РАСКРЫВАЮЩИЙСЯ ПЛАСТМАССОВЫЙ АНКЕР Российский патент 1996 года по МПК F16B13/04 

Изобретение относится к крепежным изделиям, используемым для крепления предметов к пустотелым стенам.

Известен раскрывающийся пластмассовый анкер, продающийся в мире под торговой маркой ТОGGLER (1).

Такие анкеры обычно используются вместе с пластмассовыми запорами, входящими в состав основного элемента гнезда, который обычно имеет канал для удлиненного внешнего удерживающего элемента.

Известный анкер содержит базовый элемент, соединенный одним концом через изогнутые наружу гибкие планки с запирающим средством в виде пары задних и пары передних поперечных планок, периферийные концы передних и задних планок жестко соединены между собой, передние планки соединены между собой с возможностью встречного перемещения совместно с задними планками до расположения их вдоль оси базового элемента и образования стержнеобразного элемента для установки в отверстие в пустотелой стене с последующим возвратом планок в исходное положение до соприкосновения задних планок с поверхностью стены с недоступной стороны.

В раскрытом положении задние планки прилегают к внутренней поверхности стены или слоя и несут основную часть нагрузки.

Такое раскрытое положение делает запор самоудерживающимся при небольших вытягивающих нагрузках, при больших нагрузках удерживающий элемент типа шурупа ввинчивается в канал базового элемента и взаимодействует с передними планками в точке их схождения над базовым элементом. Базовый элемент снабжен двумя или более радиальными ребрами, препятствующими вращению, которые врезаются в стенки отверстия в стене и предотвращают вращение анкера в отверстии во время ввинчивания шурупа в канал базового элемента. Анкер с ввернутым шурупом имеет очень высокую удерживающую способность и обычные пустотелые стены, сделанные из гипса, всегда выходят из строя раньше, чем анкер.

В процессе установки передние планки, полностью прикрепленные к задним планкам, скачкообразно приводятся в раскрытое положение (либо сами, либо с помощью непосредственного приложения раскрывающего элемента), т.е. передний шарнир продвигается острием (шурупа) в направлении от базового элемента. Передние планки в раскрытом положении служат для того, чтобы помочь задним планкам раскрыться в положение для несения нагрузки и закрепить их по принципу арки. Продолжительное несущее давление задних планок на внутреннюю поверхность слоя стремится усилить якорный эффект посредством увеличивающегося сопротивления, обратного вытягиванию, до тех пор, пока либо слой не разрушится, либо не произойдет поломка анкера. Передние планки служат также распорками между вставляемым шурупом и задними планками, чтобы предотвратить закрывание крепящего элемента при действии больших нагрузок. Перед вставлением анкера внутрь отверстия в стене или слое передние планки сложены вместе и находятся между задними планками, чтобы приобрести существенно одинаковый диаметр или поперечное сечение минимального диаметра, подходящего для вставления в стену планок через отверстие. Следовательно, размер отверстия таков, что приспособлен к общей толщине передних и задних планок и составляет в целом 5/16 (8 мм). Прочность планок обычно достаточная для того, чтобы в большинстве случаев поломка происходила за счет того, что не выдерживает слой. Тем не менее в некоторых случаях, в частности с прочными слоями, анкер ломается при приложении достаточной силы, которая вызывает сдвиг или изгиб части анкера, т.е. максимально допустимой нагрузки. Из-за эффекта арки при запирании раскрытым анкером задние планки складываются под возрастающей нагрузкой в отдалении от соединения передних и задних планок. Напряжение такого складывания вынуждает задние планки либо изгибаться, либо сдвигаться.

В целях сведения к минимуму случаев поломки при крепких слоях несущие планки должны быть обычно утолщены для улучшения удерживающей способности и сведения к минимуму эффекта складывающего напряжения. Однако это сопровождается необходимостью увеличения отверстия для вставления в слое, что неприемлемо для достижения цели.

Таким образом, целью изобретения является создание раскрывающегося анкера для пустотелых стен, характеризующегося увеличенной удерживающей способностью без увеличения общей толщины несущего стержня и размера вставного отверстия.

На фиг. 1 изображен вид спереди предлагаемого раскрывающегося анкера; на фиг. 2 вид спереди альтернативного варианта реализации изобретения; на фиг. 3 вид снизу анкера, изображенного на фиг. 1; на фиг. 4 повернутый на 90^o вид спереди анкера, изображенного на фиг. 1, сложенного и готового для вставления в слой; на фиг. 5 повернутый на 90^o вид спереди варианта реализации, изображенного на фиг. 2; на фиг. 6 вид спереди второго варианта реализации анкера согласно изобретению.

В целом, изобретение включает раскрывающийся анкер для пустотелых стен, такой какой описан выше с устройствами для укрепления задней планки, которые замедляют эффект складывающего напряжения на задних планках и которые не вызывают необходимости расширять отверстие для вставления. В предпочтительном варианте осуществления изобретения укрепляющие средства выполнены в виде небольших частичных выступов или шишек, расположенных на каждой из задних планок на поверхности, развернутой против стены. Выступы укрепляют слабую точку соединения между передними и задними планками и в раскрытом положении усиливают задние планки посредством замедления процесса складывания и за счет укрепления планок. Выступы должны быть предпочтительно в виде дисков (размером до полукруга) с выпуклостью наружу. Эти выступы отливаются полностью вместе с задними планками и из той же пластмассы. Дуги дисков выровнены по длине задних планок и расположены на поверхностях таким образом, что каждая из них расположена вдоль одной линии с ребром базового элемента, которое предотвращает вращение.

Размеры каждого из дисков обратного выступа связаны с размерами ребер, препятствующих вращению, с которыми он (выступ) выровнен посредством того, что выступы делают предварительные надрезы в боковых стенках отверстия стены для ребер, предотвращающих вращение, в процессе вставления, причем не требуется расширение входного отверстия. Увеличение ширины дискообразного выступа обеспечивает все большее усиление. Это, однако, является нежелательным, поскольку очень широкий выступ не имеет режущей кромки и потребует расширения отверстия для его введения. Предпочтительная относительная толщина выступа должна быть не больше, чем удвоенная толщина связанного с ним ребра, предотвращающего вращение, для достаточного усиления без необходимости расширять отверстие. Продольный размер выступа вдоль задней планки, не является существенно влияющим на его функцию и его можно поэтому эффективно свести к минимальному размеру, достаточному для покрытия подверженной изгибу поверхности в соединении между передними и задними планками. Высота выступа должна быть не большей чем высота ребра, предотвращающего вращение, с которым он связан. Предпочтительно высота должна быть от 1/3 до 1/2 высоты связанного с ним ребра, чтобы свести к минимуму сопротивление протягивания при вставлении. Сопротивление протягивания для выступа больше чем сопротивления для ребра, поскольку выступ должен полностью прорезать материал пустотелой стены, проходя сквозь него, в то время как ребро всего лишь частично погружается в материал стены.

Предпочтителен выступ имеет форму части диска (до полукруга) постоянной толщины и со скругленной "режущей кромкой" для облегчения вставления. Другие формы такие, как клин с наклоненной режущей кромкой, также приемлемы и находятся в поле зрения изобретения. Кроме того, (хотя предпочтительно, чтобы выступ был единственным на линии с ребром, предотвращающим вращение), собственный размер и расположение выступа относительно точки соединения между задними и передними планками позволит использовать несколько выступов и/или выступ, находящийся не на одной линии с ребром, предотвращающим вращение, при этом наложение не влияет на вставление и размер отверстия вставления.

Анкерный элемент содержит базовый элемент 16 с ребрами 17а, 17в, 17с и 17d для предотвращения вращения. Базовый элемент соединен одним концом через изогнутые наружу гибкие планки 13а и 13в с запирающим средством. Последнее выполнено в виде пары задних опорных планок 12а и 12в и пары передних опорных поперечных планок 11а и 11в. Периферийные концы передних и задних планок жестко соединены между собой в точках 18а и 18в. Передние планки 11а и 11в соединены между собой шарнирным соединением 14 с возможностью встречного перемещения совместно с задними планками до расположения их вдоль оси базового элемента и образования стержнеобразного элемента. Передние и задние планки сопряжены между собой по внутреннему радиусу 20а и 20в.

Задние планки выполнены с усиливающим средством для замедления соприкосновения передних и задних планок в области 300а и 300в их жесткого соединения. Усиливающее средство выполнено в виде небольших наружных выступов 34а и 34в, отлитых за одно целое с задними планками в области внутреннего соединения последних с передними планками и расположенных вдоль задних планок. Кроме того, выступы расположены на одной линии с ребром базового элемента при форме анкера в виде стержнеобразного элемента. Высота выступа меньше высоты находящегося с ним на одной линии ребра, а толщина не больше удвоенной толщины упомянутого ребра.

Выступ может быть выполнен в виде части диска, дуга которого находится на одной линии с ребром, или в виде заостренного клина 34а, заострение которого находится на одной линии с ребром и направлено в сторону, противоположную ребру.

Перед размещением анкера в отверстии в стене передние и задние планки складывают вместе до образования стержнеобразного элемента 10. Как только планки проходят отверстие, они расширяются или их расширяют в исходное положение. При прохождении отверстия выступ 34а делает направляющую прорезь для ребра 17а, а выступ 34в для ребра 17в.

Установка анкера завершается ввинчиванием шурупа в канал 19 и далее в стык шарнирного соединения 14. При приложении к анкеру усилия посредством нагружения шурупа планки 13а и 13в, 12а и 12в затягиваются в отверстие. Жесткие соединения в точках 18а и 18в перемещаются, чтобы непосредственно соприкоснуться внутренней поверхностью передних планок 11в и 11в с задними планками 12а и 12в, пока позволяет стена, под действием усилия или задние планки изгибаются или сдвигаются.

На фиг. 6 изображен анкер 10, в котором передние планки 211а и 211в соединены с заданными планками 212а и 212в под острым углом 220а и 220в.

Уменьшение до острия радиуса соединения позволяет увеличить толщину задних планок 212а и 212в без необходимости увеличения диаметра вставного отверстия, при этом увеличенная толщина задних планок компенсируется посредством устранения пространства между передними и задними планками в процессе вставления. Усиливающие выступы 234а и 234в далее упрочняют соединение 300в, которое довольно утоньшено при обеспечении заостренности и область которого подвержена изгибающему напряжению. Дополнительное усиление, обеспечиваемое посредством усиливающих выступов 234а и 234в, либо обеспечивает раскрывающийся анкер существенно возросшей удерживающей способностью, либо позволяет дополнительно значительно уменьшить размеры задних планок анкера, при этом диаметр вставного отверстия можно уменьшить без потери удерживающей способности.

Крепления, описанные выше и проиллюстрированные на чертежах, являются только иллюстрациями изобретения и не должны истолковываться как ограничения на изобретение. Изменения и модификации могут быть сделаны, не отступая от области действия изобретения.

Использование: для крепления предметов к пустотелым стенкам. Сущность изобретения: анкер содержит основной элемент в виде двух планок с продольными ребрами с одного конца. Другой конец элементов связан через гибкие элементы с несущими элементами. Каждый несущий элемент выполнен в виде соединенных между собой передней и задней опорных планок. Передние планки связаны между собой шарнирно. На задних планках в зоне соединения с передними выполнены выступы. Выступы имеют форму полудиска или клина и расположены в одной плоскости с ребрами. Обращенные одна к другой поверхности передней и задней планок пересекаются между собой под острым углом или по радиусу. Выполнение анкера с выступами позволяет значительно уменьшить изгибающие напряжения в сечении наиболее напряженных участков. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Раскрывающийся пластмассовый анкер, содержащий базовый элемент, соединенный одним концом через изогнутые наружу гибкие планки с запирающим средством в виде пары задних и пары передних поперечных планок, периферийные концы передних и задних планок жестко соединены между собой, передние планки соединены между собой с возможностью встречного перемещения совместно с задними планками до расположения их вдоль оси базового элемента и образования стержнеобразного элемента для установки в отверстие в пустотелой стене с последующим возвратом планок в исходное положение до соприкосновения задних планок с поверхностью стены с недоступной стороны, отличающийся тем, что задние планки выполнены с усиливающим средством для замедления соприкосновения передних и задних планок в области их жесткого соединения. 2. Анкер по п. 1, отличающийся тем, что усиливающее средство выполнено в виде небольших наружных выступов, отлитых за одно целое с задними планками в области внутреннего соединения последних с передними планками и расположенных вдоль задних планок. 3. Закрывающийся анкер по п. 1, отличающийся тем, что базовый элемент содержит по крайней мере два радиально расположенных ребра для врезания в боковую стенку отверстия в пустотелой стене. 4. Анкер по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что выступ расположен на одной линии с ребром базового элемента при форме анкера в виде стержнеобразного элемента, высота выступа меньше высоты находящегося с ним на одной линии ребра, а толщина не больше удвоенной толщины упомянутого ребра. 5. Анкер по п. 4, отличающийся тем, что выступ выполнен в виде части диска, дуга которого находится на одной линии с ребром. 6. Анкер по п. 4, отличающийся тем, что выступ выполнен в виде заостренного клина, при этом заострение находится на одной линии с ребром и направлено в сторону, противоположную ребру. 7. Анкер по п. 5, отличающийся тем, что передние и задние планки соединены между собой под острым углом.