[发明专利]楔入石块的锚钉以及用于煤渣砌块的石工用锚钉的套式锚

说明书

本发明涉及一种用于将附件固定到石块上的螺旋型石工用锚，使用时将锚旋进石块的孔中，使锚固定于其中；本发明尤其还涉及这样一种锚，具有一个或更多的切削螺纹，该切削螺纹加强锚的固定力。本发明还涉及一种套筒式锚，这种石工用锚钉用到煤渣砌块或其它具有薄壁区域的石块中。

为了将固定装置和其它附件固定到石块上，现有技术中采用的办法是，使用螺旋型锚，如在Giannuzzi的美国专利US5,118,496和US5,282,708中的锚。在这种锚中，螺旋切削螺纹形成于锚杆部分，当锚旋进石块中的孔时，该螺纹切削孔壁并攻丝；由此将锚固定于其中。该锚抵抗轴向拔出力的程度代表了它的定位力。

该锚适用于所有的石头类建筑材料中，如混凝土和砖块。正如Godsted的英国专利申请GB2115511A中指出的一样，当石块特别硬，如由花岗岩材料形成时，为了将螺旋型石工用锚旋进那儿的孔中，要求的扭矩很高。事实上，扭矩是如此的高，以致于将锚旋进石孔中时，锚可能破裂。

为了制造出这样的锚，使其能旋进特别硬的石块中的孔中，Godsted的锚有一个螺旋型螺纹，具有一个V字型横截面结构，其中，螺纹的侧面以50-65度的角度相互啮合。

Emst的美国专利US3,937,119公开了一种石工用锚，具有一个尖顶螺旋螺纹，在螺纹顶部有槽口，以便于使顶部容易插进石孔中。由顶部的槽口从石孔壁中切削下来的材料聚集在连续螺纹之间的空间里。根据Emst的美国专利，因为将切削下来的材料聚集起来了，所以它们不能产生扭矩作用，并可能将锚以相对低的扭矩旋入孔中。而且，这些材料在空间中的保持力“加强了锚的拔出力”。但是Emst并没有说明，在该空间中松软的微粒是怎样来加强锚对轴向拔出力的抵抗力。

Bickford在美国专利US5,531,553中公开了一种自动攻丝石工用锚，其在锚杆周围具有一个螺旋型切削螺纹。该螺纹由一对平行的螺旋背脊形成，该背脊之间具有一个压力槽，用来收集切削形成的微粒。为了有利于自动攻丝，将平行背脊的连续回旋线分离的螺旋结合区具有这样的宽度，在锚杆方向至少有4mm，至少有锚杆直径的50％。在Bickford的专利中，回旋背脊的回旋角至少有10％。即使收集在回旋切削螺纹之间的槽中微粒在那儿被压缩，它有利于抵抗回旋螺纹相对切入孔壁的相应母线的置换；但是并不明显加强锚的固定力。切削螺纹有两个平行背脊，它们彼此接近，在连续回旋螺纹之间有宽结合区。背脊的接近并未使各个背脊在石工材料中获得最大的剪切强度。

Tajima的美国专利US4,652,194中，由螺旋型锚的切削行为产生的微粒有利于加强锚的固定力。Tajima指出，在他的发明之前，已经有一种技术，在螺纹的连续回旋线之间开拓一个空间，来收集并压实由切削螺纹产生的微粒，以提高锚的抗拔出力。根据Tajima的美国专利，现有技术中的锚的空间大小不适当，因此该空间完全被充满了，并紧紧地压实，使锚楔入孔中。为了克服该缺点，Tajima在连续回旋螺纹之间的结合区中提供了一个三角形缺口。该缺口充满了从石孔内壁中由螺纹的切削行为而产生的微粒。然而，有缺口的结合区产生了一个相对大的空间，空间里的微粒不可能紧密压实来楔入孔里的锚。

在Giannuzzi等人的美国专利5,957,646中，锚具有一个锚杆，锚杆具有一个根部，该根部至少由一个螺旋插入式切削螺纹包围，该螺纹的顶部直径大于锚要旋入的孔径，然后，切削螺纹就切削孔壁的内螺纹，以赋予锚一个固定力，使锚固定，该固定力可抵抗轴向拔出力。在连续回旋螺纹之间的螺纹结合区的根部形成有一个背脊，背脊突出在根部之上，以在背脊和孔壁之间形成一个压缩区。切削产生的微粒分散到结合区，并被挤入压缩区，形成一个密集块，以使锚楔入孔中，由此，提高锚的固定力。    

上述这些都是创新的设计，这些设计为锚钉增加了楔入功能和固定力。

另一方面，这些设计都没有解决煤渣砌块或其它空的或薄壁型陶器制品或石块中要用的锚。这样的石块的壁很薄，其厚度少于任何要插入的石工用锚钉的长度。这样，钻好孔，并将石工用锚插入时，虽然该锚钉还不至于被拔出，但并不能很好地抓住孔壁，通常用很小拆除扭矩就可将其旋出来(例如，如果用扳手将Giannuzzi的锚钉转1/4转，然后用一个手指就能将其旋松，这一点与木螺钉相类似)。