ДЮБЕЛЬ И СПОСОБ УСТАНОВКИ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
DOWEL AND METHOD OF INSTALLATION FOR FIXING INSULATING MATERIALS

Изобретение относится к дюбелю с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и способу установки для крепления изоляционных материалов с признаками ограничительной части пункта 6 формулы изобретения.
Из публикации EP 1318250 A2 известны дюбель и способ установки, которые обеспечивают так называемое «утапливаемое» крепление изоляционного материала к основанию. Эта публикация предлагает для этого в варианте осуществления (фиг. 1-3) дюбель со стопорной тарелкой, у которой стопорная тарелка вращается относительно дюбельной гильзы. После вставки дюбеля в предварительно просверленное отверстие вращается сначала шуруп, и затем шуруп и стопорная тарелка совместно. Посредством вращения стопорной тарелки последний врезается в изоляционный материал. Далее шуруп втягивает стопорную тареллку в изоляционный материал, причем последний сдавливается. Стопорная тарелка установлена с осевым сдвигом и с возможностью вращения на дюбельной гильзе, так что стопорная тарелка и дюбельная гильза при установке телескопически входят друг в друга. Недостатком является то, что такого рода дюбели имеют большие упаковочные габариты, т.е. требуется очень большие коробки или тому подобные необходимы для относительно небольших дюбелей. Это отрицательно сказывается на всей логистической цепочке, т.е. при складировании и транспортировке.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить утапливаемый дюбель с меньшей занимаемой площадью для его упаковки и подходящий способ установки.
Эта задача согласно изобретению решается признаками пунктов 1 и 6 формулы изобретения. Согласно изобретению дюбель для крепления изоляционных материалов, в частности, изоляционных материалов в форме плит, имеет шуруп в качестве распорного элемента. Под шурупом здесь также понимается винтовой гвоздь. Кроме того, дюбель имеет дюбельную гильзу с каналом для вставки шурупа. Дюбельная гильза имеет распорную часть и стержневую часть, причем канал в распорной части сужен по сравнению со стержневой частью таким образом, что распорная часть распирается путем ввода шурупа, тем самым дюбель может быть закреплен анкерным креплением в просверленном отверстии в основе. Кроме того, дюбель имеет стопорную тарелку, вращаемую относительно распорной части.
Согласно изобретению стопорная тарелка соединена с дюбельной гильзой жестко по оси и с возможностью вращения. «Жестко по оси» означает, что, в частности при установке дюбеля не происходит никакого относительного движения между стопорной тарелкой и дюбельной гильзой. «С возможностью вращения» означает, что стопорная тарелка вращается по отношению к дюбельной гильзе вокруг оси вращения, которая, по существу, соответствует продольной оси дюбельной гильзы. Стопорная тарелка и дюбельная гильза образуют вращающуюся опору. Эта вращающаяся опора не должна иметь легкий ход, также может потребоваться преодолеть начальное сопротивление.
Чтобы, несмотря на жесткость по оси при утапливании дюбеля, обеспечить относительное перемещение между распорной частью и стопорной тарелкой, дюбельная гильза имеет в стержневой части усадочную зону. Эта усадочная зона укорачивается благодаря вкручиванию шурупа при анкерном закреплении дюбеля в основании, а именно, в частности пластически осаживается. Благодаря усадочной зоне в стержневой части дюбелю не нужно телескопически укорачиваться, как это происходит в уровне техники. Благодаря этому у стопорной тарелки можно отказаться от удлиненного, имеющего форму гильзы выступа для создания телескопической направляющей с дюбельной гильзой. Тем самым, стопорная тарелка может быть выполнен плоско, что не исключает того, что стопорная тарелка, тем не менее, имеет короткий выступ. Длина которого, однако, выбирается произвольно не зависимо от хода утапливания, причем здесь под «ходом» понимается относительное перемещение стопорной тарелки к распорной части. Если дюбельная гильза и стопорная тарелка упакованы не в предварительно смонтированном виде, то достигаются очень компактные габариты упаковки. Затем дюбель, например, на монтажной площадке может быть окончательно смонтирован путем присоединения стопорной тарелки и дюбельной гильзы. Присоединение может осуществляться, например, путем насадки стопорной тарелки на дюбельную гильзу и фиксации этих частей.
Согласно изобретению для крепления изоляционного материала на основании используется дюбель с шурупом в качестве распорного элемента, дюбельной гильзой и стопорной тарелкой, в частности как описано выше. Шуруп, вращаемый установочным инструментом, вводится в дюбельную гильзу. При этом на первом этапе вращается только шуруп. После того как часть пути ввода пройдена, на втором этапе совместно вращается шуруп и стопорная тарелка. Согласно изобретению дюбельная гильза при вводе шурупа укорачивается по оси,  в частности пластически осаживается.
Усадка происходит согласно изобретению, по существу, только в усадочной зоне, и она составляет лишь часть стержневой части. Это позволяет, кроме того, жестко сформировать стержневую часть, и, тем самым, сделать дюбель удобным для использования и установки в просверленное отверстие.
Предпочтительно стержневая часть для формирования усадочной зоны имеет одно или несколько местных утонений. Если на дюбельную гильзу действует осевая сила посредством ввинчивания шурупа, то в зоне местного утонения создаются пики напряжений, так что в этой области провоцируется изменение формы.
Утонение этой части может быть настолько значительным, что одно или несколько отверстий упорядочиваются, или возникают такие отверстия, по меньшей мере, путем изменения формы при укорочении. Чтобы свести к минимуму опасность проникновения воды, связанную с коррозией шурупа, изобретение предлагает располагать усадочную зону в граничащей с распорной частью области стержневой части, и, следовательно, при монтаже дюбеля располагать вдали от внешней стороны соответствующей стены.
Предпочтительно дюбельная гильза простирается по всей длине дюбеля. Это позволяет очень плоско сформировать стопорную тарелку. Причем здесь под длиной дюбеля понимается длина без шурупа, поскольку длина с шурупом меняется в зависимости от состояния (до или после установки).
Поскольку при установке дюбеля должны быть осажены как усадочная зона, так и изоляционный материал, то возникают повышенные осевые усилия внутри дюбеля. Чтобы не позволить результирующим крутящим моментам в шурупе сильно увеличиться, изобретение предлагает шуруп с малым шагом резьбы, под которым здесь понимается шуруп с отношением шага резьбы ко внешнему диаметру резьбы максимально 0,4, в частности, максимально 0,3. Причем это отношение следует определять в средней области резьбы.
Изобретение далее разъясняется на примере осуществления.
Показано:
Фиг. 1 - дюбель согласно изобретению в перспективном изображении в разрезе;
Фиг. 2а - 2с - способ установки для данного дюбеля согласно изобретению в трех изображениях в разрезе; и
Фиг. 3 - детальное изображение в разрезе, показывающее зацепление установочного инструмента в стопорную тарелку дюбеля согласно изобретению.
Представленный на фиг. 1 дюбель 1 имеет удлиненную дюбельную гильзу 2 с проходящим вдоль продольной оси каналом 3. Спереди дюбельная гильза 2 имеет распорную часть 4, к которой примыкает стержневая часть 5. «Спереди» и «сзади» относятся всегда к направлению Е ввода дюбеля при установке. Переход от стержневой части 5 к распорной части 4 отличается характерным сужением канала 3 примерно на половину диаметра, при этом внешний диаметр по существу лишь слегка конически расширен назад. В задней четверти стержневая часть 4 еще раз расширена примерно на 20 процентов во внешнем диаметре. Распорная часть 5 имеет такие прорези 6, что внешняя сторона распорной части 5 имеет структуру по типу рыболовного крючка. На заднем конце дюбельной гильзы 2 стрежневая часть 4 расширяется к первой закраине 7, и в этой области расположена стопорная тарелка 8. Стопорная тарелка 8 - это по существу плоская круглая шайба 9 с несколькими распределенными по окружности выемками 10, а также с выдающимся вперед коротким, выполненным в виде гильзы выступом 11 для крепления с возможностью вращения стопорной тарелки 8 на дюбельной гильзе 2. От смещения назад стопорная тарелка 8 удерживается первой закраиной 7, а одновременно от смещения вперед, которое не актуально для установки и состояния монтажа, он удерживается исключительно путем фиксирующего соединения 12 в форме огибающей прорези и огибающего утолщения (не показано). За счет стопорения от смещения назад стопорная тарелка 8 жестко по оси соединена по замыслу изобретения с дюбельной гильзой 2. Выполнение соединения в виде фиксирующего соединения 12 позволяет транспортировать стопорную тарелку 8 отдельно от дюбельной гильзы 2 к месту монтажа, и лишь тогда для использования надевать спереди на дюбельную гильзу 2 и в представленном положении фиксировать. Таким образом, дюбель 1 можно транспортировать очень компактно. Абсолютно независимо от прочих особенностей примера выполнения фиксирующее соединение 12 может быть выполнено разъемным или неразъемным или может быть заменено другим типом соединения.
Центрально по оси в дюбельной гильзе 2 расположен шуруп 13 в качестве распорного элемента, причем фиг. 1 представляет состояние до установки, при котором задний конец шурупа 13 выглядывает наружу из дюбельной гильзы 2. Без шурупа 13 дюбель 1 имеет такую же длину, как и дюбельная гильза 2. Передний конец шурупа 13 образован металлическим стержнем 14, который имеет резьбу 15, длина которой соответствует примерно 1,5-кратной длине распорной части 5 дюбельной гильзы 2. Отношение шага резьбы к внешнему диаметру резьбы на значительной части длины составляет около 0,25, следовательно, речь идет о шурупе 13 с малым шагом. К резьбе 15 далее примыкает безрезьбовая часть 16 и затем головная часть 17 с рифлением (не показано). Головная часть 17 залита синтетическим материалом, благодаря чему формируется удлиненная, по существу цилиндрическая головка 18 шурупа 13. Длина головки 18 соответствует по существу длине распорной части 5. В передней области головка 18 имеет несколько огибающих первых утолщений 19, которые в соединении со стоящим радиально внутрь, огибающим вторым утолщением 20 на заднем конце дюбельной гильзы 2 обеспечивают, чтобы шуруп 13 в представленном положении удерживался напротив дюбельной гильзы 2 для установки. На заднем конце шуруп 13 имеет вторую закраину 21, которая при вводе шурупа 13 в дюбельную гильзу 2 в зоне первой закраины 7 дюбельной гильзы 2 проходит по оси к упору. При этом вводе шуруп 13 подается по своей резьбе 15 в распорную часть 5 дюбельной гильзы 2. Для того чтобы она там могла зацепиться и привести к распиранию, канал 3 по сравнению со стержневой частью 4 значительно заужен. Как в дальнейшем будет подробнее объяснено, процесс ввода шурупа 13 в дюбельную гильзу 2 не заканчивается осевым упором второй закраины 21 на дюбельную гильзу 2, а должно произойти укорочение дюбельной гильзы 2. Для этого дюбельная гильза 2 имеет в передней, непосредственно примыкающей к распорной части 4, части стержневой части 5, усадочную зону 22. Эта усадочная зона 22 образована из нескольких местных утонений 23, которые частично насквозь пронизывают дюбельную гильзу 2, а частично также выполнены лишь в виде карманов. При этом дело не в том, осуществляется ли проникновение частично или полностью. Важно то, что дюбельная гильза 2 при транспортировке и при вводе в просверленное отверстие в этой области несущественно деформируется, но при вводе шурупа 13 посредством по возможности незначительного крутящего момента может укорачиваться, причем укорочение в примере осуществления изобретения происходит путем пластической осадки.
Посредством фиг. 2а-2с далее будет разъяснен способ установки согласно изобретению. Этот способ установки служит созданию крепежной системы 24 с изоляционным материалом 25 в форме плит, который посредством дюбеля 1 закреплен на основании 26, здесь кирпичная кладка из пустотелого кирпича. Установка происходит посредством установочного инструмента 27, который, например, может быть зажат в сверлильном аппарате или в аккумуляторном шуруповерте (не показан).
Установочный инструмент 27 имеет цилиндрическую основную часть 28, перед которой на передней стороне, повернутой к дюбелю 1, расположено несколько выступающих по оси вперед, удлиненных цилиндрических цапф 29 в виде выступов 30. Всего семь распределенных по периметру цапф 29 расположены на воображаемой окружности. Кроме того, от основной части 28 выступает вперед огибающий бортик 31, причем бортик 31 выступает вперед не настолько далеко, как цапфа 29. На противоположной задней стороне основной части 28 он выступает в радиальном направлении перед стопорной тарелкой 32. В осевом направлении сзади к основной части 28 примыкает посередине шестигранный стержень 33 для установки установочного инструмента 27 в сверлильном аппарате или в подобном. Кроме этого посередине перед основной частью 28 в осевом направлении выступает звездчатая бита 34.
Для создания крепежной системы 24 сначала делают сверленое отверстие 35 через изоляционный материал 25 насквозь в основание 26. В просверленное отверстие 35 вставляют дюбель 1, пока стопорная тарелка 8 не ляжет на внешнюю сторону 36 изоляционного материала 25. Распорная часть 5 дюбеля 1 при этом располагается в области основания 26. До или после вставки дюбеля 1 установочный инструмент 27 с битой 34 насаживается на шуруп 13, для чего последний имеет на своем заднем конце звездообразное посадочное место 37 под инструмент (см. фиг. 1). Путем вращения установочного инструмента 27 шуруп 13 забивается в дюбельную гильзу 2 и распирает распорную часть 5, благодаря чему дюбель 1 получает опору в основании 26. Ввод происходит на первом этапе до представленного на фиг. 2b состояния, т.е. вращается только шуруп 13. В представленном на фиг. 2b переходе ко второму этапу, с одной стороны, вторая закраина 21 шурупа 13 садится на дюбельную гильзу 2, и, с другой стороны, цапфы 29 захватываются с геометрическим замыканием в выемки 10 стопорной тарелки 8. И то и другое не должно обязательно происходить одновременно, но также может происходить во времени перехода одно за другим. Также не следует останавливать вращательное движение, а пользователь может вращать установочный инструмент 27 непрерывно дальше до завершения процесса установки (фиг. 2с). Захват с геометрическим замыканием подробно представлен на фиг. 3, где показан разрез одной из цапф 29 и соответствующая выемка 10. Выемка 10 выполнена в виде одной проходящей по окружности прорези 38 (см. фиг. 1 и 3), которая пронизывает стопорную тарелку 8 аксиально. Поскольку цапфа 29 цилиндрическая, она имеет в прорези 38 зазор в окружном направлении. Он обеспечивает зацепление цапфы 29 при относительном перемещении по винтообразной линии в прорези 38, т.е., в частности путем имеющейся при ввинчивании шурупа 13 комбинации из линейного перемещения в осевом направлении и вращения вокруг продольной оси L установочного инструмента 27. Относительное перемещение представлено обозначенной винтовой линей S. При переходе от первого этапа ко второму может случиться, что цапфа 29 не точно последует по винтовой линии S, а, например, сначала сядет между двумя прорезями 38. Однако это ведет лишь к тому, что цапфа 29 сначала скользит по стопорной тарелке 8 и при этом ее немного вдавливает в изоляционный материал 25, чтобы затем зацепиться в следующую прорезь 38 в направлении вращения. Однако даже и при относительно большом числе оборотов благодаря длине прорези 38 это не приведет к тому, что эта прорезь 38 будет пропущена. Тем самым комбинация из цилиндрической цапфы 29 и расположенной по окружности прорези 38 обеспечивает особо надежное зацепление с геометрическим замыканием посредством относительного перемещения по винтообразной линии.
Последующим вращением установочного инструмента 27 на втором этапе способа установки вращается как шуруп 13, так и стопорная тарелка 8. Поскольку вторая закраина 21 шурупа 13, как описано, налегает на дюбельную гильзу 2, дальнейшее вращательное движение создает осевые усилия сдвига внутри дюбельной гильзы 2, которые приводят к пластическому сплющиванию усадочной зоны 22. Путем осевого упора стопорной тарелки 8 на дюбельную гильзу 2 стопорная тарелка 8, вращаясь, втягивается в изоляционный материал 25, причем он одновременно по своей внешней окружности аксиально подпирается бортиком 31. Стопорная тарелка 8 погружается в изоляционный материал 25 настолько, пока тарельчатый упор 32 установочного инструмента 27 не сядет с внешней стороны 36 изоляционного материала 25, как показано на фиг. 2с. Затем установочный инструмент 27 снимают, и возникшее в изоляционном материале 25 углубление 39 заделывают диском (не показано) из изоляционного материала.
Описанный способ установки с дюбелем 1 и установочным инструментом 27 делает возможным, с одной стороны, компактную упаковку дюбеля 1 и, с другой стороны, надежную, быструю установку.
Список условных обозначений
1 дюбель
2 дюбельная гильза
3 канал
4 стержневая часть
5 распорная часть
6 прорезь
7 первая закраина на дюбельной гильзе 2
8 стопорная тарелка
9 шайба
10 выемка на стопорной тарелке 8
11 выступ
12 фиксирующее соединение
13 шуруп
14 металлический стержень
15 резьба
16 безрезьбовая часть шурупа 13
17 головная часть металлического стержня 14
18 головка шурупа 13
19 первое утолщение на шурупе 13
20 второе утолщение на дюбельной гильзе 2
21 вторая закраина на шурупе 13
22 усадочная зона
23 утонение
24 крепежная система
25 изоляционный материал
26 основание
27 установочный инструмент
28 основная часть
29 цапфа
30 выступ
31 бортик
32 тарельчатый упор
33 стержень
34 бита
35 просверленное отверстие
36 внешняя сторона изоляционного материала 25
37 посадочное место под инструмент шурупа 13
38 прорезь
39 углубление в изоляционном материале 25
E направление установки
L продольная ось установочного инструмента
S винтовая линия