РАСПОРНЫЙ ДЮБЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК F16B13/00 F16B13/06 

Изобретение касается распорного дюбеля с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Подобного рода распорные дюбели известны. Они имеют втулку дюбеля, в которую может вкручиваться распорный винт, причем распорный винт расширяет втулку дюбеля при вкручивании. Как правило, втулка дюбеля имеет продольный паз или проходящие под углом к продольному направлению пазы, которые разделяют втулку дюбеля на распорные язычки, которые разжимаются или соответственно раздвигаются при вкручивании распорного винта, распорный дюбель или соответственно распорная втулка расширяется или соответственно раздвигается. Другая возможность заключается в том, что втулка дюбеля изготавливается из упруго и/или пластично расширяемого материала, в частности из пластмассы. При расширении или соответственно раздвигании распорный дюбель закрепляется в отверстии, например в кладке.

Известные дюбели имеют тот недостаток, что они ослабляются при расширении отверстия, например при образовании трещин в кладке, уменьшая свое усилие закрепления или вытягивания.

В основе изобретения лежит задача усовершенствовать распорный дюбель вышеназванного вида таким образом, чтобы при расширении отверстия он имел высокое усилие закрепления или вытягивания.

Эта задача в соответствии с изобретением решается признаками пункта 1 формулы изобретения. Распорный винт соответствующего изобретению распорного дюбеля имеет резьбу, задняя в направлении закручивания кромка которой проходит плоско под углом около 45° или меньше к осевому направлению распорного винта. Задняя в направлении закручивания кромка резьбы винта образует наклонную или распорную поверхность, которая при аксиальной нагрузке распорного винта в направлении вытягивания дополнительно расширяет или раздвигает втулку дюбеля. Задняя в направлении закручивания кромка образует коническое распорное тело. Относительно ее распорного действия заднюю в направлении закручивания кромку можно представить в виде множества аксиальных последовательно расположенных распорных конусов. Однако выполнение в виде резьбы винта имеет то преимущество, что распорный винт может вкручиваться во втулку дюбеля или выкручиваться из нее.

Если отверстие, в котором закреплен соответствующий изобретению распорный дюбель, расширяется, то распорный винт, при его аксиальном нагружении в направлении вытягивания вытягивается из втулки дюбеля в аксиальном направлении на небольшую величину. При этом находящаяся под плоским углом около 45° или менее к осевому направлению задняя в направлении закручивания кромка резьбы распорного винта дополнительно расширяет втулку дюбеля. Распорный дюбель продолжает раздвигаться и остается закрепленным в отверстии с приблизительно неизменным усилием закрепления.

Дополнительно резьба распорного винта соответствующего изобретению распорного дюбеля имеет большой шаг, который приблизительно соответствует внутреннему диаметру резьбы винта или больше него. Таким образом, получается протяженная в аксиальном направлении, задняя в направлении закручивания, кромка резьбы винта. Так как максимальное раздвижение втулки дюбеля происходит при перемещении распорного винта относительно втулки дюбеля в направлении вытягивания на виток резьбы, то есть на шаг, то изобретение обеспечивает длинный путь вытягивания и связанное с этим большое последующее расширение.

Таким образом, соответствующий изобретению распорный дюбель имеет преимущества последующего расширения, так что он является пригодным в зонах растяжения, высокой возможности перемещения распорного винта относительно втулки дюбеля в направлении вытягивания до достижения максимального раздвижения втулки дюбеля и большого максимального раздвижения втулки дюбеля, вследствие чего и при относительно больших расширениях отверстия обеспечивается прочная посадка распорного дюбеля в отверстии. Другое преимущество соответствующего изобретению распорного дюбеля заключается в том, что он подходит как для сплошных строительных материалов, как, например, бетон, так и для полых строительных материалов, как, например, пустотелый кирпич. Пригодность для полых строительных материалов обеспечивается тем, что распорный винт равномерно раздвигает втулку дюбеля на всей протяженности резьбы, вследствие чего также достигается раздвижение втулки дюбеля в области одной или нескольких перемычек пустотелого кирпича и закрепление в нем распорного дюбеля. К этому добавляется то преимущество, что соответствующий изобретению распорный дюбель вводится в отверстие без вращательного движения, например, может вбиваться посредством молотка или электрического ударного инструмента. Если распорный дюбель полностью вбит в отверстие, то, для того чтобы достичь предварительного напряжения и раздвижения распорного дюбеля, распорный винт может затягиваться, для чего достаточно поворота на неполный оборот. Затягивание распорного винта, в общем случае, не требуется, поскольку распорный дюбель раздвигается посредством аксиального нагружения в направлении вытягивания, то есть закрепляется в отверстии при нагружении.

Вариант осуществления изобретения предусматривает предохраняющее от выкручивания устройство, которое препятствует выкручиванию распорного винта из втулки дюбеля. За счет большого шага резьбы существует возможность того, что резьба винта не является самотормозящей. Отсутствие самоторможения означает, что аксиальная нагрузка приводит к повороту распорного винта и выкручиванию из втулки дюбеля. Предохраняющее от выкручивания устройство препятствует выкручиванию распорного винта из втулки дюбеля при аксиальном нагружении распорного винта. Тем самым достигается, что аксиальная нагрузка распорного винта в направлении вытягивания способствует раздвижению и последующему разжиманию распорного дюбеля. Предохраняющее от выкручивания устройство предпочтительно должно допускать желаемое выкручивание распорного винта из втулки дюбеля посредством вращающего привода распорного винта. Выкручивание распорного винта из втулки дюбеля должно быть предпочтительно возможно, по меньшей мере, при находящемся вне отверстия и/или нераздвинутом распорном дюбеле. Так как самоторможение или соответственно отсутствие самоторможения зависит от геометрии резьбы винта, от других влияющих на трение факторов, как материала пары, состояния смазки, загрязнения буровой мукой или тому подобным, и, смотря по обстоятельствам, от температуры и удельного давления, то самоторможение или соответственно отсутствие самоторможения не задается обязательно заранее, но может устанавливаться при одном и том же распорном дюбеле в зависимости от соответствующих условий использования. Соответствующее изобретению предохраняющее от выкручивания устройство предотвращает нежелательное выкручивание распорного винта из втулки дюбеля при аксиальном нагружении распорного винта в направлении вытягивания, когда самоторможение отсутствует.

Вариант осуществления изобретения предусматривает предохраняющую от выкручивания кромку на резьбе распорного винта, которая проходит приблизительно в продольном направлении распорного винта и приблизительно радиально к распорному винту. Предохраняющая от выкручивания кромка ориентирована в направлении выкручивания распорного винта. Предохраняющая от выкручивания кромка обусловливает пилообразное поперечное сечение резьбы винта и при раздвижении вдавливается во втулку дюбеля и препятствует ввиду ее ориентации выкручиванию распорного винта из втулки дюбеля. При нераздвинутой втулке дюбеля предохраняющая от выкручивания кромка не вдавливается или только слегка вдавливается во втулку дюбеля, так что распорный винт может выкручиваться из втулки дюбеля. Предохраняющая от выкручивания кромка не препятствует вкручиванию распорного винта во втулку дюбеля.

Вариант осуществления изобретения предусматривает общее ребро предохраняющей от выкручивания кромки с кромкой, например, задней в направлении закручивания кромкой резьбы винта. При таком варианте осуществления изобретения предохраняющая от выкручивания кромка радиально не выступает над кромкой резьбы винта и тем самым не препятствует желаемому вкручиванию распорного винта в нераздвинутую втулку дюбеля или выкручиванию из нее. При раздвигании предохраняющая от выкручивания кромка вдавливается во втулку дюбеля и вследствие этого предотвращается нежелательное выкручивание распорного винта при аксиальном нагружении в направлении вытягивания.

Вариант осуществления изобретения предусматривает обеспечение шероховатости на нижней стороне головки распорного винта в качестве предохраняющего от выкручивания приспособления. Под нижней стороной подразумевается обращенная к стержню винта и резьбе винта торцевая сторона головки винта. Этот вариант осуществления изобретения может быть предусмотрен дополнительно или в качестве альтернативы к вышеописанной предохраняющей от выкручивания кромке. Шероховатость на нижней стороне головки винта увеличивает трение между головкой винта и прилегающим к ее нижней стороне, закрепленным распорным винтом распорного дюбеля изделием. Поскольку закрепленное изделие нагружает распорный винт на нижней стороне его головки аксиально в направлении вытягивания, то увеличивающая трение шероховатость препятствует повороту распорного винта и таким образом выкручиванию из втулки дюбеля.

Шероховатость в одном варианте осуществления изобретения может быть выполнена в виде рифления или в виде радиальной ребристости.

Для предотвращения поворота втулки дюбеля в отверстии один вариант осуществления изобретения предусматривает тангенциально выступающие из втулки дюбеля предохраняющие от поворота элементы.

Далее изобретение поясняется более подробно посредством представленного на чертежах варианта осуществления. На чертежах представлено:

фиг.1 - распорный винт соответствующего изобретению распорного дюбеля, в перспективе,

фиг.2 - распорный винт по фиг.1, вид сбоку,

фиг.3 - поперечное сечение распорного винта по фиг.1 и 2 по линии III-III на фиг.2,

фиг.4 - втулка дюбеля соответствующего изобретению распорного дюбеля, в перспективе,

фиг.5 - осевой разрез втулки дюбеля по фиг.4, и

фиг.6 - вид сбоку заднего конца дюбеля втулки по фиг.4 и 5 по стрелке VI на фиг.5.

Представленный на чертежах соответствующий изобретению распорный дюбель имеет выполненный, например, из стали распорный винт 10, который представлен на фиг.1-3, и состоящую предпочтительно из пластмассы распорную втулку 12, представленную на фиг.4-6. Распорный винт 10 имеет головку 14, свободный от резьбы стержень 16 и резьбу 18, которые выполнены за одно целое друг с другом. Резьба 18 винта является однозаходной и имеет большой шаг резьбы Р_h, который в представленном и описанном варианте осуществления равен 4^1/2 внутренним диаметрам d_k. Задняя в направлении закручивания кромка 20 резьбы 18 винта находится под плоским углом α, приблизительно 9°, к осевому направлению распорного винта 10. При этом задняя в направлении закручивания кромка 20 является обращенной к головке 14 винта кромкой 20 резьбы 18 винта. Благодаря плоскому углу α задней в направлении закручивания кромки 20 резьбы 18 винта задняя кромка 20 имеет форму, подобную конической.

Передняя в направлении закручивания кромка 22 резьбы 18 винта ориентирована существенно круче, причем в представленном и описанном варианте осуществления изобретения она проходит под углом β, приблизительно 30°, к осевому направлению распорного винта 10.

На участке окружности выполнена прямоугольная в поперечном сечении распорного винта 10 фрезеровка 24. Фрезеровка 24 имеет глубину, которая меньше высоты резьбы винта. Кроме того, фрезеровка 24 не проходит внутрь до стержня резьбы 18 винта. Фрезеровка 24 повторяется соответственно один раз за шаг Р_h.

Как хорошо заметно на представленном на фиг.3 поперечном сечении распорного винта 10, фрезеровка 24 имеет радиально ориентированную кромку 26 и тангенциально ориентированную кромку 28. Радиально ориентированная кромка 26 обращена в направлении выкручивания распорного винта 10, при правой резьбе радиально ориентированная кромка 26 обращена в направлении левого вращения. Радиальная кромка 26 фрезеровки 24 далее определяется как предохраняющая от выкручивания кромка 26. Фрезеровка 24 придает представленному на фиг.3 поперечному сечению резьбы 18 распорного винта 10 в области предохраняющей от выкручивания кромки 26 пилообразный вид. Предохраняющая от выкручивания кромка 26 имеет общее ребро 30 с задней в направлении закручивания распорного винта 10 кромкой 20 резьбы 18 винта.

На нижней стороне головка 14 винта имеет рифление 32 с радиальной насечкой. Нижняя сторона головки 14 винта является обращенной к стержню 16 и резьбе 18 винта торцевой стороной головки 14 винта.

Представленная на фиг.4-6 втулка 12 соответствующего изобретению распорного дюбеля, как, например, видно на фиг.5, имеет свободный от резьбы полый стержневой участок 34 на своем заднем конце или конце для ввода, который открыт для введения распорного винта 10. Полый стержневой участок 34 имеет приблизительно такую же длину, что и свободный от резьбы стержень 16 распорного винта 10, причем при введенном во втулку 12 дюбеля распорном винте 10 свободный от резьбы стержень 16 распорного винта 10 находится в свободном от резьбы полом стержневом участке 34 втулки 12 дюбеля. Имеющий внутреннюю резьбу 36 полый стержневой участок 38 как единое целое соединяется со свободным от резьбы полым стрежневым участком 34. Внутренняя резьба 36 сформирована ответной к резьбе 18 распорного винта 10. В имеющем внутреннюю резьбу 36 полом стержневом участке 38 втулка 12 дюбеля имеет прерывистые продольные пазы 40, которые разделяют втулку 12 дюбеля на раздвигаемые язычки 42. Поэтому имеющий внутреннюю резьбу 36 и продольные пазы 40 полый стержневой участок 38 описывается далее как распорная область 38. В представленном варианте осуществления втулка 12 дюбеля имеет два расположенных друг напротив друга продольных паза 40, которые разделяют втулку 12 дюбеля в распорной области 38 на два раздвигаемых язычка 42, которые проходят в окружном направлении соответственно приблизительно на 180°. Передний или вводимый конец 43 втулки 12 дюбеля выполнен закрытым.

Каждый из двух раздвигаемых язычков 42 имеет множество последовательно расположенных в продольном направлении втулки 12 дюбеля, сформированных треугольными в горизонтальной проекции пластин 44. Пластины 44 выступают приблизительно в тангенциальном направлении, как хорошо заметно на представленном на фиг.6 виде сбоку втулки 12 дюбеля. Пластины 44 образуют предохраняющие от поворота элементы, которые предотвращают поворот втулки 12 дюбеля в отверстии.

Втулка 12 дюбеля имеет последовательно расположенные в ее продольном направлении, радиально выступающие заостренные наклонные элементы 46. Заостренные наклонные элементы 46 расположены на заднем участке распорной области 38 и передней части свободного от резьбы полого стержнеобразного участка 34. На осевом разрезе по фиг.5 заостренные наклонные элементы 46 сформированы пилообразными, причем они образуют елочный профиль и препятствуют выкручиванию втулки 12 дюбеля из отверстия.

Функционирование и использование соответствующего изобретению распорного дюбеля, содержащего распорный винт 10 и втулку 12 дюбеля, осуществляется следующим образом: для применения распорного дюбеля распорный винт 10 вкручивается во втулку 12 дюбеля. При этом распорный винт не затягивается, чтобы не разжимать втулку 12 дюбеля. Кроме того, возможно использование распорного винта 10 в качестве стержня для расширения втулки 12 дюбеля. В этом случае распорный винт 10 после изготовления втулки 12 дюбеля уже вложен в нее. Со вставленным во втулку 12 дюбеля распорным винтом 10 распорный дюбель готов к использованию, и это является состоянием поставки распорного дюбеля. Для закрепления в отверстии, например в не представленной кладке, распорный дюбель, то есть втулка 12 дюбеля со вставленным распорным винтом 10, вбивается, например, с помощью молотка или электрического ударного инструмента, через сквозное отверстие в закрепляемом на кладке, не показанном, изделии в отверстие в кладке. Распорный дюбель вбивается в отверстие до тех пор, пока головка 14 винта своей нижней стороной не войдет в контакт с закрепляемым изделием. При вбивании распорного дюбеля передняя в направлении закручивания кромка 22 резьбы 18 распорного винта 10 действует как опора или элемент передачи движения, передавая усилие вбивания посредством геометрического замыкания на втулку 12 дюбеля, и тем самым вбивает втулку 12 дюбеля в отверстие. Закрепление распорного дюбеля в отверстии заканчивается вбиванием, и затягивание посредством вращения распорного винта 10 не требуется. Разумеется, распорный винт 10 после вбивания может затягиваться для обеспечения расширения и предварительного напряжения распорного дюбеля 10, 12. Для затягивания достаточно поворота на долю оборота распорного винта 10.

Если распорный винт 10 аксиально нагружается в направлении вытягивания, то задняя в направлении закручивания кромка 20, ориентированная под плоским углом α к осевому направлению, действует по типу конической поверхности и разжимает раздвигаемые язычки 42 втулки 12 дюбеля друг от друга. Втулка 12 дюбеля раздвигается, и распорный дюбель 10, 12 закрепляется в отверстии. Резьба 18 распорного винта 10 со своей ориентированной под плоским углом α к осевому направлению задней кромкой 20 относительно своего распорного действия может рассматриваться как множество аксиальных последовательно расположенных распорных конусов, которые при аксиальном нагружении распорного винта 10 в направлении вытягивания расширяют втулку 12 дюбеля в распорной области 38. При расширении отверстия, например, вследствие растрескивания кладки распорный винт 10 при аксиальном нагружении в направлении вытягивания дополнительно расширяет втулку 12 дюбеля так, что распорный дюбель 10, 12 при расширении отверстия остается закрепленным в нем с почти неизменным усилием закрепления. Распорный дюбель 10, 12 имеет возможность последующего расширения, то есть он является пригодным в зонах растяжения. Большой шаг Р_h резьбы распорного винта 10 обеспечивает длинный путь распорного винта 10 относительно втулки 12 дюбеля в направлении выкручивания для расширения и последующего расширения. Большим шагом Р_h резьбы предотвращается вытаскивание распорного винта 10 на шаг Р_h резьбы из втулки 12 дюбеля, вследствие чего втулка 12 дюбеля со своей внутренней резьбой 36 «заскакивала» бы на виток, перемещаясь по резьбе 18 винта, и устраняла бы расширение.

В любом случае, ввиду большого шага Р_h резьбы не может исключаться самоторможение распорного винта 10 во втулке 12 дюбеля. Отсутствие самоторможения означает, что аксиальная нагрузка распорного винта в направлении вытягивания обусловливает вращение распорного винта 10 в направлении выкручивания и распорный винт 10 выкручивается из втулки дюбеля при аксиальном нагружении. Чтобы избежать этого, на витках резьбы 18 винта предусмотрены вышеописанные предохраняющие от выкручивания кромки 26. Предохраняющие от выкручивания кромки 26 вдавливаются своими ребрами 30 во втулку 12 дюбеля при ее расширении. Кроме того, не требуется, чтобы предохраняющие от выкручивания кромки 26 радиально выступали над кромками 20, 22 резьбы 18 винта. Вдавленные во втулку 12 дюбеля предохраняющие от выкручивания кромки 26 образуют опору, которая препятствует выкручиванию распорного винта при его аксиальном нагружении в направлении выкручивания при отсутствии самоторможения резьбы 18 винта и внутренней резьбы 36 втулки 12 дюбеля. Предохраняющие от выкручивания кромки 26 образуют предохраняющее от выкручивания устройство распорного дюбеля 10, 12.

Если распорный дюбель 10, 12 не расширен и, в частности, если находится вне отверстия, то ребра 30 предохраняющих от выкручивания кромок 26 не вдавлены во втулку 12 дюбеля, так что распорный винт 10 может выкручиваться из втулки 12 дюбеля.

Другое предохраняющее от выкручивания устройство образовано рифлением 32 на нижней стороне головки 14 винта. Если распорный винт 10 нагружается закрепляемым им на стене изделием аксиально в направлении вытягивания, то изделие прилегает к имеющей рифление 32 нижней стороне головки 14 винта. Поскольку изделие не вращается, то увеличенное рифлением 32 трение между головкой 14 винта и изделием предотвращает вращение распорного винта 10, в частности выкручивание распорного винта 10 из втулки 12 дюбеля при отсутствии самоторможения резьбы 18 винта.

Ориентированная под плоским углом α к осевому направлению распорного винта задняя кромка 20 резьбы 18 винта, которая действует по типу аксиальных последовательно расположенных распорных конусов, расширяет втулку дюбеля равномерно по всей длине ее распорной области 38. Вследствие этого соответствующий изобретению распорный дюбель 10, 12 подходит как для сплошных строительных материалов, так и для полых строительных материалов, как, например, пустотелый кирпич, так как при равномерном расширении по всей длине распорной области 38 имеет место расширение в области, по меньшей мере, одной перемычки пустотелого кирпича, которое закрепляет распорный дюбель 10, 12 в пустотелом кирпиче.

Изобретение относится к распорному дюбелю. Распорный дюбель выполнен с имеющей возможность расширения втулкой и распорным винтом для расширения втулки дюбеля. Распорный винт имеет резьбу, задняя в направлении закручивания кромка которой имеет плоский угол около 45° или менее к осевому направлению распорного винта. Резьба винта имеет большой шаг резьбы, который приблизительно соответствует или больше внутреннего диаметра резьбы винта. Виток резьбы винта, по меньшей мере, на одном участке имеет предохраняющую от выкручивания распорного винта из втулки дюбеля кромку, которая проходит приблизительно в продольном направлении распорного винта и ориентирована приблизительно радиально к распорному винту и которая обращена в направлении выкручивания распорного винта. В результате распорный дюбель имеет высокое усилие закрепления при вытягивании даже в случае расширения отверстия. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Распорный дюбель с имеющей возможность расширения втулкой и распорным винтом для расширения втулки дюбеля, отличающийся тем, что распорный винт (10) имеет резьбу (18), задняя в направлении закручивания кромка (20) которой имеет плоский угол (α) около 45° или менее к осевому направлению распорного винта (10), при этом резьба (18) винта имеет большой шаг (Р_h) резьбы, который приблизительно соответствует или больше внутреннего диаметра (d_k) резьбы (18) винта, виток резьбы (18) винта, по меньшей мере, на одном участке имеет предохраняющую от выкручивания распорного винта (10) из втулки (12) дюбеля кромку (26), которая проходит приблизительно в продольном направлении распорного винта (10) и ориентирована приблизительно радиально к распорному винту (10) и которая обращена в направлении выкручивания распорного винта (10).2. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что задняя в направлении закручивания кромка (20) резьбы (18) распорного винта проходит под углом (α) приблизительно 9° к осевому направлению винта (10).3. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что шаг (Р_h) резьбы (18) распорного винта (10) более чем вдвое больше внутреннего диаметра (d_k) резьбы винта.4. Распорный дюбель по п.3, отличающийся тем, что шаг (Р_h) резьбы (18) распорного винта (10) приблизительно равняется 4,5 внутренним диаметрам (d_k) резьбы винта.5. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что предохраняющая от выкручивания кромка (26) имеет общее ребро (30) с кромкой (20, 22) резьбы (18) винта.6. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что распорный винт (10) имеет головку (14), нижняя сторона которой имеет шероховатость (32) для предотвращения выкручивания распорного винта (10) из втулки (12) дюбеля.7. Распорный дюбель по п.6, отличающийся тем, что головка (14) винта на своей нижней стороне в качестве шероховатости имеет рифление (32).8. Распорный дюбель по п.6, отличающийся тем, что головка (14) винта на своей нижней стороне в качестве шероховатости имеет радиальную ребристость.9. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что втулка (12) дюбеля имеет выступающие приблизительно в тангенциальном направлении предохраняющие от вращения элементы (44).10. Распорный дюбель по п.1, отличающийся тем, что распорный винт (10) предварительно вставлен во втулку (12) дюбеля.