КОНУСОВИДНАЯ ФИКСАТОРНАЯ МУФТА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВСТЫК УСИЛИВАЮЩИХ СТЕРЖНЕЙ И ЕЕ МОНТАЖНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2017 года по МПК E04C5/16 

Предлагаемое изобретение относится к способам соединения арматурных усиливающих стержней, в частности к фиксаторным соединениям типа конусовидных муфт для усиливающих стержней, служащих для соединения стыка и монтажного инструмента.

В условиях производства, например при строительстве зданий, часто возникает необходимость соединять металлические арматурные стержни, что обычно происходит при помощи сварки. Концы соприкасающихся стержней обычно свариваются и фиксируются, а для сварки необходимо соответствующее сварочное оборудование. Рабочим на строительной площадке приходится работать на большой высоте, куда очень проблематично поднимать сварочное оборудование, и места для него очень часто просто не хватает, не говоря уже о потенциальной угрозе безопасности, энергоемкости сварки и существенного загрязнения окружающей среды. Кроме того, получающиеся сварные швы недостаточно прочные, имеют зазоры между кромками и быстро ржавеют.

За последние годы появились соединительные устройства для арматурных стержней, не требующие сварки, куда помещаются концы двух соприкасающихся стержней, эти концы там нарезаются и затем соединяются длинной гайкой. Такой способ получения резьбовых соединений - это сложный процесс, а резьба должна быть заранее сведена на конус или это делается прямо на месте при помощи специального оборудования для нарезки концов стержней, а это опять-таки создает угрозу безопасности персонала. Более того, поскольку арматурные стержни относительно длинные, самонарезающаяся резьба - это процесс трудоемкий и отнимающий массу времени, а значит, производительность падает, себестоимость растет - и процесс становится непопулярным.

Описание изобретения

В целях преодоления вышеуказанных недостатков предшествующего уровня техники предлагаемое изобретение обеспечивает конусовидную муфту для усиливающих стержней, соединяющих стык и монтажный инструмент, что весьма удобно и эффективно при установке, безопасно при подъеме, обеспечивает надежное соединение и снижение заводской себестоимости.

Согласно изобретению конусовидные фиксаторные муфты для соединения встык усиливающих стержней содержат зажим и конусовидные муфты, где зажим это устройство, совершающее возвратно-поступательное движение, и имеющее зазубренную канавку для фиксации и блокировки. Конусовидные фиксаторные муфты располагаются попарно, а их внутреннее пространство имеет коническую форму, и пара муфт симметрично монтируется вокруг зажима. Предлагается одна пара муфт и способ их обжима, при котором зажим плотно захватывается у арматурных стержней посредством зазубренной канавки под действием наклонных плоскостей муфт, в то же самое время, фиксация между муфтами и зажимом осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей, и таким образом осуществляется соединение арматурных стержней. Соединительный стык прост по структуре, удобен в обращении и надежен.

Зажим содержит внутри втулку, расположенную в центральном положении на внутренней поверхности. Конструкция втулки обеспечивает фиксацию двух арматурных стержней внутри зажима.

Монтажный инструмент для фиксаторного соединения усиливающих стержней в конусовидную муфту, предлагаемый в рамках настоящего изобретения, содержит в себе прессовочные головки и двигатель, либо жестко соединенный, либо подвижной, согласованный с прессовочными головками, а прессовочные головки объединены в пару, где один конец оставлен открытым, и диаметр этого отверстия больше, чем хвостовик конусовидной муфты. Конструкция открытого конца облегчает монтаж, поскольку монтажный инструмент удобен в обращении и обеспечивает фиксацию защелкиванием с арматурными стержнями, и затем легко вынимается после проведения операции.

Двигатель, жестко соединенный с прессовочными головками, содержит в себе гидравлический механизм управления и штангу, которые жестко закреплены друг с другом, образуя единое целое, и зафиксированы между другими концами двух прессовочных головок. Гидравлический механизм управления может быть механизмом, содержащим в себе гидравлический цилиндр и возвратную пружину, один конец которой прикреплен к нижней части корпуса гидравлического цилиндра, а другой ее конец соединен с одним концом поршня гидравлического цилиндра, а штанга жестко соединяется с другим концом поршня гидравлического цилиндра. Гидравлический цилиндр снабжен одним отверстием для входа/выхода масла, которое может быть соединено с ручным или электрическим насосом. Гидравлический механизм управления может также быть гидравлическим цилиндром, снабженным двумя отверстиями для входа/выхода масла, а штанга жестко закреплена с одним концом поршня гидравлического цилиндра. Отверстия для входа/выхода масла могут быть соединены с ручным или электрическим насосом. Между гидравлическим насосом и отверстиями для входа/выхода масла необходимо установить реверсивный вентиль или клапан, осуществляющий выход и возврат гидравлического масла.

Двигатель, согласованный с прессовочными головками, содержит в себе направляющий рельс, винтовой шпиндель (ходовой винт), червячную передачу, штангу ходового винта. Прессовочная головка сопряжена с направляющим рельсом и может ходить по нему взад и вперед. Один конец каждой прессовочной головки у рельса снабжен резьбой, направление резьбы на двух прессовочных головках противоположное, головки сопряжены с ходовым винтом, и образуют пары - ходовой винт-гайка. Оба конца винта имеют, соответственно, положительную и отрицательную трапецеидальную резьбу. Один конец ходового винта жестко соединяется с червячной передачей, а червячная передача сопряжена со штангой ходового винта, чтобы образовать пары ходовой винт-гайка. Штанга ходового винта вращается, приводя в движение червячную передачу и ходовой винт, а затем, при помощи трансмиссии пар ходовой винт-гайка прессовочные головки производят осевое сжатие и приближаются друг к другу, прилагая силу осевого сжатия на хвостовые концы конусовидных муфт, обжимая и их тоже, в целях уменьшения между ними пространства. Монтажный инструмент прост по конструкции и удобен в обращении, а, значит, эргономичен. Один конец штанги ходового винта имеет квадратную головку, которая может соединяться с ручным, пневматическим или электрическим гаечным ключом.

Конусовидная фиксаторная муфта для соединения встык усиливающих стержней и ее монтажный инструмент, обеспечиваемые предлагаемым изобретением, имеют следующие преимущества: зажим защелкивается вокруг арматурных стержней, фиксация между муфтами и зажимом осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей, таким образом, происходит прочное соединение арматурных стержней с другими деталями механизма, простыми по конструкции и легкими в обращении, что существенно уменьшает трудоемкость операций, увеличивает производительность процесса. Соединение получается надежным и прочным, что доказано испытаниями прочности на разрыв. Нагрузка на растяжение такого стыка значительно превышает прочность свариваемых швов.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - общая принципиальная схема первого варианта осуществления изобретения,

Фиг. 2 - схематическое изображение монтажного инструмента из Фиг. 1 в закрытом состоянии,

Фиг. 3 - принципиальная схема конструкции конусовидной фиксаторной муфты для соединения встык арматурных стержней,

Фиг. 4 - схематическое изображение конусовидной муфты по Фиг. 3,

Фиг. 5 - схематическое изображение зажима по Фиг. 3,

Фиг. 6 - общая принципиальная схема второго варианта осуществления изобретения,

Фиг. 7 - схематическое изображение монтажного инструмента по Фиг. 6 в закрытом состоянии,

Фиг. 8 - общая принципиальная схема третьего варианта осуществления изобретения.

На фигурах чертежей:

1. комплект зажима,

1-1. зазубренная канавка,

1-2. втулка (бобышка),

2. конусовидная муфта,

2-1. передняя часть конусовидной муфты,

2-2. хвостовик конусовидной муфты,

3. соединяемый арматурный стержень,

4. поднимающаяся штанга,

5. прессовочная головка,

6. гидравлический цилиндр,

6-1. отверстие для входа/выхода гидравлического масла,

7. возвратная пружина,

8. поршень,

9. гидравлический цилиндр

9-1. отверстие для входа/выхода гидравлического масла

9-2. отверстие для входа/выхода гидравлического масла,

10. поршень,

11. прессовочная головка,

12. направляющий рельс,

13. ходовой винт,

14. червячная передача,

15. штанга ходового винта.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Конусовидная фиксаторная муфта для соединения встык усиливающих стержней и ее монтажный инструмент, обеспечиваемые предлагаемым изобретением, будет подробно описана согласно чертежам трех вариантов осуществления изобретения.

1. Вариант осуществления изобретения

На основании фигур чертежей 1-5, конусовидная фиксаторная муфта для соединения встык усиливающих стержней содержит в себе комплект зажима 1 и конусовидных муфт 2. Комплект зажима 1 - это цельная деталь в форме челнока, снабженная зазубренной канавкой 1-1 для блокировки изнутри. Конусовидные фиксаторные муфты 2 объединены в пары, где их внутренние полости в сужающейся части, и пара муфт 2 симметрично смонтированы вокруг комплекта зажима 1. Комплект зажима 1 имеет внутри бобышку 1-2, и эта бобышка располагается в центральном положении на внутренней поверхности зажима 1, выполняя функцию позиционирования арматурных стержней 3 для стыковки.

Монтажный инструмент для установки конусовидных фиксаторных муфт по предлагаемому варианту изобретения содержит в себе прессовочные головки 5 и неподвижно закрепленный с ними двигатель. Прессовочные головки 5 организованы в пары, где один конец оставлен открытым, и диаметр этого отверстия больше, чем диаметр соединяемых арматурных стержней 3, но меньше, чем хвостовик 2-2 конусовидной муфты. Двигатель содержит в себе гидравлический механизм управления и поднимающуюся штангу 4, которые жестко закреплены друг с другом, образуя единое целое, и зафиксированы между другими концами двух прессовочных головок 5. Гидравлический механизм управления содержит в себе гидравлический цилиндр 6 и возвратную пружину, один конец которой прикреплен к нижней части корпуса гидравлического цилиндра 6, а другой ее конец соединен с одним концом поршня 8 гидравлического цилиндра 6, а штанга 4 жестко соединяется с другим концом поршня 8 гидравлического цилиндра 6. Гидравлический цилиндр 6 снабжен одним отверстием для входа/выхода масла 6-1. Отверстие для входа/выхода масла 6-1 может быть соединено с ручным или электрическим насосом, осуществляя выход гидравлической жидкости.

Способ стыковки арматурных стержней с использованием вышеописанной конусовидной фиксаторной муфты и ее монтажного инструмента состоит в следующем: (1) две конусовидные муфты 2 устанавливаются на концах стыкуемых арматурных стержней 3, соответственно, а передние части 2-1 двух конусовидных муфт, расположены противоположно друг другу, затем концы стыкуемых арматурных стержней 3, накрытые коническими муфтами 2, вставляются в оба конца зажима 1 таким образом, чтобы концы стержней 3 вошли в бобышку 1-2 и были защелкнуты там, на внутренней поверхности зажима 1. Затем, конические муфты 2 накрывают зажим 1 для осуществления фиксации; (2) прессовочные головки 5 на монтажном инструменте по предлагаемому варианту изобретения устанавливаются на арматурных стержнях 3 для их стыковки, и после позиционирования, в отверстие для входа/выхода гидравлического масла 6-1 посредством ручного или электрического гидравлического насоса подается гидравлическая жидкость. Поднимающаяся штанга 4 приводится в движение поршнем 8, и отодвигается к внутренней части корпуса гидравлического цилиндра 6, чтобы заставить прессовочные головки 5 произвести движение осевого сжатия и приблизиться друг к другу, таким образом, сила осевого сжатия прилагается на хвостовики 2-2 конических муфт для обжима, заставляя, тем самым, муфты 2 на обоих концах, двигаться по оси и уменьшать расстояние до тех пор, пока, в соответствии с требованиями к конструкции, зажим 1 не подтянется и не защелкнется у стыкуемых арматурных стержней 3. Фиксация между зажимом 1 и коническими муфтами 2 также осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей: и (3) посредством силы упругости возвратной пружины 7 поршень 8 приводит в движение штангу 4, которая выдвигается наружу, заставляя прессовочные головки 5 отходить друг от друга. Монтажный инструмент в этом варианте осуществления изобретения убирается, и проверяется прочность соединения арматурных стержней, таким образом, процедура стыковки стержней завершается.

2. Вариант осуществления изобретения

На основании фигур 3-7, различия между данным вариантом и вариантом 1 заключается в том, что гидравлический цилиндр 9 снабжен двумя отверстиями для входа/выхода масла 9-1, 9-2, и поднимающейся штангой 4, жестко закрепленной с одним концом поршня 10 гидравлического цилиндра 9. Отверстия для входа/выхода масла 9-1, 9-2, могут быть соединены с ручным или электрическим гидравлическим насосом, а обратный клапан нужен для того, чтобы осуществлять выход и возврат гидравлического масла, поэтому он устанавливается между гидравлическим насосом и отверстиями для входа/выхода масла 9-1, 9-2.

Способ стыковки арматурных стержней с использованием описанной в варианте 1 конусовидной фиксаторной муфты и ее монтажного инструмента состоит в следующем: (1) две конусовидные муфты 2 устанавливаются на концах стыкуемых арматурных стержней 3, соответственно, а передние части 2-1 двух конусовидных муфт, расположены противоположно друг другу, затем концы стыкуемых арматурных стержней 3, накрытые коническими муфтами 2, вставляются в оба конца зажима 1 таким образом, чтобы концы стержней 3 вошли в бобышку 1-2 и были защелкнуты там, на внутренней поверхности зажима 1. Затем, конические муфты 2 накрывают зажим 1 для осуществления фиксации; (2) прессовочные головки 5 на монтажном инструменте по предлагаемому варианту изобретения устанавливаются на арматурных стержнях 3 для их стыковки, и после позиционирования, в отверстие для входа/выхода гидравлического масла 9-1 посредством ручного или электрического гидравлического насоса подается гидравлическая жидкость. Поднимающаяся штанга 4 приводится в движение поршнем 10, таким образом, чтобы отодвинуться к внутренней части корпуса гидравлического цилиндра 9, и заставить прессовочные головки 5 произвести движение осевого сжатия и приблизиться друг к другу.

Таким образом, сила осевого сжатия прилагается на хвостовики 2-2 конических муфт, заставляя, тем самым, муфты 2 на обоих концах, двигаться по оси и уменьшать расстояние до тех пор, пока, в соответствии с требованиями к конструкции, зажим 1 не подтянется и не защелкнется у стыкуемых арматурных стержней 3. Фиксация между зажимом 1 и коническими муфтами 2 также осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей; и (3) направление выхода гидравлического масла меняется посредством обратного клапана, и масло подается на другое отверстие для входа /выхода масла 9.2, а поршень 10 приводит в движение штангу 4, и та выдвигается наружу, заставляя прессовочные головки 5 отходить друг от друга. Монтажный инструмент в этом варианте осуществления изобретения убирается, и проверяется прочность соединения арматурных стержней, таким образом, процедура стыковки стержней завершается.

3. Вариант осуществления изобретения

На основании фигур чертежей 3-5 и 8, различия между данным вариантом и вариантами 1 и 2 заключается в том, что монтажный инструмент для монтажа конусовидной фиксаторной муфты для соединения встык усиливающих стержней содержит в себе прессовочные головки 11 и подвижной двигатель, согласованный с прессовочными головками 11. Прессовочные головки 11 объединены в пару, где один конец прессовочной головки оставлен открытым, и диаметр этого отверстия больше, чем диаметр арматурных стержней 3, но меньше, чем диаметр хвостовика 2-2 конусовидной муфты. Двигатель, согласованный с прессовочными головками 11, содержит в себе направляющий рельс 12, винтовой шпиндель (ходовой винт) 13, червячную передачу 14 и штангу ходового винта 15. Прессовочная головка 11 сопряжена с направляющим рельсом 12 и может ходить по нему взад и вперед. Один конец каждой прессовочной головки 11 у рельса 12 снабжен резьбой, направление резьбы на двух прессовочных головках 11 противоположное, головки сопряжены с ходовым винтом 13, и образуют пары - ходовой винт-гайка. Оба конца винта 13 имеют, соответственно, положительную и отрицательную трапецеидальную резьбу. Один конец ходового винта 13 жестко соединяется с червячной передачей 14, а червячная передача 14 сопряжена со штангой ходового винта 15, чтобы образовать пары червячная передача-и- штанга. Один конец штанги 15 ходового винта имеет квадратную головку, которая может соединяться с ручным, пневматическим или электрическим гаечным ключом.

Способ стыковки арматурных стержней с использованием описанной в варианте 1 конусовидной фиксаторной муфты и ее монтажного инструмента, описанного в этом варианте, состоит в следующем: (1) две конусовидные муфты 2 устанавливаются на концах стыкуемых арматурных стержней 3, соответственно, а передние части 2-1 двух конусовидных муфт, расположены противоположно друг другу, затем концы стыкуемых арматурных стержней 3, накрытые коническими муфтами 2, вставляются в оба конца зажима 1 таким образом, чтобы концы стержней 3 вошли в бобышку 1-2 и были защелкнуты там, на внутренней поверхности зажима 1. Затем, конические муфты 2 накрывают зажим 1, для осуществления фиксации; (2) прессовочные головки 11 на монтажном инструменте по предлагаемому варианту изобретения устанавливаются на арматурных стержнях 3 для их стыковки, и после позиционирования, штанга 15 поворачивается при помощи пневматического, ручного или электрического гаечного ключа, приводя во вращательное движение червячную передачу 14 и ходовой винт 13. Затем, посредством трансмиссии пар ходовой винт-гайка, прессовочные головки 11 производят движение осевого сжатия и приближаются друг к другу, прилагая силу осевого сжатия на хвостовики конических муфт 2-2, заставляя, тем самым, муфты 2 на обоих концах, двигаться по оси и уменьшать расстояние до тех пор, пока, в соответствии с требованиями к конструкции, зажим 1 не подтянется и не защелкнется у стыкуемых арматурных стержней 3. Фиксация между зажимом 1 и коническими муфтами 2 также осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей; и (3) червячная передача 15 вращается в обратном направлении, заставляя прессовочные головки 11, отодвинуться друг от друга. Монтажный инструмент убирается, проверяется прочность соединения арматурных стержней, таким образом, процедура стыковки стержней завершается.

Изобретение относится к способам соединения арматурных усиливающих стержней, в частности к фиксаторным соединениям типа конусовидных муфт для усиливающих стержней, служащих для соединения стыка и монтажного инструмента. Технический результат - надежность соединения, удобство и эффективность при установке, безопасность при подъеме. Конусовидные фиксаторные муфты для соединения встык усиливающих стержней содержат в себе комплект зажима - это цельная деталь в форме челнока, снабженная зазубренной канавкой для блокировки изнутри, и конусовидные рукава или муфты располагаются попарно, а их внутреннее пространство имеет коническую форму, и пара муфт симметрично монтируется вокруг плоского зажима. Монтажный инструмент для фиксаторного соединения усиливающих стержней в конусовидную муфту содержит в себе прессовочные головки и двигатель, либо жестко соединенный, либо подвижной, и согласованный с прессовочными головками, а прессовочные головки объединены в пару, где один конец оставлен открытым, и диаметр этого отверстия должен быть больше, чем хвостовик конусовидной муфты. Блокировка зажима у арматурных стержней защелкиванием и фиксация между муфтами и зажимом осуществляется по принципу наклонных самозахватывающихся поверхностей. Изобретение является простым по конструкции и удобным в обращении, существенно уменьшает трудоемкость операций, увеличивает производительность процесса. Соединение получается надежным и прочным, без люфта. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Муфта для соединения усиливающих стержней, содержащая комплект зажима с равномерным внутренним диаметром за исключением центральной втулки и сужающейся от его центра в обе стороны внешней стороной и пары конусовидных муфт, имеющих внутреннее пространство конической формы и симметрично монтируемых вокруг зажима, при этом комплект зажима снабжен зазубренной канавкой для блокировки и выполнен с возможностью вставки в него пары усиливающих стержней, соединяемых встык в центральной втулке, и защелкивания на усиливающих стержнях посредством зазубренной канавки для блокировки.

2. Монтажный инструмент для установки конусовидных фиксаторных муфт для соединения встык усиливающих стержней по п. 1, содержащий прессовочные головки и подвижно закрепленный с ними двигатель, прессовочные головки объединены в одну пару, при этом один конец прессовочной головки оставлен открытым, и диаметр этого отверстия больше, чем диаметр соединяемых усиливающих стержней, но меньше, чем хвостовик конусовидной муфты, в которой муфта для соединения усиливающих стержней содержит комплект зажима с равномерным внутренним диаметром за исключением центральной втулки и сужающейся от его центра в обе стороны внешней стороной и пары конусовидных муфт, имеющих внутреннее пространство конической формы и симметрично монтируемых вокруг зажима, при этом комплект зажима снабжен зазубренной канавкой для блокировки и выполнен с возможностью вставки в него пары усиливающих стержней, соединяемых встык в центральной втулке, и защелкивания на усиливающих стержнях посредством зазубренной канавки для блокировки.

3. Монтажный инструмент по п. 2, отличающийся тем, что двигатель, жестко закрепленный с прессовочными головками, гидравлический механизм управления и поднимающуюся штангу, которые жестко закреплены друг с другом, образуя единое целое, и зафиксированы между другими концами двух прессовочных головок.

4. Монтажный инструмент по п. 3, отличающийся тем, что гидравлический механизм управления содержит в себе гидравлический цилиндр и возвратную пружину, один конец которой прикреплен к нижней части корпуса гидравлического цилиндра, а другой ее конец соединен с одним концом поршня гидравлического цилиндра, а штанга жестко соединяется с другим концом поршня гидравлического цилиндра.

5. Монтажный инструмент по п. 4, отличающийся тем, что гидравлический цилиндр имеет одно отверстие для входа/выхода гидравлического масла.

6. Монтажный инструмент по п. 3, отличающийся тем, что гидравлический механизм управления представляет собой гидравлический цилиндр, снабженный двумя отверстиями для входа/выхода гидравлического масла, а штанга жестко закреплена с одним концом поршня гидравлического цилиндра.

7. Монтажный инструмент по п. 2, отличающийся тем, что двигатель, соединенный с прессовочными головками, содержит в себе направляющий рельс, винтовой шпиндель (ходовой винт), червячную передачу, штангу ходового винта, прессовочная головка сопряжена с направляющим рельсом и может ходить по нему взад и вперед, один конец каждой прессовочной головки у рельса снабжен резьбой, направление резьбы на двух прессовочных головках противоположное, головки сопряжены с ходовым винтом, и образуют пары - ходовой винт-гайка, при этом оба конца винта имеют, соответственно, положительную и отрицательную трапецеидальную резьбу и один конец ходового винта жестко соединен с червячной передачей, а червячная передача сопряжена со штангой ходового винта, образуя пары червячная передача- штанга.

8. Монтажный инструмент по п. 7, характеризующийся тем, что один конец штанги снабжен квадратной головкой.