РАСПОРНЫЙ ДЮБЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F16D13/12 

Изобретение относится к распорному дюбелю с внутренним отверстием, полностью проходящим через корпус дюбеля, для забивания гвоздеобразного или винтообразного распорного штифта, а также к способу его изготовления из металла.

Такие распорные дюбели, изготовленные из искусственного материала, давно известны. Внутреннее отверстие этих распорных дюбелей обычно проходит параллельно оси и сужается к переднему концу дюбеля. В зоне сужающегося внутреннего отверстия эти распорные дюбели имеют продольную прорезь для создания распора при забивании распорного штифта. Для обеспечения достаточного распора, в особенности в мягких строительных материалах, сужающееся внутреннее отверстие заканчивается разведением, ширина которого соответствует ширине прорези. Это очень сильное сужение внутреннего отверстия требует высокого сопротивления забиванию, которое, при применении известных дюбелей в твердых строительных материалах при определенных обстоятельствах препятствует полному забиванию распорного штифта. Кроме того, за счет распора, действующего только на одной части, достигается сила крепления, соизмеримая с сопротивлением забивания. Поэтому такой принцип распора мало подходит для строительных блоков, имеющих полости, так как из-за неравномерного распределения силы распора в отдельных перемычках строительных блоков могут возникать пики напряжений, приводящие к разрушению строительных блоков. Кроме того, у известных распорных дюбелей из-за центрального и параллельного оси расположения внутреннего отверстия и продольной прорези, создается предпочтительное направление распора по всей длине дюбеля, которое с одной стороны создает эффект разведения в сторону, а с другой стороны несмотря на высокое сопротивление ввинчивания в просверленном отверстии нельзя получить равномерное распределение напряжений, создающее высокие силы закрепления.

В основе изобретения лежит задача создать распорный дюбель, закрепляемый распорным штифтом, имеющим форму гвоздя или винта, у которого при незначительном сопротивлении забиванию обеспечиваются высокие силы закрепления как в мягких пористых, так и в твердых строительных материалах.

Решение этой задачи достигается признаками, указанными в пункте 1 формулы изобретения. Благодаря выполнению внутреннего отверстия, проходящего по спирали вокруг средней оси распорного дюбеля, получается эксцентриситет, синусоидально изменяющийся по длине распорного дюбеля, который дополнительно еще вращается вокруг средней оси. Поэтому посредством распорного штифта, имеющего цилиндрическую форму, в каждом месте распорного дюбеля осуществляется распирание в соответствии с имеющимся в этом месте эксцентриситетом внутреннего отверстия относительно наружного периметра распорного дюбеля. Благодаря внутреннему отверстию, проходящему спирально через корпус дюбеля, даже при диаметре внутреннего отверстия, соответствующем наружному диаметру распорного штифта, получается спиралеобразно действующее на наружный периметр распорного дюбеля распирание, которое создает при исключении пиковых нагрузок равномерную, распределенную по всему периметру силу распирания. За счет одинакового диаметра или уменьшенного лишь незначительно по сравнению с наружным диаметром распорного штифта обеспечивается распирание при очень небольшом сопротивлении забиванию. Распорный дюбель согласно изобретению подходит для закрепления во всех строительных материалах благодаря исключению пиковых напряжений и эффекта распирания, равномерно распределенного по всей длине распорного дюбеля, особенно в случае использования в мягких и пористых строительных материалах.

В сплошных строительных материалах является целесообразным незначительный рост эффекта распирания по глубине отверстия для повышения усилия вытягивания. Это достигается просто за счет того, что диаметр внутреннего отверстия на заднем конце дюбеля приблизительно равен наружному диаметру распорного штифта, а в направлении к переднему концу дюбеля равномерно уменьшается до диаметра, меньшего, чем наружный диаметр распорного дюбеля.

Кроме того, выяснилось, что оптимальное соотношение между сопротивлением забиванию и эффектом закрепления достигается тогда, когда максимальный эксцентриситет средней оси внутреннего отверстия к продольной оси распорного дюбеля приблизительно равен половине диаметра внутреннего отверстия.

Кроме того, является целесообразным выполнить внутреннее отверстие таким образом, что на длине распорного дюбеля имеются по меньшей мере два полных витка.

Для того, чтобы можно было бы применять для распорного дюбеля несколько более твердый материал, является предпочтительным снабдить его несколькими продольными прорезями. Эти продольные прорези могут быть расположены отдельными участками и распределены по периметру и в продольном направлении друг относительно друга, причем смещение продольных прорезей по периметру составляет, предпочтительно 90^o. Продольные прорези могут быть расположены либо параллельно оси, либо по спирали в соответствии с внутренним отверстием.

В сочетании с применением распорного штифта, имеющего форму гвоздя, является целесообразным снабдить внутреннее отверстие по меньшей мере одной канавкой, проходящей вдоль ее образующей, в которую входит виток резьбы, расположенной на распорном штифте в форме гвоздя. С помощью этого витка осуществляется самоторможение, которое при действии силы растяжения на распорный штифт, имеющий форму гвоздя, предотвращает его растачивание.

Распорный дюбель согласно изобретению обычно изготавливают из пластмассы способом литья под давлением. В особых случаях применения на потолках или в пожароопасных помещениях распорный дюбель согласно изобретению может изготавливаться также и из металла. Тогда изготовление осуществляется известным способом литья металла под давлением. С помощью этого способа распорный дюбель изготавливают способом литья под давлением из металлического порошка с применением системы связующих и последующим удалением связующего и спеканием.

На фиг.1 показан распорный дюбель с распорным штифтом в виде гвоздя; на фиг. 2 - распорный дюбель согласно фиг.1, закрепленный в стене; на фиг.3 - распорный дюбель в форме выполнения, имеющий продольные прорези, и на фиг.4 - поперечное сечение А-А на фиг.3.

Распорный дюбель, показанный на фиг.1, имеет внутреннее отверстие 2, проходящее насквозь через корпус дюбеля и спиралеобразно навитое вокруг средней оси 3. Диаметр внутреннего отверстия 2 соответствует приблизительно наружному диаметру распорного штифта 4. Эффект распирания дюбеля 1 при заболевании распорного штифта 4 в спиралеобразное внутреннее отверстие 2 обеспечивается за счет того, что с помощью спиралеобразного отверстия получается синусоидально изменяющийся по длине распорного дюбеля к средней оси 3 эксцентриситет. Соответствующий эксцентриситет на определенном месте вызывает выпучивание 6 на соответствующем участке, которое выполнено спиралеобразно на наружном периметре распорного дюбеля (см. фиг.2). В мягком сплошном материале 5 эти выпуклости 6 вдавливаются в стенку просверленного отверстия 7.

Распорный штифт 4, примененный на фиг.1 и 2, имеет буртик 8 для ограничения глубины внедрения и присоединительную резьбу 9, например, для закрепления проволочной подвески для труб, кабельной шахты и т.п. С помощью силы растяжения, действующей на распорный штифт 4, последний мог бы вытягиваться из внутреннего отверстия 2 дюбеля 1. Для предотвращения этого внутреннее отверстие 2 распорного дюбеля 1 снабжено двумя противолежащими и проходящими по образующей внутреннего отверстия канавками 10. При забивании распорного дюбеля 4 во внутреннее отверстие 2 оба противолежащих витка 11 резьбы на распорном штифте 4 входят в канавки 10 внутреннего отверстия 2. За счет этого осуществляется зацепление между распорным штифтом 4 и распорным дюбелем 1, которое предотвращает вытягивание распорного дюбеля под действием силы растяжения, направленной по оси. Для ограничения вдвигания дюбель 1 снабжен закраиной 12, а для предотвращения поворота - ребром 13, отходящим от края в продольном направлении.

В форме выполнения распорного дюбеля 1, представленной на фиг.3, проходящее по спирали внутреннее отверстие 2 имеет на заднем конце дюбеля диаметр 1, который соответствует примерно наружному диаметру крепежного винта 14, примененного в этом примере выполнения в качестве распорного винта. Вплоть до переднего конца 15 дюбеля, внутреннее отверстие 2 уменьшается до диаметра d₂, который равен или намного больше, чем диаметр сердечника крепежного винта 14. За счет этого дополнительно к спиралеобразной выпуклости дюбеля при завинчивании крепежного винта обеспечивается распирание, возрастающее ко дну просверленного отверстия. В особенности, при применении более твердой пластмассы или при изготовлении дюбеля 1 из металла распорный дюбель 1 имеет несколько продольных прорезей 16. В примере выполнения, показанном на фиг. 3, продольные прорези 16 расположены на отдельных участках и распределены по периметру и в продольном направлении. На фиг.4 видно, что смещение составляет 90^o, а продольные прорези 16 перехлестываются друг с другом таким образом, что на каждом участке дюбеля имеются по меньшей мере две продольные прорези. Кроме того, продольные прорези могут быть расположены параллельно внутреннему отверстию 2 и проходят по спирали.

Изготовление распорного дюбеля 1 осуществляется способом литья под давлением из пластмассы и из металла, так же известным способом разливки металла под давлением. В этом способе дюбель изготавливают из металлического порошка литьем под давлением с применением системы связующих с последующим удалением связующего и спеканием.

Сущность: распорный дюбель имеет проходящее насквозь через корпус дюбеля внутреннее отверстие для забивания запорного штифта, имеющего форму гвоздя или винта. Внутреннее отверстие выполнено проходящим по спирали вокруг средней оси и имеет по меньшей мере, на части своей длины диаметр, равный, или незначительно меньший, чем наружный диаметр распорного штифта. Технический результат, ожидаемый от применения изобретения заключается в том, что при незначительном сопротивлении забиванию обеспечиваются высокие силы закрепления, как в мягких пористых, так и в твердых строительных материалах. 2 с. и 8 з. п. ф-лы. 4 ил.

1. Распорный дюбель, содержащий корпус с проходящим насквозь внутренним отверстием для забивания распорного штифта, имеющего форму гвоздя или винта, отличающийся тем, что внутреннее отверстие (2) в распорном дюбеле (1) выполнено проходящим по спирали вокруг средней оси (3) и имеет по меньшей мере на части своей длины диаметр, равный или незначительно меньший, чем наружный диаметр распорного штифта (4). 2. Дюбель по п. 1, отличающийся тем, что диаметр (Д1) внутреннего отверстия (2) на заднем конце дюбеля приблизительно равен наружному диаметру распорного штифта (4, 14) и к переднему концу (15) дюбеля (1) равномерно уменьшается до диаметра (Д2), который меньше, чем наружный диаметр распорного штифта (4, 14). 3. Дюбель по п.1, отличающийся тем, что максимальный эксцентриситет (е) средней оси внутреннего отверстия (2) к продольной оси (3) распорного дюбеля (1) приблизительно равен половине диаметра внутреннего отверстия (2). 4. Дюбель по п.1, отличающийся тем, что внутреннее отверстие (2) имеет по длине распорного дюбеля (1) по меньшей мере два полных витка. 5. Дюбель по п. 1, отличающийся тем, что распорный дюбель (1) имеет несколько продольных прорезей (16). 6. Дюбель по п.5, отличающийся тем, что продольные прорези (16) расположены отдельными участками и распределены по периметру и в продольном направлении одна относительно другой. 7. Дюбель по п.6, отличающийся тем, что смешение продольных прорезей по периметру одна относительно другой составляет 90^o. 8. Дюбель по п.5, отличающийся тем, что продольные прорези расположены по спирали в соответствии с внутренним отверстием (2). 9. Дюбель по п.1, отличающийся тем, что внутреннее отверстие (2) снабжено по меньшей мере одной канавкой (10), проходящей по образующей, в которую входит виток (11) резьбы, расположенной на распорном штифте (4), имеющем форму гвоздя. 10. Способ изготовления распорного дюбеля из металла по одному из пп.1 - 9, отличающийся тем, что распорный дюбель (1) изготавливают из металлического порошка способом литья под давлением с применением системы связующих и последующим удалением связующего и спеканием.