КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2016 года по МПК F16B13/04 

Изобретение относится к крепежному элементу с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Крепежный элемент такого типа для крепления анкерными болтами в просверленном отверстии известен из выложенного описания изобретения DE 4011229 A1. Представленный в этом описании крепежный элемент подходит, в частности, для крепления конструктивных элементов типа плит, например плит из природного камня, к несущим конструкциям. Этот крепежный элемент выполнен как анкерный дюбель для отверстий с поднутрениями и имеет стержневой участок и распорный элемент. На стержневом участке к его вводимому переднему концу примыкает расширяющееся в диаметре распорное тело, посредством которого распорный элемент может раздвигаться. Стержневой участок имеет, кроме того, на задней части средство приложения нагрузки. Распорный элемент состоит из проволочного кольца с согнутыми дугообразно вперед, в направлении распорного тела, распорными лепестками с двумя ребрами, соединенными U-образным хомутом на переднем конце. U-образный хомут в нераскрытом состоянии лежит на распорном теле. Кроме того, на стержневом участке крепежного элемента размещена распорная гильза. При движении распорной гильзы в направлении конусного распорного тела вдоль оси стержневого участка распорная гильза давит на распорный элемент через распорное тело, расширяющееся в направлении ввода, в результате чего распорные лепестки разжимаются таким образом, что они по меньшей мере, частично заполняют поднутрение просверленного отверстия. За счет раскрытия распорных лепестков крепежный элемент закрепляется в просверленном отверстии с геометрическим замыканием.

Для сверления отверстия используется сверлильный инструмент, который, в зависимости от степени износа, делает относительно широкое или узкое отверстие. При относительно широком просверленном отверстии с известным крепежным элементом может произойти так, что распорный элемент полностью не перекроет пространство между распорным телом и стеной просверленного отверстия, так что крепежный элемент не будет зафиксирован в просверленном отверстии.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать крепежный элемент, для которого допустимые отклонения сверлильного инструмента не будут критичны.

Эта задача согласно изобретению решается за счет крепежного элемента с признаками п. 1 формулы изобретения. Согласно изобретению крепежный элемент для закрепления в просверленном отверстии содержит стержневой участок и распорный элемент. На стержневом участке расположено распорное тело для разжимания распорного элемента. Стержневой участок, в частности, выполнен в форме конусного болта с коническим, в частности в форме усеченного конуса, распорным телом, которое расширяется в направлении ввода и располагается на переднем со стороны ввода конце стержневого участка. Кроме того, обычно стержневой участок имеет средство приложения нагрузки, например, резьбу. Распорный элемент обычно выполнен в форме гильзы, при этом «форма гильзы» означает, что распорный элемент по существу охватывает по окружности стержневой участок. В частности распорный элемент представляет собой замкнутую по окружности гильзу. Под «направлением ввода» или «стороной ввода» понимается направление или сторона, в котором/с которой крепежный элемент вводится в просверленное отверстие. Распорный элемент представляет собой несколько дугообразных распорных лепестков, причем каждый распорный лепесток образован двумя ребрами, соединенными хомутом. В частности ребра и хомут одного лепестка выполнены тонкостенными и/или в форме проволоки. Ребра распорных лепестков вместе определяют боковую поверхность распорного элемента, которая является телом вращения, симметричным относительно продольной оси крепежного элемента. Иначе выражаясь, ребра лежат на боковой поверхности тела вращательно-симметрично продольной оси, в частности, цилиндра или конуса.

Отличительным признаком крепежного элемента согласно изобретению является специальное конструктивное выполнение хомута одного или нескольких распорных лепестков. Согласно изобретению хомут по меньшей мере одного распорного лепестка имеет выпуклость, которая в радиальном направлении выступает над боковой поверхностью. За счет этого радиальная протяженность хомута больше, чем толщина материала хомута в радиальном направлении, вследствие чего достигается, что часть распорного лепестка в области хомута в разжатом состоянии дальше проникает в просверленное отверстие, в которое введен крепежный элемент. Распорный лепесток может, тем самым, также и в относительно широком просверленном отверстии пространство между стенкой просверленного отверстия и распорным телом перекрыть так, чтобы крепежный элемент в просверленном отверстии сидел прочно.

В предпочтительной форме выполнения крепежного элемента согласно изобретению хомут образует передний конец распорного лепестка. Тем самым хомут при разжимании распорного лепестка удаляется максимально далеко в радиальном направлении продольной оси анкера и двигается дальше всего в направлении стенки просверленного отверстия. Предпочтительно вершина дугообразной выпуклости направлена радиально наружу от распорного тела. Вершина выпуклости прилегает, тогда как первая часть хомута - к стенке просверленного отверстия. По сравнению с направленной внутрь выпуклостью возникает преимущество уменьшения распорных сил. Также является преимуществом, что дугообразная выпуклость проходит по существу по окружности. В частности, выпуклость проходит по одной оси и в форме моста по окружности. Если дугообразная выпуклость проходит по существу по окружности, и вершина направлена радиально наружу, то эта выпуклость действует как элемент шероховатости, своего рода зуба или ребра, который повышает силу трения между распорным элементом и стенкой просверленного отверстия, зацепляясь за неровности этой стенки.

В следующей предпочтительной форме выполнения крепежного элемента согласно изобретению выпуклость благодаря ее геометрической форме действует в радиальном направлении как листовая рессора. Если, например, выпуклость проходит по существу как мостик в одном направлении, например, по окружности, то эта выпуклость действует как листовая рессора. Что выпуклость действует в радиальном направлении как листовая пружина, имеет то преимущество, что хомут при разжимании может приспосабливаться к размеру и форме просверленного отверстия. Если бы хомут приспосабливался к размерам широкого просверленного отверстия только за счет утолщения материала или массивного рельефа, то в узком отверстии это привело бы к возникновению дополнительных нежелательных распорных сил, когда крепежный элемент раскрылся бы полностью. За счет выполнения геометрической формы выпуклости в виде листовой пружины возможно приспособление с относительно меньшей силой. Листовая пружина вжимается в тесное отверстие радиально, без возникновения распорных сил заметной величины. В частности, если хомут имеет небольшое поперечное сечение, например, выполнен в форме проволоки, то выпуклость относительно упруга и легко деформируется, так что она уже при незначительных силах в радиальном направлении действует как пружина.

В следующей предпочтительной форме выполнения крепежного элемента согласно изобретению распорные лепестки выполнены таким образом, что они сужаются в направлении своих свободных концов. В частности, U- или V-образный хомут, связывающий поперечные ребра, образует в направлении ввода передний конец распорного лепестка. Это дает то преимущество, что распорный лепесток при соприкосновении со стенкой просверленного отверстия может легче деформироваться, вследствие чего напряжения, которые могут возникать при соприкосновении крепежного элемента со стенками просверленного отверстия, когда распорный лепесток упрется в дно отверстия, снижаются.

Еще одно преимущество, что распорный элемент крепежного элемента согласно изобретению на своем заднем в направлении ввода конце имеет замкнутое кольцеобразное основное тело, на котором со стороны ввода расположены распорные лепестки. Замкнутое основное тело обеспечивает, чтобы распорный элемент даже при высоких нагрузках не вытягивается за распорное тело, и крепежный элемент был надежно зафиксирован.

Преимущество состоит в том, что распорный элемент крепежного элемента согласно изобретению представляет собой штампованную деталь, в частности гнутую в штампе деталь из метала. Это упрощает и делает дешевле изготовление распорного элемента и крепежного элемента согласно изобретению.

Изобретение далее разъясняется подробнее с помощью одного из примеров выполнения, изображенного на чертежах.

НА ЧЕРТЕЖАХ ПОКАЗАНО:

Фиг. 1 - крепежный элемент согласно изобретению в не раскрытом состоянии, вид в перспективе,

Фиг. 2 - изображение крепежного элемента с частичным разрезом.

На чертежах показан предлагаемый изобретением крепежный элемент 1 в не раскрытом состоянии, так, как он может вводиться в направлении ввода Е в непоказанное просверленное отверстие. Направление ввода Е ориентировано параллельно продольной оси А крепежного элемента 1. Крепежный элемент 1 выполнен как анкерный дюбель для анкерного крепления в неизображенном просверленном отверстии с поднутрением. Крепежный элемент 1 состоит из стержневого участка 2, распорного элемента 3 и распорной гильзы 4.

Стержневой участок 2 - это конусный болт с цилиндрическим участком 5 и примыкающим к нему со стороны ввода коническим участком 6, диаметр которого увеличивается в направлении ввода Е. Конический участок 6 образует распорное тело 8, которое имеет форму усеченного конуса и образует передний конец стержневого участка 2. Посредством распорного тела 8 распорный элемент 3 разжимается, когда он надвигается в направлении ввода Е на конический участок 6. Цилиндрический участок 5 имеет средство 7 приложения нагрузки в форме наружной резьбы. Средство 7 приложения нагрузки служит, например, для закрепления крепежного элемента 1 на неизображенной несущей конструкции.

Распорный элемент 3 образует на своем заднем конце кольцеобразное основное тело 10, которое кольцеобразно охватывает цилиндрический участок 5 стержневого участка 2 как замкнутая гильза. На основном теле 10 со стороны ввода расположены четыре распорных лепестка 11, которые по окружности отделены друг от друга выемками 12. Каждый распорный лепесток 11 имеет отверстие 13 в форме окруженного со всех сторон проема, который расположен примерно в середине соответствующего лепестка 11. Распорные лепестки 11, таким образом, имеют дугообразную форму, причем один распорный лепесток 11 образуется с помощью двух ребер 14 и U-образного хомута 15, причем хомут 15 связывает оба ребра 14 вместе. Хомут 15 образует передний конец распорного лепестка 11, который из-за U-образной формы хомута 15 сужается в направлении своего переднего конца.

Ребра 14 распорных лепестков 11 вместе задают боковую поверхность М распорного элемента 3, которая является телом вращения, симметричным относительно продольной оси А крепежного элемента 1, и имеет форму конуса. Другими словами, ребра 14 лежат на боковой поверхности М тела, симметричного относительно продольной оси. Хомут 15 образует дугообразную выпуклость 17, которая в радиальном направлении R выступает за боковую поверхность М и проходит по существу по одной оси по окружности. Вершина 18 выпуклости 17 указывает в радиальном направлении R наружу от распорного тела 8. Выступающая наружу выпуклость 17 действует в радиальном направлении как листовая пружина, которая может компенсировать отклонения по диаметру просверленного отверстия. В области выпуклости 17 радиальная протяженность хомута 15 больше толщины материала хомута 15, поэтому вершина 18 выпуклости 17 даже при относительно широком просверленном отверстии прилегает к стенкам просверленного отверстия. Если же просверленное отверстие, напротив, относительно узкое, то пружинящая выпуклость 17 сжимается в радиальном направлении, поэтому распорный элемент 3 и в узком просверленном отверстии может планомерно надвигаться на распорное тело 8, без возникновения нежелательных больших сил реакции материала стенки просверленного отверстия. В частности, с хомутом 15 проволочного типа выпуклость может быть сжата в радиальном направлении относительно легко. Под "проволочным типом" здесь понимается, что хомут 15 имеет сечение, размеры которого относительно протяженности хомута 15 по окружности относительно малы. В изображенном на чертежах крепежном элементе 1 согласно изобретению отношение протяженности Aj хомута 15 по окружности к толщине материала dj хомута 15 в радиальном направлении составляет примерно 2,5/1.

Распорная гильза 4 выполнена в форме полого цилиндрического тела. При этом образованная как цилиндрическое отверстие 16 полость имеет внутренний диаметр, который по существу соответствует внешнему диаметру цилиндрического участка 5 стержневого участка стержневого участка 2. Когда распорная гильза 4 сдвигается в направлении ввода Е силой действующей по оси, например, под действием неизображенного забивного инструмента, то распорная гильза 4 давит на распорный элемент 3 через распорное тело 8 так, что распорные лепестки 11 раскрываются в радиальном направлении R.

Чтобы при введенном в отверстие и распертом крепежном элементе 1 на выполненное в виде наружной резьбы средство приложения нагрузки 7 можно было навинтить гайку (не показана) так, чтобы при этом не вовлекался во вращение крепежный элемент 1, последний снабжен защитой от проворачивания. Первой частью такой защиты от проворачивания является носовидный выступ 9 на коническом участке 6 распорного тела 8. Другие части защиты от проворачивания образуют выемка 12 и распорный лепесток 11, к которому прилегает носовидный выступ 9 в неизображенном раскрытом состоянии. Средства защиты от проворачивания передают крутящий момент, возникающий при навинчивании гайки, на раскрытый распорный элемент 3 через фрикционное замыкание на неизображенную стенку просверленного отверстия. Поскольку распорный элемент 3 крепежного элемента 1 согласно изобретению за счет выпуклости 17 плотно прилегает к стенкам просверленного отверстия, то это надежно предотвращает проворачивание крепежного элемента 1 в просверленном отверстии.

Распорный элемент 3 крепежного элемента 1 изготавливается как гнутая в штампе деталь из метала. Стержневой участок 2 тоже изготовлен из метала не требующим больших затрат методом холодной обработки нелистового материала давлением. Распорная гильза 4, напротив, выполнена из синтетического материала, армированного волокном, методом литья под давлением. Крепежный элемент согласно изобретению не требует высоких затрат в производстве, эффективный благодаря своему конструктивному выполнению и легко монтируемый.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1. Крепежный элемент

2. Стержневой участок

3. Распорный элемент

4. Распорная гильза

5. Цилиндрический участок

6. Конический участок

7. Средство приложения нагрузки

8. Распорное тело

9. Носовидный выступ

10. Основное тело

11. Распорный лепесток

12. Выемка

13. Отверстие

14. Ребро

15. Хомут

16. Просверленное отверстие

17. Выпуклость

18. Вершина выпуклости 17

Е Направление ввода

А Продольная ось

R Радиальное направление

Aj Протяженность хомута 15 по окружности

dj Толщина хомута 15 в радиальном направлении R

М Боковая поверхность

Изобретение касается крепежного элемента для фиксации в просверленном отверстии. Крепежный элемент содержит стержневой участок и распорный элемент, причем на стержневом участке расположено распорное тело с распорными элементами. Распорный элемент имеет несколько дугообразных лепестков, причем каждый лепесток образован двумя ребрами, которые соединены хомутом. Ребра распорных лепестков вместе задают боковую поверхность (М) распорных элементов, которая представляет собой тело вращения, симметричное относительно продольной оси крепежного элемента. При этом хомут имеет дугообразную выпуклость, которая в радиальном направлении выступает за боковую поверхность (М). Это позволяет использовать крепежный элемент как в широком, так и в узком просверленном отверстии. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Крепежный элемент (1) для фиксации в просверленном отверстии,
- со стержневым участком (2) и распорным элементом (3),
- причем на стержневом участке (2) расположено распорное тело (8) для раскрытия распорного элемента (3),
- причем распорный элемент (3) имеет несколько дугообразных распорных лепестков (11),
- причем каждый распорный лепесток (11) образован двумя ребрами (14), которые соединены хомутом (15),
- причем ребра (14) распорных лепестков (11) вместе задают боковую поверхность распорного элемента (3), которая образует тело вращения, симметричное относительно продольной оси (А) крепежного элемента (1),
отличающийся тем, что хомут (15) по меньшей мере одного распорного лепестка (11) имеет дугообразную выпуклость (17), которая в радиальном направлении (R) выступает за боковую поверхность (М).

2. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что хомут (15) образует передний конец распорного лепестка (11).

3. Крепежный элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вершина (18) дугообразной выпуклости (17) направлена радиально наружу от распорного тела (8).

4. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что дугообразная выпуклость (17), по существу, проходит в окружном направлении.

5. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что дугообразная выпуклость (17) в радиальном направлении (R) действует как листовая пружина.

6. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что распорный лепесток (11) сужается к своему переднему концу.

7. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что распорный элемент (3) на своем заднем в направлении ввода (Е) конце имеет замкнутое основное тело (10), на котором расположены распорные лепестки (11).

8. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что распорный элемент (3) является штампованной деталью, в частности, изогнутой в гибочном штампе.