Распорный дюбель
Изобретение относится к распорному дюбелю и направлено на повышение защиты от проворачивания при вкручивании резьбового элемента. Распорный дюбель с корпусом дюбеля, простирающимся в осевом направлении, имеющим проходящее в осевом направлении отверстие для приема распорного элемента, с проходящими в основном в осевом направлении шлицами для формирования действующих в радиальном направлении зон упругости, причем на стенке дюбеля в зоне по меньшей мере одного шлица в ненагруженном состоянии распорного дюбеля имеется выступающий в радиальном направлении наружу блокировочный шип, а стенка дюбеля на радиально отстоящей от области шипа внутренней стороне соединяется на одном уровне с граничащей с ней в аксиальном направлении областью внутренней стенки распорного дюбеля. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к распорному дюбелю с расположенным в осевом направлении корпусом дюбеля, в котором имеется отверстие для приема распорного элемента, проходящее в осевом направлении.
Дюбели используются для крепления различных элементов конструкций к основаниям. Для этого дюбель вставляется в специально подготовленное отверстие в материале основания. Далее производится расклинивание распорной зоны дюбеля, в результате чего дюбель фиксируется в отверстии. Для расклинивания дюбеля используются распорные элементы, например шурупы, которые вкручиваются в приемное отверстие и обеспечивают расклинивание упомянутой выше распорной зоны. В частности, при использовании резьбовых распорных элементов на внешней поверхности дюбеля предусмотрены жесткие выступы, которые предотвращают проворачивание дюбеля при вкручивании резьбового распорного элемента. Однако недостатком жестких выступов является то, что они увеличивают наружный диаметр распорного дюбеля, что затрудняет его посадку в отверстие. Если выступы будут слишком маленькими или отверстие будет слишком большим, гарантировать надежную защиту от проворачивания посредством выступов будет невозможно. Кроме того, при увеличенном отверстии надежное заклинивание дюбеля в основе и, как следствие, требуемую несущую способность дюбеля обеспечить не удастся.
Задачей настоящего изобретения является создание простого в изготовлении, легко монтируемого дюбеля, надежно защищенного от проворачивания при вкручивании резьбового распорного элемента и обладающего высоким защемляющим усилием.
Согласно изобретению, данная задача решается с помощью распорного дюбеля с расположенным в осевом направлении корпусом дюбеля, в котором имеется проходящее в осевом направлении отверстие для приема распорного элемента, имеющее проходящие в основном в осевом направлении шлицы для формирования действующих в радиальном направлении зон упругости, причем в ненагруженном состоянии распорного дюбеля на наружной стенке дюбеля в зоне по меньшей мере одного шлица имеется выступающий в радиальном направлении наружу блокировочный шип, а внутренняя стенка дюбеля, лежащая в одной радиальной плоскости с блокировочным шипом, плавно переходит в граничащую с ней, имеющую осевое направление зону внутренней стенки распорного дюбеля.
В ненагруженном состоянии распорный дюбель находится перед входом в отверстие (в материале основы) и без введенного распорного элемента. Сформировать плавный переход между зоной внутренней стенки дюбеля, расположенной в одной радиальной плоскости с продольными шлицами, и граничащей с ней зоной внутренней стенки, имеющей осевое направление, можно только с помощью стержня пресс-формы (формовочного стержня).
Приемное отверстие дюбеля в зоне блокировочных шипов, то есть в зонах упругости, не имеет швов и выполнено в виде цилиндра, в то время как из наружной стенки дюбеля выступают блокировочные шипы. В отличие от упомянутых выше жестких выступов блокировочные шипы в зонах упругости могут пружинить в радиальном направлении. То есть при вводе распорного дюбеля в отверстие блокировочные шипы подаются внутрь, что позволяет осуществлять посадку дюбеля в отверстие простым введением. В положении, когда дюбель уже посажен в отверстие, зоны упругости за счет блокировочных шипов испытывают усилие давления в радиальном направлении внутрь, таким образом, что они выступают за граничащую с ними область внутренней стенки внутрь. Так как блокировочные шипы стремятся вернуться в исходное положение в радиальном направлении наружу, они прижимаются к стенкам отверстия, обеспечивая тем самым защиту от проворачивания дюбеля.
При вкручивании распорного элемента он входит в контакт с выступающими радиально внутрь упругими областями, выдавливая их наружу в радиальном направлении, вследствие чего при продолжении вкручивания блокирующие блокировочные шипы зажимаются между распорным элементом и стенкой отверстия, что обеспечивает, во-первых, фиксацию дюбеля в отверстии и, во-вторых, дополнительную степень защиты дюбеля от проворачивания за счет возрастания усилия заклинивания. Кроме того, блокирующие блокировочные шипы являются элементом геометрического замыкания пустотелых основ, например, шлакобетонных блоков, так как при вкручивании распорного элемента они входят в зацепление с поперечной перемычкой позади бетонной основы, еще больше увеличивая несущую способность дюбеля. Таким образом, блокирующие шипы выполняют три функции. Во-первых, они предотвращают проворачивание распорного дюбеля; во-вторых, они являются элементами заклинивания, фиксирующими дюбель в отверстии. Кроме того, они являются упорными элементами при креплении дюбелей к пустотелым или же дырчатым основам. Изменить несущую способность распорного дюбеля в соответствии с текущими требованиями можно простой подгонкой блокирующих блокировочные шипов.
Наряду с улучшенной функциональностью дюбелей такого типа, еще одним преимуществом таких дюбелей является простота и дешевизна их изготовления. Как правило, распорные дюбели такого типа изготавливают из пластмассы способом литья под давлением, причем для формирования внутренней геометрии приемной части дюбеля используют формовочный стержень, который после отверждения пластмассы извлекают из приемного отверстия движением в осевом направлении. Таким образом зона упругости во внутреннем пространстве дюбеля плавно переходит в граничащую с ней, простирающуюся в осевом направлении зону внутренней стенки, указанный выше способ изготовления вполне пригоден для дюбеля, согласно настоящему изобретению. Если бы зоны упругости были выполнены таким образом, что в ненагруженном состоянии они выступали бы внутрь и выпирали бы наружу только при вкручивании распорного элемента, то изготовление такого рода было бы невозможным, поскольку из-за выступающих вовнутрь зон простое извлечение формовочного стержня было бы невозможно.
Зона упругости формируется, предпочтительно, посредством двух шлицов, предусмотренных на корпусе дюбеля, простирающихся в осевом направлении, которые по меньшей мере частично идут внахлест в осевом направлении распорного дюбеля, причем блокирующий шип расположен в зоне нахлеста этих шлицов. За счет этого зоны упругости могут упруго деформироваться в радиальном направлении.
Формирование равномерного усилия заклинивания и точная центровка дюбеля в отверстии осуществляется, предпочтительно, с помощью двух диаметрально противоположных блокирующих шипов, расположенных на одной высоте по оси дюбеля. При этом блокировочные шипы находятся между двумя по меньшей мере частично идущими внахлест в осевом направлении распорного дюбеля шлицами, причем шлиц, относящийся к блокировочному шипу, глядя в осевом направлении, образует с центральной осью дюбеля угол величиной максимум 110°, предпочтительно максимум 90°. То есть между упругими зонами, лежащими в одной радиальной плоскости, остается достаточно широкий неупругий участок, который позволяет обеспечить устойчивое положение дюбеля и, как следствие, беспроблемное введение в отверстие.
Шлицы имеют, преимущественно, S-образную форму, что позволяет просто располагать зоны упругости друг за другом в осевом направлении. Однако можно использовать шлицы другой геометрии, в том числе прямые шлицы, которые прорезаются под углом к оси. Такое исполнение позволит сформировать серию расположенных поочередно, тем не менее идущих внахлест шлицов.
Как вариант, распорный дюбель по меньшей мере в области блокировочного шипа, предпочтительно вдоль продольной оси приемного отверстия, может иметь овальную форму и/или приемную полость овальной формы. В этом случае предпочтительным будет размещение блокировочного шипа в узкой части овала. Сечение наружной части дюбеля тоже может иметь овальную форму при условии, что в каждом случае две противоположных зоны сечения будут лежать на одной окружности, и эти окружности с немного разными диаметрами будут переходить друг в друга посредством переходной зоны.
Кроме того, на корпусе дюбеля можно предусмотреть действующие в радиальном направлении зоны жесткости с размещенными в них радиально направленными выступами, причем выступы, в частности, смещены по окружности на 90° относительно блокировочных шипов. То есть, в дополнение к действующим в радиальном направлении зонам упругости с блокировочными шипами, можно предусмотреть традиционные для дюбелей выступы, выдающиеся в радиальном направлении, которые будут препятствовать проворачиванию дюбеля. К примеру, если их сместить на 90° относительно блокировочных шипов, то с помощью жестких выступов и блокировочных шипов можно будет центрировать и удерживать дюбель в отверстии по двум взаимно перпендикулярным осям.
Подобные зоны жесткости можно, к примеру, разместить в узкой части овала, вследствие чего при посадке распорного дюбеля они первыми войдут в контакт со стенками отверстия.
В этом случае выступы будут выдаваться наружу в радиальном направлении дальше, чем блокировочные шипы.
Дополнительно в зоне головки дюбеля (конец дюбеля, противоположный его заостренной части) можно предусмотреть расположенные на одной высоте по оси блокировочные шипы и выступы, разместив их по периметру, предпочтительно поочередно. Это позволит центрировать или же удерживать распорный дюбель в отверстии на одной высоте одновременно по двум осям, что обеспечит ему надежную фиксацию в отверстии.
Для обеспечения заклинивания дюбеля по всей длине можно сформировать несколько зон фиксации дюбеля, расположив их поочередно в осевом направлении.
На радиальном сечении видно, что предпочтительно блокировочные шипы по направлению оси и окружности имеют в основном одинаковую длину, это значит, что в радиальном сечении они образуют, по существу, квадрат. Выступы, например, могут выглядеть как вытянутые в длину ребра.
Другие преимущества и признаки изобретения вытекают из приведенного ниже описания в сочетании с приложенными чертежами, на которых показано:
- Фиг.1 - продольный разрез распорного дюбеля согласно изобретению;
- Фиг.2 - вид сверху распорного дюбеля по Фиг.1;
- Фиг.3 - сечение распорного дюбеля по Фиг.2 в плоскости III-III;
- Фиг.4 - представление расклинивающего усилия распорного дюбеля по Фиг.1, действующего в осевом направлении.
Распорный дюбель 10, изображенный на Фиг.1-4, предназначен для крепления элементов конструкций к основанию. Распорный дюбель 10 состоит из корпуса 11 дюбеля, простирающегося в осевом направлении А, в котором имеется приемное отверстие 12 (центральное отверстие), проходящее в осевом направлении. При монтаже распорный дюбель 10 вставляется в отверстие в основе и расклинивается в ней посредством не изображенного на схеме распорного элемента, движущегося в приемном отверстии 12, и за счет этого фиксируется в отверстии. Распорный элемент предпочтительно представляет из себя резьбовой распорный элемент, который вкручивается в приемное отверстие 12 распорного дюбеля. В качестве альтернативы резьбовому распорному элементу можно также использовать забивной распорный элемент.
В данном случае распорный дюбель простирается, в основном, в осевом направлении А и имеет заостренную часть 14, зону распора 16, а также головку 18, причем приемное отверстие 12 простирается через все три зоны. Заостренная часть 14 дюбеля предназначена для центровки распорного дюбеля 10 при введении в отверстие в основании и облегчения процесса. Заостренная часть имеет конический конец 22 и несколько шлицов 24, проходящих в осевом направлении А, которые позволяют заостренной части 14 сжиматься. Зона распора 16, вследствие введения распорного элемента, частично подается в радиальном направлении наружу, заклиниваясь между основным и распорным элементом, и распорный дюбель 10 фиксируется в отверстии. Головка 18 имеет выступающий в радиальном направлении фланец 20, который является упорным элементом и препятствует проваливанию распорного дюбеля 10 в отверстие и/или в закрепляемую часть конструкции.
Зона распора 16, как это, в частности, можно увидеть на Фиг.1, имеет шесть зон упругости 26, причем каждые две зоны являются диаметрально противоположным относительно приемной полости 12, а все три пары таких зон упругости 26 располагаются, соответственно, последовательно друг за другом в осевом направлении. Однако количество и расположение зон упругости можно варьировать и изменять по желанию. Каждая из зон упругости 26, как это показано на Фиг.2, образована посредством двух S-образных шлицов 28, которые, в основном, простираются в осевом направлении и имеют зону нахлеста 30, в которой формируются действующие в радиальном направлении зоны упругости. Посредством шлицов 28 зоны упругости 26 могут пружинить, соответственно подаваться в радиальном направлении относительно корпуса 11 дюбеля.
На наружной стенке распорного дюбеля 10 каждой из зон упругости 26 соответствует блокировочный шип 32, который, как, в частности, показано на Фиг.1 и 3, выступает из корпуса 11 дюбеля.
Внутри дюбеля в радиальной плоскости стенка дюбеля 34 в зоне упругости 26 плавно переходит в граничащий с ней в осевом направлении участок 36 внутренней стенки дюбеля (см. Фиг.1). То есть внутренняя стенка приемного 12 отверстия имеет цилиндрическую форму и при ненагруженном дюбеле не имеет каких-либо направленных наружу выемок или внутренних выступов. Это дает возможность изготавливать распорные дюбели 10 простым методом литья под давлением с использованием формовочного стержня, который после затвердевания полимера просто вынимается из приемного отверстия 12 движением в осевом направлении.
Диаметр корпуса 11 дюбеля выбирают таким образом, чтобы он был немного меньше диаметра посадочного отверстия распорного дюбеля 10. В зоне распора 16 в области блокирующих шипов 32 радиус дюбеля (смотря в осевом направлении), разумеется, больше, чем половина диаметра посадочного отверстия, за счет чего при посадке дюбеля 10 в отверстие упругие зоны 26 и, соответственно, блокировочные шипы 32 стремятся отступить от стенки отверстия в радиальном направлении внутрь, в результате чего упругие зоны 26 начинают выпирать внутрь приемного отверстия (см. жирные дугообразные линии на Фиг.1), в то время как блокирующие шипы 32 прилегают к стенкам отверстия и оказывают на них давление.
При вкручивании распорного элемента в приемную полость 12 распорного дюбеля 10 зоны упругости 26, на которые стенка отверстия оказывает давление в радиальном направлении внутрь, в результате воздействия распорного элемента подаются наружу и заклиниваются между стенкой отверстия и распорным элементом, за счет чего распорный дюбель 10 дополнительно фиксируется в отверстии. Блокирующие шипы 32 даже без распорного элемента внутри дюбеля, по причине воздействия на них зон упругости 26, уже оказываются прижатыми к стенкам отверстия, поэтому при вкручивании распорного элемента они препятствуют поворачиванию дюбеля 10 в отверстии. В процессе вкручивания распорного элемента фиксирующее воздействие блокирующих шипов 32 возрастает еще в большей степени, так как распорный элемент «выдавливает» зоны упругости в радиальном направлении наружу, увеличивая степень заклинивания зон упругости 26 и, соответственно, блокирующих шипов 32. Таким образом блокирующие шипы 32 выполняют три функции. Во-первых, они предотвращают проворачивание распорного дюбеля 10 в процессе вкручивания распорного элемента. Во-вторых, блокирующие шипы 32 являются элементами заклинивания распорного дюбеля 10 в отверстии. Кроме того, блокировочные шипы 32 служат элементами геометрического замыкания, в частности при использовании пустотелых шлакобетонных блоков.
В отличие от жестких уступов, которые, как правило, используются для предотвращения проворачивания распорного дюбеля 10, представленные в данной заявке блокирующие шипы 32 и, соответственно, зоны упругости 26 в процессе введения распорного дюбеля в отверстие могут пружинить в радиальном направлении, в результате чего после посадки распорного дюбеля 10 в отверстие они могут отпружинивать в обратном направлении, что позволит устанавливать дюбель, просто вставляя его в отверстие. Удерживающее усилие блокирующих шипов 32 возрастает только при введении в дюбель распорного элемента, поэтому, при необходимости, распорный дюбель 10 можно извлекать из отверстия и корректировать его положение. Кроме того, индивидуальная подгонка и особенности геометрии блокирующих шипов 32 позволяют изменять несущую способность дюбеля, приспосабливая ее к конкретной ситуации.
Как показано на Фиг.3, наружное сечение распорного дюбеля 10 в зоне распора 16, а также приемное отверстие 12 имеют форму овала, причем зоны упругости 26 размещаются в узкой части овала. На продольных сторонах поперечного сечения, как это можно видеть, в частности, на Фиг.2 и 3, предусмотрены дополнительные жесткие выступы 38. Они смещены по окружности на 90° относительно блокировочных шипов и на чертежах показаны как ребра, вытянутые вдоль оси А.
Видимые в осевом направлении габаритные размеры дюбеля 10 на длинной стороне овала (размер по вертикали на Фиг.3) больше, чем диаметр отверстия, в которое должен вставляться распорный дюбель. Как, в частности, можно видеть на Фиг.3, наличие шлицов 28 позволяет распорному дюбелю 10 сжиматься в продольном направлении, поэтому сжатие распорного дюбеля 10 в осевом направлении будет происходить до тех пор, пока он не будет окончательно посажен в отверстие.
Расстояние между двумя диаметрально противоположными блокирующими шипами 32 тоже немного больше, чем диаметр отверстия. Поэтому вставленный в отверстие распорный дюбель 10 контактирует со стенкой отверстия как посредством блокирующих шипов 32, так и посредством жестких выступов 38, то есть его центровка и заклинивание осуществляется по двум взаимно перпендикулярным осям.
Каждому из блокирующих шипов 32 соответствует отдельная шлица 28, ограничивающая его на поверхности. Шлицы 28, соответствующие блокировочным шипам 32, как это можно видеть в сечении на Фиг.3, имеют угол наклона α величиной максимум 110°, в частности максимум 90°, и привязаны к центральной оси дюбеля, а самая узкая часть зоны упругости 26 на наружной поверхности зависит от величины угла α.
На радиальном виде согласно Фиг.2 блокировочный шип 32 имеет примерно одинаковую осевую и дуговую длину, поэтому образованная ими фигура имеет вид квадрата.
При вкручивании распорного элемента, вследствие того, что поперечное сечение приемного отверстия 12 имеет овальную форму, вначале распорный элемент достигает самой узкой части приемной полости, то есть входит в контакт с зонами упругости 26 и «выдавливает» их наружу, в результате чего они заклинивают дюбель 10 в отверстии. Хотя при дальнейшем вкручивании распорного элемента в процессе заклинивании частично участвуют и выступы 38, однако окончательная фиксация распорного дюбеля 10 осуществляется, в основном, с помощью блокировочных шипов 32. Выбирая дюбели с блокировочными шипами 32 определенных размеров, можно настроить требуемую несущую способность дюбеля. То же самое можно сделать путем подбора дюбелей с шипами, имеющими различную форму, размер и расположение.
Так как в данном изобретении предусмотрено наличие нескольких блокировочных шипов 32, соответственно зон упругости 26, расположенных последовательно друг за другом, можно считать, что заклинивание распорного дюбеля по всей длине распорной зоны осуществляется посредством нескольких заостренных выступов (см. также Фиг.4). К тому же, с их помощью обеспечивается надежная степень заклинивания дюбеля 10, например, в пустотелых блоках. В отступление от предлагаемого варианта исполнения дюбеля 10 можно рассмотреть вариант со смещением блокировочных шипов 32, соответственно зон упругости 26, в радиальном направлении.
1. Распорный дюбель (10) с корпусом (11) дюбеля, простирающимся в осевом направлении (А), имеющим проходящее в осевом направлении (А) приемное отверстие (12) для распорного элемента, и, по меньшей мере, с одной радиальной упругой зоной (26), образованной двумя шлицами (28) на корпусе (11) дюбеля, простирающимися в осевом направлении (А), которые в осевом направлении (А) распорного дюбеля (10), по меньшей мере, частично идут внахлест, отличающийся тем, что стенка (34) дюбеля в ненагруженном состоянии распорного дюбеля (10) имеет, по меньшей мере, один выступающий в радиальном направлении наружу блокировочный шип (32), расположенный в зоне нахлеста обоих шлицов (28), которые в осевом направлении (А) распорного дюбеля (10), по меньшей мере, частично идут внахлестку, и между обоими шлицами (28), причем стенка дюбеля (34) на радиально отстоящей от области блокировочного шипа (32) внутренней стороне соединяется на одном уровне с граничащей с ней в аксиальном направлении областью внутренней стенки (36) распорного дюбеля (10), а шлицы (28), относящиеся к блокировочному шипу (32), глядя в осевом направлении (А), образуют с центральной осью дюбеля угол (α) величиной максимум 110°.
2. Распорный дюбель по п. 1, отличающийся тем, что в каждом случае два диаметрально противоположных блокировочного шипа (32), расположенных на одной осевой высоте, и/или относящиеся к блокировочному шипу (32) шлицы (28), глядя в осевом направлении (А), образуют с центральной осью дюбеля угол (α) величиной максимум 90°.
3. Распорный дюбель по п. 1, отличающийся тем, что шлицы (28) имеют S-образную форму.
4. Распорный дюбель по п. 1, отличающийся тем, что распорный дюбель (10) по меньшей мере в зоне блокировочного шипа (32), предпочтительно вдоль осевого простирания приемного отверстия (12), имеет во внешней части поперечного сечения овальную форму и/или приемное отверстие овальной формы и тем, что блокировочный шип (32) расположен в узкой части овала.
5. Распорный дюбель по п. 1, отличающийся тем, что на корпусе (11) дюбеля предусмотрены радиально жесткие зоны, в которых предусмотрены выступающие радиально выступы (38), причем выступы (38), в частности в радиальной плоскости, смещены относительно блокирующих шипов (32) на 90°.
6. Распорный дюбель по п. 5, отличающийся тем, что выступы (38) размещены в области длинных сторон овального сечения.
7. Распорный дюбель по п. 5, отличающийся тем, что выступы (38) простираются в радиальном направлении дальше наружу, чем блокировочные шипы (32).
8. Распорный дюбель по п. 5, отличающийся тем, что блокировочные шипы (32) и выступы (38), размещенные в области головки дюбеля (18), лежат на одинаковой высоте в осевом направлении, а по периметру располагаются, предпочтительно, попеременно.
9. Распорный дюбель по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрено несколько блокировочных шипов (32), расположенных поочередно друг за другом в осевом направлении (А).
10. Распорный дюбель по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что блокировочные шипы (32) на радиальном виде имеют по существу соответственно одинаковую осевую и дуговую длину и/или выступы (38) являются ребрами, вытянутыми в осевом направлении.
