ИНЖЕКЦИОННАЯ КРЕПЕЖНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ИНЖЕКЦИОННОГО КРЕПЛЕНИЯ
INJECTION-TYPE ATTACHMENT SYSTEM AND METHOD OF INJECTION ATTACHMENT

Изобретение относится к инжекционной крепежной системе с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения, а также к способу инжекционного крепления с признаками п.8 формулы изобретения. При этом предполагается закрепление анкерного стержня с помощью инжекционного крепления или с помощью строительного (цементного) раствора в отверстии в каменной кладке.
Крепление с использованием инжекционной крепежной системы известно уже долгое время. В основании для анкеровки, например, кладке из строительных материалов, изготавливается отверстие. В это отверстие вводится анкерная втулка, известная, например, из DE 20105013. Известная анкерная втулка выполнена, например, из пластмассы в виде решетчатой втулки с решетчатыми отверстиями. После введения в кладку в анкерную втулку впрыскивается (инжектируется) строительный раствор и выступает из решетчатых отверстий анкерной втулки. Затем в анкерную втулку вводится анкерный стержень. Он вытесняет и уплотняет строительный (цементный) раствор и после затвердевания этого раствора закрепляется в отверстии в кладке. На анкерный стержень надвигается предмет крепления и фиксируется с помощью гайки и при необходимости подкладной шайбы в качестве контропоры.
Известные анкерные втулки имеют тот недостаток, что они пригодны только для так называемого «предварительного монтажа». Под этим подразумевается, что в ходе монтажа вначале маркируют положения точек анкеровки на основании для анкеровки. Это может означать, например, что на кладку должна переноситься определенная картина отверстий закрепляемого предмета. Вторым этапом выполняется отверстие, затем вставляется анкер и, наконец, над анкерным стержнем устанавливается закрепляемый предмет и фиксируется с помощью гайки. Однако в случае предметов с тремя или более точками анкеровки перенос на основание для анкеровки может требовать много времени. Поэтому в области пластмассовых дюбелей и металлических анкеров, с помощью которых осуществляется закрепление с помощью распирания, на рынке обосновались типы дюбелей, которые позволяют так называемый «сквозной монтаж». При этом используются отверстия закрепляемого предмета в качестве шаблона для сверления, так как диаметр выполненного сверлением отверстия в примыкающей детали, по меньшей мере, имеет одинаковую с основанием для анкеровки величину. Не снимая предмет еще раз с основания для анкеровки, дюбель можно непосредственно вставлять через предмет, после чего он распирается. Для инжекционного закрепления с использованием анкерных втулок упрощенный таким образом процесс монтажа, однако, до настоящего времени невозможен.
Известны лишь анкерные втулки для сквозного монтажа, в которых предусмотрены две анкерные области. Так, например, из DE 10038801 А1 известна анкерная втулка для восстановления облицовочной кладки. Известная анкерная втулка имеет первую анкерную область с выходными отверстиями для строительного раствора. С помощью этой первой анкерной области осуществляется анкеровка анкерного стержня в несущей кладке. К этой первой анкерной области примыкает против направления введения анкерной втулки трубчатый элемент. Этот трубчатый элемент имеет лишь задачу создать соединительный канал для впрыскиваемого раствора между первой и второй анкерными областями крепежной системы. Вторая анкерная область, которая находится в облицовочной кладке, создается лишь посредством анкерного стержня и раствора. Трубчатый элемент анкерной втулки лишь небольшой частью входит в облицовочную кладку, в то время как анкерный стержень выступает из втулки и окружен раствором. Ни анкерный стержень, ни раствор после осуществленного монтажа не выступают из облицовочной кладки, что желательно по причинам внешнего вида. Поскольку в случае облицовочной кладки можно говорить о закрепляемом предмете вообще, то он, таким образом, фиксируется не с помощью действующей механически гайки в качестве контропоры, а с помощью второй химической связи, как и в несущей кладке. Такая вторая химическая связь предполагает, однако, соответственно широкий предмет крепления, который позволит стабильную связь с раствором. Это, как правило, не происходит, например, в случае предмета крепления из стали с фланцем.
Поэтому в основе изобретения лежит задача достичь упрощения процесса монтажа в таких инжекционных креплениях, в которых осуществляется фиксирование закрепляемого предмета посредством гайки в качестве контропоры.
Эта задача согласно изобретению решается с помощью инжекционной крепежной системы с признаками п.1 формулы изобретения, а также способа с признаками п.8 формулы изобретения. Соответствующая изобретению инжекционная крепежная система имеет анкерную втулку, к анкерной области которой примыкает втулка для восприятия поперечных сил. Такая анкерная втулка дает возможность выполнить инжекционное крепление с фиксированием предмета посредством гайки в процессе сквозного монтажа. Благодаря выполнению втулки для восприятия поперечных сил становится возможным, чтобы отверстие в основании для анкеровки и отверстие в закрепляемом предмете имели идентичный диаметр. Отверстие в основании для анкеровки может высверливаться через отверстие закрепляемого предмета, а затем анкерная втулка может непосредственно вводиться в отверстие без снятия предмета. Затем в анкерную втулку впрыскивается (инжектируется) раствор, который отчасти выступает из решетчатых отверстий анкерной втулки. Анкерный стержень вводится в анкерную втулку и благодаря этому, по меньшей мере, в анкерной области анкерной втулки закрепляется после затвердевания (строительного, цементного) раствора. Через анкерный стержень надвигается закрепляемый предмет и фиксируется с помощью гайки и, при необходимости, подкладной шайбы. Так как анкерный стержень при этом способе вынужденным образом имеет меньший диаметр, чем отверстие предмета, то в случае наличия поперечных сил между предметом и основанием для анкеровки он не сможет один воспринять эти сдвиги. Однако это достигается согласно изобретению с помощью втулки для восприятия поперечных сил, которая наружным диаметром предпочтительно соответствует диаметру отверстия предмета.
Для того чтобы инжекционная крепежная система могла использоваться для предметов различной толщины, изобретение, кроме того, предлагает, чтобы втулка для восприятия поперечных сил анкерной втулки имела, по меньшей мере, одно заданное место разделения. Это позволяет пользователю в рамках монтажа подгонять анкерную втулку в соответствии с толщиной предмета, укорачивая при необходимости втулку для восприятия поперечных сил. В качестве заданного места разделения следует понимать структуру, которая позволяет целенаправленное простое обламывание или иное отделение, т.е., в частности, окружной надрез. Однако, возможно также перфорирование или местное ослабление путем изменения состава материала. При этом несущественно, осуществляется ли отделение в заданном месте разделения с помощью инструмента или без инструмента и идет ли в случае отделения речь об изломе, или же надрез служит лишь для более легкого осуществления разреза. Существенным, тем не менее, является то, что пользователь имеет вспомогательное средство, чтобы достичь целенаправленного укорачивания втулки для восприятия поперечных сил.
После введения в отверстие анкерная втулка должна вставляться в основание для анкеровки и в предмет настолько, что обращенный от отверстия конец заканчивается заподлицо с наружной стороной предмета. При впрыскивании раствора или введении анкерного стержня это аксиальное положение не должно изменяться. Анкерная втулка имеет поэтому предпочтительно на своем противоположном направлению введения конце упорный буртик. Поскольку длина втулки для восприятия поперечных сил не должна подгоняться к тонкому предмету, то анкерная втулка вводится в отверстие вплоть до прилегания упорного буртика к предмету и таким образом фиксируется против дальнейшего вдвигания. Для случая подгонки длины втулки для восприятия поперечных сил - с помощью ли или без помощи заданного места разделения - анкерная втулка имеет предпочтительно, по меньшей мере, один радиально откидываемый во внутрь упор. Предпочтительно располагать несколько распределенных по периметру упоров соответственно в области заданного места разделения, причем упоры в состоянии перед креплением радиально выступают за втулку для восприятия поперечных сил. При введении анкерной втулки в отверстие анкерная втулка вначале входит в контакт с аксиально ближайшим к анкерной области упором. Если анкерная втулка была до этого укорочена для этой глубины крепления, то анкерная втулка остается в этом положении, и упор служит, как описано выше, для упорного буртика для фиксации аксиального положения. Если анкерная втулка все же не должна быть укорочена или укорочена в другом месте, то упор может откидываться радиально вовнутрь, для чего необходимо некоторое усилие. Подразумевается под этим, что упор таким образом связан со втулкой для восприятия поперечных сил, что он может воспринять силы, возникающие при впрыскивании раствора или при введении анкерного стержня, не откидываясь, чтобы вследствие стабильности связи при несколько более высоких усилиях связь все же функционировала бы, как шарнир. «Радиально вовнутрь» означает, что, по меньшей мере, больше не имеется никакого значительного радиального выступа из втулки для восприятия поперечных сил, т.е. упор, например, расположен заподлицо с наружным контуром втулки для восприятия поперечных сил. Не отступая от идеи изобретения, упоры, вместо того чтобы быть откинутыми, могут также отламываться или смещаться. Существенно лишь то, что они могут действовать в качестве упоров, это действие, однако, может упраздняться. При дальнейшем введении анкерной втулки в отверстие можно таким образом преодолеть несколько упоров, пока обращенный от отверстия конец не войдет в контакт с упором или упорным буртиком.
В качестве альтернативы откидываемым вовнутрь упорам анкерная втулка может иметь аксиально регулируемый (перемещаемый) упорный буртик. Аксиальная регулируемость может создаваться с помощью дополнительного элемента, который, например, посредством резьбы или фиксирующего устройства может переводиться в различные аксиальные положения, и в них, по меньшей мере, легко фиксироваться. Наряду с этим было бы также возможным самой анкерной втулке придать аксиальную упругость, например, путем образования сильфонообразного участка. Также можно было бы создать регулируемость в аксиальном направлении упорного буртика.
Передача поперечных сил между закрепляемым предметом и основанием может осуществляться лишь на основе втулки для восприятия поперечных сил. Чтобы можно было бы передавать особенно высокие усилия, в анкерную втулку впрыскивается столько раствора, что заполняется даже кольцеобразный зазор между анкерным стержнем и внутренней стороной втулки для восприятия поперечных сил. После затвердевания раствора поперечные усилия можно благодаря этому передавать также через эту оболочку раствора и анкерный стержень. Однако при меньших диаметрах анкерных стержней для этого требуются частично повышенные количества раствора. Изобретение предлагает поэтому далее, чтобы в область между анкерным стержнем и втулкой для восприятия поперечных сил была вставлена компенсирующая втулка. Эта компенсирующая втулка может быть выполнена из пластмассы, но также и из цинковой отливки, полученной литьем под давлением или т.п. Она заменяет раствор в этой области и делает благодаря этому инжекционную крепежную систему более благоприятной и сокращает процесс впрыскивания. Компенсирующая втулка может иметь форму трубы круглого сечения, т.е., например, иметь постоянную по периметру толщину стенки, предпочтительно, однако, не с круглым сечением, и иметь аксиально проходящие места надломов. Благодаря этому она может подгоняться к различным диаметрам анкерных стержней. В то время как она в случае анкерных стержней с малыми диаметрами, например, принимает приблизительно квадратное поперечное сечение, и благодаря этому анкерный стержень центрируется внутри втулки для восприятия поперечных сил, в случае анкерных стержней с большими диаметрами она может подгоняться к примерно круглому поперечному сечению.
Изобретение поясняется далее более подробно на основе примера выполнения, представленного в чертежах, где:
фиг.1 - инжекционная крепежная система в окончательно смонтированном состоянии с укороченной анкерной втулкой в разрезе;
фиг.2 - анкерная втулка той же системы перед монтажом в перспективе;
фиг.3 - альтернативная анкерная втулка с анкерным стержнем перед монтажом в перспективе; и
фиг.4 - компенсирующая втулка.
Представленная на фиг.1 инжекционная крепежная система 1 служит для крепления предмета 2 на основании 3 для анкеровки, состоящем из перфорированного строительного материала с перемычками 4. Для наглядности окончательно смонтированное состояние представлено без раствора. Система 1 состоит из анкерной втулки 5, анкерного стержня 6, гайки 7 в качестве контропоры для предмета 2, а также подкладной шайбы 8. Анкерная втулка 5 имеет анкерную область 9 с выходными отверстиями 10 для впрыскиваемого раствора. К анкерной области 9 примыкает по существу замкнутая втулка 11 для восприятия поперечных сил. Наружный диаметр втулки 11 для восприятия поперечных сил в достаточной степени соответствует диаметру отверстия 12 в предмете 2. В области втулки 11 для восприятия поперечных сил в двух местах расположены соответственно венцеобразно расположенные по периметру втулки 11 для восприятия поперечных сил, выполненные в форме язычков упоры 13, 14, которые выполнены с возможностью откидывания радиально внутрь. Способность откидываться обеспечивается лишь вследствие малого поперечного сечения поверхности, посредством которой упоры 13, 14 связаны со втулкой 11 для восприятия поперечных сил. Этот эффект можно было бы усилить с помощью насечек или т.п. Расположенные в отверстии 12 упоры 13 откинуты вовнутрь в выемки 19, в то время как упоры 14 служат фактически в качестве упоров.
Фиг.2 показывает анкерную втулку 5 перед монтажом в неукороченном виде. К анкерной области 9 примыкает втулка 11 для восприятия поперечных сил с шестью венцами упоров 13-18, а также упорным буртиком 20. Упоры 13-18 соответственно выполнены с возможностью откидывания в выемки 19. Выемки 19 в данном примере выполнения насквозь пронизывают втулку 11 для восприятия поперечных сил, однако, они могут быть также перекрыты на внутренней стороне очень тонкой, полученной экструдированием пленкой, чтобы препятствовать возможному выступанию раствора. С каждым венцом упоров 13-18 сопряжено проходящее по периметру заданное место 21-26 разделения в форме проходящего по периметру надреза.
Далее излагается процесс монтажа на основе фиг.1 и 2. Вначале как в предмете 2 (если даже нет в наличии), так и в основании 3 для анкеровки соответственно выполняется отверстие 12 и соответственно 27. Это можно осуществить таким образом, что предмет 2 прикладывается к желательной позиции на основание 3 для анкеровки и через предмет 2 насквозь выполняется отверстие 12 и 27. До этого или также после этого анкерная втулка 5 по своей длине подгоняется к толщине предмета 2, в данном случае отламывается в заданном месте 22 разделения. Затем анкерная втулка 5 через отверстие 12 в предмете 2 вставляется в отверстие 27 в основании 3 для анкеровки. При введении прежде всего упоры 13 входят в контакт с предметом 2. При введении к анкерной втулке 5 упоры 13 откидываются радиально вовнутрь, и анкерная втулка 5 может смещаться в отверстие 12 или 27 вплоть до прилегания упоров 14. В дальнейшем в анкерную область 9 анкерной втулки 5 впрыскивается строительный (цементный) раствор. При введении анкерного стержня 6 в анкерную втулку 5 раствор вытесняется и растекается как из выходных отверстий 10, так и отчасти проникает во втулку 11 для восприятия поперечных сил. При этом упоры 14 препятствуют дальнейшему внедрению анкерной втулки 5 в основание 3 для анкеровки. Благодаря выходу из выходных отверстий 10 раствор образует в затвердевшем состоянии как из-за своего клеящего действия, так и вследствие подпирания перемычек 4 и соответственно резьбы 28 анкерного стержня 6 очень хорошую связь с основанием 3 для анкеровки и соответственно с анкерным стержнем 6. Для того чтобы затем зафиксировать предмет 2, на анкерный стержень 6 надвигается подкладочная шайба 8 и на резьбу 28 навинчивается гайка 7 и затягивается. Если между предметом 2 и основанием 3 для анкеровки возникнет нагрузка от воздействия поперечных сил, то их воспримет втулка 11 для восприятия поперечных сил. Эта возможность улучшится, если промежуточное пространство 29 между втулкой для восприятия поперечных усилий и анкерным стержнем, по меньшей мере, отчасти заполнится раствором, так как тогда анкерный стержень 6 также может передавать часть поперечных усилий.
Фиг.3 показывает варианты выполнения анкерной втулки 5а. Она имеет также анкерную область 9а с выходными отверстиями 10а, а также втулку 11а для восприятия поперечных сил. В противоположность представленной на фиг.1 и 2 анкерной втулке 5 упорный буртик 20а расположен с возможностью аксиального регулирования. Он образован в виде отдельного элемента с внутренней резьбой, которая соответствует наружной резьбе 30 втулки 11а для восприятия поперечных сил. Для монтажа инжекционной крепежной системы упорный буртик 20а путем вращения подгоняется к толщине предмета, а затем выступающую за упорный буртик 20а часть втулки 11а для восприятия поперечных сил отрезают. В заключение анкерную втулку 5а снова через отверстие в предмете вставляют в отверстие в основании для анкеровки.
Как, например, поясняется с помощью фиг.3, анкерный стержень 6а может иметь наружный диаметр, значительно уменьшенный по сравнению с диаметром втулки 11а для восприятия поперечных сил. Для того чтобы с целью передачи поперечных сил заполнить область между анкерным стержнем 6а и внутренней стороной втулки 11а для восприятия поперечных сил, можно ее либо также заполнить раствором, либо вставить компенсирующую втулку 31 согласно фиг.4. Компенсирующая втулка 31 по всей своей длине имеет по существу постоянное поперечное сечение, причем это не является обязательным требованием. Т.е. она трубчатая, но не круглого сечения с постоянной по периметру толщиной стенки, а примерно квадратная, с местами 32 надломов в форме аксиально проходящих выемок.
При меньших диаметрах анкерного стержня компенсирующую втулку 31 в этой форме можно ввести во втулку 11а для восприятия поперечных сил, чтобы затем впрыскивать раствор и вставлять анкерный стержень 6а. При этом эти операции можно провести также в другой последовательности. Заполняемый раствором объем между анкерным стержнем 6а и внутренней стороной втулки 11а для восприятия поперечных сил уменьшается за счет объема компенсирующей втулки 31. Это способствует экономии раствора и времени для впрыскивания этого раствора. Далее компенсирующая втулка 31 имеет функцию центрирования анкерного стержня 6а внутри втулки 11а для восприятия поперечных сил, благодаря чему создается равномерное распределение сил в основании и тем самым высокие параметры крепления. При больших диаметрах анкерного стержня поперечное сечение компенсирующей втулки 31 может быть больше приближено к круглой форме вследствие деформации мест 32 надлома. Компенсирующая втулка 31 пригодна, таким образом, также для больших диаметров анкерного стержня и выполняет далее функцию заполнения объема кольцевого зазора, а также центрирования анкерного стержня 6а внутри втулки 11а для восприятия поперечных сил.