缩过程中，两根钢筋的末端插在钢管中，并且含有两根钢筋末端的钢管被液压千斤顶压缩，这虽然不需要专业技术，但需要专门的设备实施接头操作。
因此，为了克服上述问题，近几年开发并使用了机械联接两根钢筋的工艺。
换言之，对钢筋的末端进行镦粗加工，即，通过热或冷加工使之变粗、变短，或者对钢筋的末端进行冷旋锻加工，使钢筋的筋塌陷变平，接着使用诸如螺纹滚压机床等加工工具加工出外螺纹。随后，两根钢筋的螺纹末端拧入一个内表面具有内螺纹的接头中，从而联接两根钢筋。
但是，上述螺纹接头工艺也存在缺点，即，在钢筋末端形成螺纹需要很多工序，并且由于钢筋很长并且由于材料特性而容易弯曲，所以为使钢筋的末端拧入联接器，两根钢筋必须精确地相互对齐，以方便联接操作的进行。
发明内容
因此，考虑到现有技术中存在的上述问题而提出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种钢筋联接器，能通过简单的操作达到钢筋之间牢固地联接，即在钢筋末端与套管之间插入楔子并锤击楔子。
为了达到上述目的，本发明提供一种钢筋联接器，包括圆柱套管，其截面积足以容纳从其相反两端入口插入的两根钢筋，并且其一部分内表面具有与钢筋外部筋表面对应的不平表面；楔子，适于插在套管与钢筋之间，对它们施加径向作用力，从而达到两根钢筋之间的对接。
并且，本发明提供的楔子，其长度大体上等于套管的长度并且插在套管与钢筋之间的间隙中。楔子包括中间垫，其适于与钢筋接触并且具有与钢筋外部筋表面对应的不平接触表面；在套管与中间垫之间形成的间隙，其朝套管中点逐渐变窄；以及两个楔子元件，适于利用诸如锤子等打击工具插入套管与中间垫之间的间隙。
本发明的钢筋联接器一般用于在诸如桥梁和建筑物等各种混凝土结构的新建、重建和维修工作中联接两根钢筋。使用简单的打击工具，钢筋联接器能容易并牢固地联接钢筋。并且，由于钢筋互相联接时没有重迭，可以防止钢筋的过量消耗并且有利地节约成本。另外，与传统联接方法相比，钢筋联接器表现出高的结合强度。
结合附图，从下面的详细描述中将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点。在附图中图1是本发明第一实施例的分解透视图；图2是本发明第一实施例的组装状态的剖视图；图3是本发明第一实施例的横向剖视图；图4是本发明第二实施例的分解透视图；图5是本发明第二实施例的组装状态的剖视图；图6是本发明第二实施例的横向剖视图；图7是本发明第三实施例的分解透视图；图8是本发明第三实施例的组装状态的剖视图；图9是图8中沿A-A线的剖视图；图10是本发明第三实施例的组装状态的透视图；图11是本发明第四实施例的中间垫的分解透视图；图12是使用图11中间垫的钢筋联接器的剖视图；以及图13是使用图11中间垫的钢筋联接器的横向剖视图。
具体实施例方式
下面参考附图并通过实施例详细描述本发明。
图1到3是本发明第一实施例的分解透视图、剖视图和横向剖视图，其中本发明的实施例包括套管2、中间垫3、和用于联接两根钢筋1的一对楔子4。按照本发明实施例的钢筋联接器的透视图示于图10，其中钢筋联接器已组装在一起。
钢筋1、中间垫3、和楔子4分别插入或推入套管2的入口20一定长度。套管的尺寸是根据被联接的钢筋的直径设计的。为达到这一目的，套管2的截面采用近似椭圆的形状。
如同本技术领域内公知的，钢筋在其外表面均匀形成筋，以提高与混凝土的结合力和强度。套管2沿长度方向由槽21在其内表面形成不平表面，其中槽21的形成位置对应于钢筋的筋(或外部形状)。在套管2的内表面形成槽21后，一旦钢筋插入套管2并与之配合时，钢筋不发生轴向位移。
筋11由纵向筋12和环向筋13组成。对于一些钢筋，环向筋13可以沿纵向筋12(未示出)交替形成。为了适应具有这种交替环向筋的钢筋，环向槽21的排列方式是，不平表面上形成的相邻环向槽21的间距是相邻环向筋13的间距的一半。
尽管未图示，由于将钢筋插入套管是方便的，使钢筋在直径上互相一致，从而套管2在其不平表面上可以具有几个纵向槽。通过纵向槽，套管的不平表面将形成格子形状。钢筋外表面与套管的不平表面22或中间垫内表面之间的接触角可以是90°-180°，但是接触角没有必要限制在此范围内。
尽管钢筋1可以在其切割端具有毛边或者可以是外表面不平，使直径产生变化，但套管的不平表面22适于紧密接触钢筋。这是通过如下的方式实现的一段套管中部的内径(对应于钢筋末端所处的部分)大于其余内表面的内径，形成扩大的内表面。即，虽然钢筋末端的毛边或变形部分位于扩大的内表面部分，但钢筋和套管之间的紧密接触不受干扰。
而且，为了限制钢筋1插入套管2的长度，套管的内表面中部具有半圆形的限位24。
套管朝向不平表面22的内倾斜表面27，在直径上从两端到中间逐渐减小，以便增强楔子的推动作用。下面将更具体地描述与此相关的细节。
套管2的外表面形成纵向和环向的筋25，与钢筋1的筋11类似，用于提高与混凝土的结合性。
中间垫3由半个圆柱形成，其长度与套管2的长度对应，并且其内表面包括不平表面32，其形状和功能与套管的不平表面相似，从而使钢筋的另外一半表面与其紧密接触。中间垫3朝中部逐渐变厚，形成向外逐渐变薄的对称轮廓。中间垫外倾斜表面的倾斜角度设计成能使套管和楔子达到所需的关系。与套管相同，中间垫3在内表面的中部具有扩大的表面33，用于适应钢筋上的不良毛边等等。
并且，中间垫的外表面对称地具有锯齿。锯齿用作阻挡装置，一旦楔子4插入中间垫3与套管2之间，用于防止楔子4从中间垫3和套管2之间滑出，如图2所示。锯齿的功能和结构在以下所有实施例中都是相同的。锯齿的作用是防止楔子滑动，并且锯齿的形状不限于附图中的图示。
楔子4是矩形板，每块板包括比一端薄的另外一端。一对楔子4分别插入套管相反末端的入口20。每个楔子4的结构使其上表面41与套管2的内倾斜表面27配合，其下表面42与中间垫3的外表面34配合。换言之，楔子的下表面42具有与中间垫3的外表面34的锯齿对应的锯齿。
如同公知的，楔子的形状和功能与通常使用的楔子相似。楔子的后端44比前端43大，用于接受诸如锤子等打击工具的打击。
楔子4的总长度略短于套管2总长度的一半。楔子可以选择性地具有一条或多条没有锯齿的纵向槽45，用于减小其插入过程中与中间垫3的摩擦力。纵向槽45可以位于其一个表面或其两个表面。这种纵向槽也可以形成在中间垫或套管上。
下面以组装顺序描述本发明第一实施例的功能。
首先，将两根联接的钢筋通过套管的两个末端插入套管2中，使得钢筋1的筋11与套管2的不平表面22紧密接触，钢筋末端位于扩大部分。随后，将中间垫3完全插入套管2中，使中间垫与钢筋的筋11紧密接触。在将两个楔子4暂时从套管2的两端插入中间垫3与套管2之间后，使用诸如锤子等打击工具强烈打击楔子。
使用锤子打击，套管2的内倾斜表面27和钢筋1的外表面通过中间垫3受到强的径向压力。即，通过楔子的作用达到零件之间的牢固配合状态。并且，由于楔子和中间垫通过其上面形成的锯齿互相咬合，因此即使套管受到振动或外力，楔子也不会从套管中滑出。而且，即使套管受到强的外部拉力作用，由于套管与中间垫的不平表面22、32与钢筋的筋11咬合，钢筋的接合状态也不会被破坏。
图4到6表示本发明的第二实施例。第二实施例的基本结构与第一实施例大体相同，不同之处仅在于楔子4、4’是由螺栓5驱动进入套管，而不是利用锤子的打击力。即，一对楔子中的一个楔子4具有纵向的螺栓通孔47，该对楔子中的另一个楔子4’具有纵向的内螺纹孔48，适于与螺栓5的外螺纹部分5a配合。
螺栓5的直径适于被联接的钢筋1的尺寸。为了减小纵向截面积，每个楔子4、4’的平面图为U形夹，如图4所示。中间垫3在其外倾斜表面上具有纵向槽35，使螺栓5从中通过。因此，可以减小套管2的截面积。对于多根钢筋的排列，根据建筑操作和梁的强度，优选地应减小套管的截面，这一般是公知的。
对此实施例可以做出的一个修改是，螺栓5纵向拉长，完全穿过楔子4’，使其外螺纹端5a从楔子中伸出，并且螺栓的螺纹末端拧入螺母(未图示)。在这种情况下，螺栓和/或螺母的接触面当然可以使用常用的垫圈。
如上所述，本发明第二实施例的功能与本发明第一实施例的基本相同，但是，此实施例与第一实施例的不同之处仅在于楔子4插入套管中是通过螺栓5与楔子4’的内螺纹孔48或螺母(未图示)的紧固作用实现的，而不是利用锤子的打击作用。
此实施例可以做出的另外修改是使用锤子的打击以及螺栓和螺母的紧固的组合作用。即，首先用锤子将楔子4打入套管中，接着用螺栓5紧固。由于此修改的实施可以通过调节楔子的倾斜角度，因此省略其详细描述。
根据本发明实施例的钢筋的联接方法可以有利地应用于将新钢筋联接到先前排列的已有的钢筋1上，或者联接到嵌在浇注的混凝土中的已有的钢筋1上，在这种情况下，对楔子的冲击作用可减弱已有钢筋与混凝土之间的结合力。
此实施例的限位24、筋25和内倾斜表面27与第一实施例具有相同的形状和功能。
图7到9表示本发明的第三实施例。第三实施例的本质结构与第一实施例和第二实施例的基本相同，除了楔子4的插入方向是垂直于钢筋。为了达到此目的，套管2具有两个楔子插入孔29，其方向垂直于钢筋。并且，中间垫3在其上表面39具有两个楔子插槽39a，其位置对应于楔子插入孔29，并且每一个的宽度等于或大于楔子4的宽度。
如图9所示，楔子4的上表面41和套管2的楔子插入孔29的上表面29a具有相互对应的锯齿表面。锯齿可防止楔子从套管中滑出。
此实施例的插入方式和其它细节基本上与先前的实施例相同。即，套管2的限位24和不平表面等在功能和形状上与先前实施例的相同。
此实施例的特征如下。套管2的楔子插入孔29的宽度和中间垫3的楔子插槽39a的宽度略大于楔子4的宽度。因此，即使钢筋环向筋13的轴向位置是沿纵向筋12交替排列的或不规则排列，使地套管2的楔子插入孔29与中间垫3的楔子插槽39a不对齐，楔子4也能容易地插入套管。另外，楔子插入孔29的角是圆的，以防止在楔子插入过程中套管2破裂的可能性。
标记数字“45”表示在楔子插入操作过程中用来减小阻力的槽，标记数字“44”表示使用者使用打击工具打击的后端。
本发明此实施例可以做出的修改是，两个楔子是集成的。在此修改中，由于两个楔子的插入方向是彼此相同的，并且楔子的插入位置彼此相邻，因此两个楔子彼此连成整体，形成U形夹，使两个楔子同时插入。
参看图11到13，其中表示本发明的第四实施例。此实施例应用于不同生产厂家生产的钢筋的外表面环向筋的形状和位置彼此不相同的情况。即，中间垫不平表面的槽与钢筋环向筋的位置不同，中间垫与钢筋之间的接触表面减小。为了适应这种中间垫的槽与钢筋环向筋的不一致性，此实施例允许中间垫轻微位移，以适应钢筋。
为了达到这一目的，中间垫3包括两个子中间垫，如图11所示。即，中间垫3包括第一中间垫51和一对第二中间垫52。第二中间垫52a在其下表面具有不平表面，对应于钢筋的外表面。第一和第二中间垫在相对的表面上具有锯齿表面51a、52b，上面具有三角形的螺纹，从而使得第一和第二中间垫通过锯齿表面51a、52b彼此咬合。第二中间垫可以通过装在第二中间垫上的磁体附着在第一中间垫上。这样，由于第二中间垫具有磁体，减小了联接钢筋所需的零件，从而便于联接器的维修和联接操作。
第一中间垫的上表面51b具有锯齿表面，用以防止楔子4的滑动，如同前面的实施例。
图12和13是表示联接钢筋使用的中间垫的剖视图和横向剖视图。
两根钢筋首先插入套管，接着将第一和第二中间垫插入其中。然后，调节第二中间垫在其纵向的位置，使其适应钢筋的外表面。此后，利用锤子的打击作用将楔子4打入套管，完成钢筋的联接操作。
在此实施例中，尽管图11和12中所示的两个中间垫位于套管的两侧，但一个第二中间垫可以仅位于套管的一侧。即，一个第二中间垫可以位于第一中间垫一侧的下方。
根据图12所示的实施例，每个楔子的上和下表面都有锯齿表面，套管在其上表面也有锯齿表面。这样，锯齿表面可以选择性地在楔子的上、下表面的一个表面上形成或者同时在两个表面上形成。
套管2直接与钢筋接触，在其下表面上具有像螺纹一样的突起22a，以便插入楔子时增强钢筋的压缩作用。突起可以应用到所有前面的实施例以及此实施例。
在本发明的另一个实施例中，仅使用套管和楔子联接钢筋，而不用中间垫。本领域的一般技术人员应该意识到，此实施例可以参考上述实施例从本发明的基本原理中得出。
钢筋联接器的零件，优选地由强度等于或高于被联接的钢筋的材料制成，从而足以抵抗具有联接器的钢筋混凝土上作用的拉伸应力或压缩应力。作为可以使用的材料，考虑使用条件、生产成本等因素，可以选择铸钢、钢、不锈钢、软铁和合成树脂中任何一种。
同样地，本发明的钢筋联接器能以多种方式联接钢筋。本领域的一般技术人员应该意识到，在不偏离本发明范围和精神的情况下，参考上述实施例可以做出不同的修改、增添和替代。
工业适用性如上所述，虽然本发明的钢筋联接器的主要使用方法为，使用锤子的打击动作将楔子打入套管，但是如果需要，可以使用诸如扳手等紧固工具紧固楔子。因此，使钢筋的联接操作更加方便。并且，由于减小了零件数量使现场操作变得方便，并且由于楔子与套管的锯齿表面之间的配合，楔子不能从套管滑出。本发明的钢筋联接器能在诸如桥梁和建筑物等不同混凝土结构的新建、重建和维修中用于联接两根钢筋。
权利要求
1.一种钢筋联接器，包括圆柱形套管，其截面足以容纳从其相反末端的入口插入的两根钢筋，并且其一部分内表面具有不平表面，与钢筋外部的筋表面相对应；楔子装置，适于插入套管与钢筋之间，以便对套管和钢筋施加径向力，从而达到两根钢筋的对接。
2.如权利要求1所述的钢筋联接器，其中套管内表面中部具有限位，用于限制钢筋的插入深度。
3.如权利要求1所述的钢筋联接器，其中套管的里面中部具有用于容纳突起的空间，例如容纳钢筋末端的毛边。
4.如权利要求1所述的钢筋联接器，其中楔子装置的结构是，其长度基本等于套管的长度，并插入套管与钢筋之间的间隙，楔子装置包括中间垫，该中间垫适于接触钢筋并具有对应于钢筋外部的筋表面的不平接触表面；在套管与中间垫之间形成的间隙，该间隙朝着套管的中点而逐渐变窄；以及两个楔子元件，其适于利用诸如锤子等打击工具的打击而插入套管与中间垫之间形成的间隙。
5.如权利要求1所述的钢筋联接器，其中套管在其外表面具有与钢筋类似的环向筋和纵向筋，用以提高与混凝土的结合力。
6.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中每个楔子元件在其至少一个表面上具有锯齿，与该楔子元件上的锯齿咬合的另一个锯齿形成在中间垫的表面上或套管的内表面上。
7.如权利要求6所述的钢筋联接器，其中每个楔子元件在其一个表面或两个表面上具有一定宽度的一条或多条线性槽，用以减小楔子元件插入过程中的摩擦阻力。
8.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中两个楔子元件中的一个楔子元件具有纵向通孔，螺栓的杆从其中穿过，并且该两个楔子元件中的另一个楔子元件具有纵向的内螺纹孔，螺栓的螺纹端拧入其中，从而通过螺栓和楔子元件中的纵向内螺纹孔的紧固作用，两个楔子元件插入套管与中间垫之间，并相互靠近。
9.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中两个楔子元件中的每一个楔子元件具有纵向通孔，螺栓的杆从其中穿过，由此通过螺栓和螺母的紧固作用，两个楔子元件插入套管和中间垫之间，并彼此靠近。
10.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中中间垫包括第一中间垫和第二中间垫，所述第一中间垫和第二中间垫通过放在二者之间的磁体彼此附着在一起，并且第二中间垫在其内表面具有与钢筋外表面对应的不平表面，第一中间垫和第二中间垫通过其接触表面上形成的锯齿彼此咬合，从而使得第二中间垫相对于套管的位置能被精确调节。
11.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中与钢筋接触的第二中间垫的不平表面包括多条槽，槽间距等于钢筋环向筋间距的一半。
12.如权利要求4所述的钢筋联接器，其中与钢筋外表面直接接触的套管的不平表面包括多条突起，用于压钢筋的外表面。
13.如权利要求1所述的钢筋联接器，其中楔子装置的结构是，其长度基本等于套管的长度并且插入套管和钢筋之间的间隙中，并且楔子装置包括中间垫，该中间垫适于接触钢筋并具有与钢筋外部筋表面对应的不平接触表面；两个形成在套管上的楔子插入孔，其垂直于插入套管的钢筋，并且向内变窄；以及两个楔子元件，其适于通过打击工具的打击，例如锤子，而插入套管的楔子插入孔。
14.如权利要求13所述的钢筋联接器，其中两个楔子元件在其外末端彼此连接，形成U形夹。
全文摘要
本发明的目的是提供一种钢筋联接器，在钢筋混凝土中用于容易、简单、快速和机械地将两根钢筋彼此对接。钢筋联接器包括圆柱套管(2)，通过其两个入1口1(20)轴向接收两根钢筋(1)、套管(2)中形成的不平内表面(22)对应于钢筋(1)外表面上形成的筋(11)。多个楔子(4)插入钢筋(1)和套管(2)之间的间隙。套管(2)的内表面和钢筋(1)的外表面之间插入楔子(4)，被联接器径向压缩，将两根钢筋(1)对接。
文档编号E04C5/18GK1491309SQ02804723
公开日2004年4月21日 申请日期2002年2月7日 优先权日2001年2月14日
发明者金龙根 申请人:金龙根