КРЕПЕЖНАЯ ДЕТАЛЬ В ФОРМЕ ГВОЗДЯ Российский патент 1997 года по МПК F16B13/08 

Изобретение относится к крепежной детали с расположенным на заднем конце средством для закрепления предмета на строительной детали.

Из DE 33 45 331 AI известна крепежная деталь, которая в зоне своей передней торцевой стороны имеет распорную зону, выполненную двумя проходящими на расстоянии выпуклыми наружу плечами. Закрепление такой крепежной детали осуществляется таким образом, что ее хвостовик забивается в заранее просверленное отверстие строительной детали. При забивании хвостовика в просверленное отверстие распорные плечи сжимаются стенкой отверстия внутрь, причем с помощью распорного элемента, вставленного в свободное пространство между распорными плечами, создается повышенное давление от распорных плеч к стенке отверстия. После забивания распорные плечи крепежной детали под действием пластичных и/или упругих сил реакции распорного элемента прижимаются к стенке отверстия, благодаря чему обеспечивается соответствующей высокое удерживающее усилие. Однако, вследствие действующего по всем поверхностям вкладыша, сопротивление забиванию известного крепежного средства очень велико. Кроме того, известный гвоздь не подходит для применения в зоне, работающей на растяжение, в которой отверстие может раздаваться из-за образования трещин.

Наиболее близкой по технической сущности является крепежная деталь в форме гвоздя, содержащая предназначенный для закрепления предмета на строительной детали стержень с продольным клинообразным углублением на одном его конце, выполненным с уменьшающейся глубиной в направлении торца этого конца стержня, расположенное в продольном клинообразном углублении клиновое распорное средство, имеющее зубчатую наружную поверхность, выступающую за пределы поверхности стержня [1]
В основу изобретения положена задача создать крепежную деталь с распорной зоной, которая обеспечивает более простое и надежное закрепление в строительной детали посредством забивания в том числе и в том случае, когда вследствие образования трещин отверстие увеличивается.

Указанная задача решается за счет того, что в крепежной детали в форме гвоздя, содержащей предназначенный для закрепления предмета на строительной детали стержень с продольным клинообразным углублением на одном его конце, выполненным с уменьшающейся глубиной в направлении торца этого конца стержня, расположенное в продольном клинообразном углублении стержня клиновое распорное средство с зубчатой наружной поверхностью, выступающей за пределы поверхности стержня, согласно изобретению устанавливают клиновое распорное средство в продольном клинообразном углублении стержня с возможностью перемещения по его дну до упора в торцевую стенку углубления, а его толщина со стороны торцевой стенки углубления больше толщины его конца со стороны конца стержня, при этом продольное клинообразное углубление выполнено с U-образным поперечным сечением.

Целесообразно снабдить крепежную деталь съемным элементом, удерживающим распорное средство в продольном клинообразном углублении.

Зубцы клинового распорного средства выполняются с разными боковыми сторонами, причем короткая боковая сторона зубцов обращена в сторону конца стержня с продольным клинообразным углублением.

Клиновое распорное средство установлено в продольном клинообразном углублении на слое скольжения.

Между дном продольного клинообразного углубления и клиновым распорным средством предпочтительно расположить листовую пружину, отжимающую упомянутое средство радиально наружу.

Конец стержня с продольным клинообразным углублением выполнен заостренным.

Другой конец стержня выполнен в виде головки гвоздя и снабжен дополнительным распорным средством, размещенным под упомянутой головкой.

Дополнительное распорное средство выполнено в виде тарельчатой пружины.

Дополнительное распорное средство выполнено в виде клиновой шайбы, при этом нижняя сторона головки выполнена со скошенной поверхностью, соответствующей сопрягаемой с ней поверхности шайбы.

На наружной поверхности клинового распорного элемента выполнена продольная канавка полукруглого сечения с шириной, меньшей ширины распорного элемента, с образованием зубчатых краев.

Дно полукруглой канавки расположено на расстоянии от продольной оси стержня, меньшем радиуса наружной поверхности стержня, а зубчатые края этой канавки на расстоянии от продольной оси стержня, большем радиуса наружной поверхности стержня.

Торцы клинового распорного средства выполнены закругленными.

На фиг. 1 показана крепежная деталь с клиновым элементом, вложенным в продольную прорезь зоны разжима; на фиг. 2 продольный разрез крепежной детали по фиг. 1; на фиг. 3 выполнение крепежной детали в виде гвоздя с головкой и острием; на фиг. 4 продольный разрез крепежной детали с плоской пружиной, вложенной в продольную прорезь; на фиг. 5 крепежная деталь, закрепленная в отверстии с подложенной под головку гвоздя тарельчатой пружиной в качестве элемента натяжения; на фиг. 6 крепежная деталь с клиновой шайбой в качестве элемента натяжения; на фиг.7 вид сбоку варианта крепежной детали с распорным элементом, имеющим полукруглую канавку; на фиг.8 поперечное сечение крепежной детали по фиг.8 согласно разрезу А-А.

Крепежная деталь 1, показанная на фиг.1, имеет хвостовик 2 с наружной резьбой 3 на заднем конце и зоной распора, образованной продольной прорезью 5 с U-образным поперечным сечением и клиновым элементом 6, вкладываемым в эту продольную прорезь. Клиновой элемент 6, легко вдвигаемый в продольную прорезь 5, удерживается элементом 7 (в данном примере выполнения резиновым кольцом).

Клиновой элемент 6 имеет на своем видимом верхнем краю пилообразные зубцы 8, боковые поверхности 9 которых (см. фиг.2) скошены к переднему торцу 10 крепежной детали 1. Верхний край выступает приблизительно на высоту зуба за хвостовик 2, причем для уменьшений сопротивления забиванию он проходит, слегка повышаясь от переднего торца 10 к заднему торцу 4. Между клиновым элементом 6 и дном 11 продольной прорези 5 расположен слой 12 скольжения в виде вкладыша из искусственного материала. Этот слой скольжения должен обеспечивать и в экстремальных условиях возможность смещения между клиновым элементом 6 и хвостовиком 2 крепежной детали. Благоприятная характеристика скольжения может достигаться и за счет соответствующей обработки контактирующих поверхностей клинового элемента 6 и дна 11 продольной прорези 5.

Согласно примеру выполнения, представленному на фиг.3, крепежная деталь имеет головку 13 гвоздя для зажима предмета и острие 14 гвоздя для забивания в легкий и пористый строительный материал без предварительного сверления отверстия.

В увеличенном изображении продольного разреза через распорную зону согласно фиг. 4 видно, что между клиновым элементом 6 и дном 11 продольной прорези 5 вкладывается плоская пружина 15. Клиновой элемент 6, прилегающий к плоской пружине 15, прижимается ею к стенке просверленного отверстия, благодаря чему сохраняется трение между клиновым элементом 6 и стенкой просверленного отверстия, в частности и при увеличенном из-за трещинообразования отверстии.

В изображении, представленном на фиг.2 и 4, видно, что дно 11 продольной прорези 5 повышается к переднему торцу. Клиновый элемент 6, вложенный в продольную прорезь 5, соответствующим образом сужается к переднему торцу 10, благодаря чему он незначительно выступает зубцами 8, выполненными на его верхнем крае, к заднему торцу 4 на хвостовике 2. На конце продольной прорези 5 со стороны заднего торца 4 имеется упор 16, в который упирается клиновой элемент 6 при забивании крепежной детали 1 в самом глубоком положении.

На фиг.5 показана крепежная деталь 1, закрепленная в отверстии 17, просверленном в строительной детали 18, предназначенная для закрепления предмета 19 головкой 13 гвоздя. Под головкой 13 гвоздя расположен поджимающий элемент, выполненный в виде тарельчатой пружины 20. При забивании крепежной детали 1 тарельчатая пружина становится плоской и создает упругое натяжение между головкой 13 гвоздя и закрепляемым предметом 19. За счет этого натяжения создается сила растяжения, действующая на крепежную деталь 1, которая дополнительно заклинивает распорный элемент, выполненный в виде клинового элемента 6, с крепежной деталью 1 в просверленном отверстии за счет незначительного осевого перемещения, соответствующего натягу тарельчатой пружины 20.

В то время, как (см. фиг.5) создается принудительный натяг с помощью тарельчатой пружины, в примере выполнения, представленном на фиг.6, этот натяг создается при забивании клиновой подкладочной шайбы 21 под противоположно направленную клиновую поверхность 22, имеющуюся на головке 13 гвоздя. Под действием встречно повышающихся поверхностей клиновых элементов осуществляется осевое смещение между крепежной деталью 1 и распорным элементом 6, которое вызывает дополнительное заклинивание крепежной детали в отверстии 17 с помощью повышающегося дна 11 в продольной прорези 5. Такой натяг является целесообразным в том случае, когда крепежная деталь 1 имеет головку 13 в виде шляпки гвоздя.

Кроме того, в головке 13 может быть расположено засверленное углубление 23, служащее для того, чтобы можно было рассверлить головку 13. Благодаря этому можно снять закрепляемый предмет 19 со строительной детали 18.

На фиг. 7 и 8 показана крепежная деталь 1, в которой клиновой элемент 6 имеет на наружной поверхности проходящую продольно, ограниченную с двух сторон внешними краями 24 канавку 25 полукруглой формы. Глубина канавки 25 выбирается такой, чтобы дно канавки располагалось ниже диаметра хвостовика 2, а выступали лишь внешние края 24 хвостовика 2, имеющие зубцы 8. Благодаря этому при забивании крепежной детали 1 в отверстие 2 (см. фиг. 8) между дном канавки и стенкой отверстия получается зазор 27, служащий для приема материала, соскабливаемого при забивании. Заштрихованным показано положение клинового элемента 6 после осевого смещения между клиновым элементом 6 и хвостовиком 2. За счет дна 11 продольной прорези 5, повышающегося к переднему краю крепежной детали, клиновой элемент 6 при осевом смещении отжимается наружу, благодаря чему внешние края 24 еще сильнее внедряются в материал. За счет этого зазор 27 уменьшается или полностью компенсируется, при этом вся поверхность канавки входит в контакт со стенкой отверстия. Для более легкого осевого смещения клиновой элемент 6 расположен на тефлоновой подкладке, образующей слой 12 скольжения.

Использование: в крепежных деталях. Сущность: крепежная деталь в форме гвоздя имеет стержень с продольным клинообразным углублением на одном его конце, выполненным с уменьшающейся глубиной в направлении торца упомянутого конца стержня. В этом углублении расположено клиновое распорное средство с зубчатой наружной поверхностью, выступающей за пределы поверхности стержня. Клиновое распорное средство установлено в указанном углублении и упирается при его перемещении по дну в торцевую стенку. Толщина клинового распорного средства со стороны торцевой стенки углубления больше толщины его конца со стороны конца стержня. Клинообразное продольное углубление выполнено с U-образным поперечным сечением. Крепежная деталь может быть снабжена съемным элементом, удерживающим распорное средство в углублении. Зубцы распорного средства могут быть выполнены с разными боковыми сторонами. Конец стержня может быть выполнен заостренным. Стержень может быть снабжен дополнительным распорным средством. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Крепежная деталь в форме гвоздя, содержащая предназначенный для закрепления предмета на строительной детали стержень с продольным клинообразным углублением на одном его конце, выполненным с уменьшающейся глубиной в направлении торца этого конца стержня, расположенное в продольном клинообразном углублении стержня клиновое распорное средство с зубчатой наружной поверхностью, выступающей за пределы поверхности стержня, отличающаяся тем, что клиновое распорное средство установлено в продольном клинообразном углублении стержня с возможностью перемещения по его дну до упора в торцевую стенку углубления, а его толщина со стороны торцевой стенки углубления больше толщины его конца со стороны конца стержня, при этом продольное клинообразное углубление выполнено с U-образным поперечным сечением. 2. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена съемным элементом, удерживающим распорное средство в продольном клинообразном углублении. 3. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что зубцы клинового распорного средства выполнены с разными боковыми сторонами, причем короткая боковая сторона зубцов обращена в сторону конца стержня с продольным клинообразным углублением. 4. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что клиновое распорное средство установлено в продольном клинообразном углублении на слое скольжения. 5. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что между дном продольного клинообразного углубления и клиновым распорным средством расположена листовая пружина, отжимающая упомянутое средство радиально наружу. 6. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что конец стержня с продольным клинообразным углублением выполнен заостренным. 7. Крепежная деталь по п. 1, отличающаяся тем, что другой конец стержня выполнен в виде головки гвоздя и снабжен дополнительным распорным средством, размещенным под упомянутой головкой. 8. Деталь по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительное распорное средство выполнено в виде тарельчатой пружины. 9. Деталь по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительное распорное средство выполнено в виде клиновой шайбы, при этом нижняя сторона головки выполнена со скошенной поверхностью, соответствующей сопрягаемой с ней поверхности шайбы. 10. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности клинового распорного элемента выполнена продольная канавка полукруглого сечения с шириной, меньшей ширины распорного элемента, с образованием зубчатых краев. 11. Деталь по п. 10, отличающаяся тем, что дно полукруглой канавки расположено на расстоянии от продольной оси стержня, меньшем радиуса наружной поверхности стержня, а зубчатые края этой канавки на расстоянии от продольной оси стержня, большем радиуса наружной поверхности стержня. 12. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что торцы клинового распорного средства выполнены закругленными.