ДЮБЕЛЬ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИХ ПЛИТ
DOWEL FOR FIXATION OF HEAT INSULATION BOARDS

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, в частности к креплению теплоизоляционных плит к стенам зданий и сооружений.
Известны дюбели для крепежа теплоизолирующих материалов в виде листов и плит к стенам зданий и сооружений, содержащие полимерный крепежный элемент (гильзу) в виде стержня с продольным отверстием, состоящего из головной зоны с прижимным диском на конце ее, дистанционной и распорной зон, а также распорный элемент в виде стержня с головкой на одном его конце (патенты RU 2291988; RU 2161229 С2; RU 2180383 С2; ЕР 0846878 А2; DE 19808927 C1; EP 0528119 A1; CH 671616 А5; RU 55391 U1; DE 3045986 A1). В смонтированном на стене положении конец распорного элемента с головкой заглублен в продольном отверстии гильзы, а другой конец распорного элемента введен в распорную зону гильзы. Предпочтительным материалом распорного элемента для ответственных случаев монтажа теплоизоляции (например, многоэтажные здания или монтаж теплоизоляции с последующим нанесением на нее штукатурки «мокрым» способом) являются стали. Они имеют наименьшую стоимость по сравнению с другими материалами с равными жесткостью и прочностью (требования высокой прочности и жесткости особо важны при монтаже изоляции большой толщины, т.е. когда длина дистанционной зоны гильзы и, следовательно, длина распорного элемента наибольшие). Стали подвержены коррозии, поэтому наиболее ответственная часть распорного элемента, а именно головка, защищается в указанных выше дюбелях от воздействия атмосферной влаги двумя различными способами.
Первый способ защиты головки от воздействия влаги - это наформовка на нее шляпки из коррозионно-стойкого (как правило, полимерного) материала (патенты RU 2291988; RU 2161229 С2). Наформовка шляпки - это самостоятельная трудоемкая операция, требующая дорогостоящей технологической оснастки. Она увеличивает себестоимость распорного элемента почти в 2 раза. Это недостаток первого способа защиты от коррозии головки распорного элемента.
Второй способ защиты - это закупорка конца продольного отверстия гильзы в ее головной зоне, после того как распорный элемент смонтирован в гильзу. При этом применяют закупоривающие элементы (далее - крышки) двух типов.
Первый тип - это крышки, выполненные как самостоятельная деталь, соединенная (ЕР 0846878 А2) или не соединенная (RU 2180383 С2; DE 19808927 C1) с гильзой перед монтажом в нее распорного элемента. Этот тип крышек имеет тот же недостаток, что и наливка шляпок на головку распорного элемента. А именно, изготовление дополнительной детали, требующее самостоятельной дорогостоящей технологической оснастки. Вторым недостатком является сложность монтажа крышки, требующего дополнительных затрат времени. Размер крышек, как правило, около 15 мм. Оператор монтажа дюбеля должен взять эту мелкую деталь из тары, правильно сориентировать ее и точно ввести в отверстие в головной зоне гильзы. Это тем более затруднительно в зимнее время, когда руки оператора неизбежно в теплых перчатках.
Второй тип крышек - это крышки, изготовленные за одно целое с гильзой как одна деталь (ЕР 0528119 А1; СН 671616 А5; RU 55391 U1; DE 3045986 A1). В сравнении с первым типом крышек здесь отсутствуют самостоятельные технологические операции и оснастка для изготовления крышки. Наиболее удачными из этого типа крышек следует считать представленные в патентах RU 55391 U1 и DE 3045986 A1 по следующей причине. Материал на формование крышки извлекается из материала прижимного диска, в котором образуется отверстие: очевидно отсутствие затрат материала на формование крышки.
На основании вышеизложенного в качестве прототипа заявляемого изобретения принята конструкция, представленная в патенте DE 3045986 A1 как наилучшая (в нашем представлении) из известных с точки зрения соответствия современному уровню техники. Дюбель по патенту DE 3045986 A1 содержит полимерный крепежный элемент в виде стержня с продольным отверстием, состоящего из головной зоны с прижимным диском на конце ее и выполненной за одно целое с диском откидной крышки, имеющей возможность перекрытия входного сечения продольного отверстия в закрытом ее положении, дистанционной и распорной зон, а также распорный элемент в виде стержня с головкой на одном его конце.
Конструкции этого типа имеют два недостатка.
Первый из них - необходимость оператору иметь и использовать специальный инструмент для выполнения операции закупорки. В этих конструкциях крышка выполнена за счет материала прижимного диска и размещена поэтому внутри одного из отверстий в диске; поверхности диска и крышки оказываются как бы продолжением друг друга. При выполнении операции закупорки необходимо извлечь крышку из отверстия в диске, подцепив ее каким-либо инструментом, и только затем простым движением руки повернуть ее и ввести в отверстие диска. Подцепить и извлечь мелкий элемент, особенно в зимнее время (мороз, ограниченная видимость), сложно. Очевидны дополнительные затраты времени при монтаже и вероятность повреждения крышки.
Второй недостаток присущ не только конструкциям, аналогичным прототипу, но и прочим конструкциям с крышками. Эти крышки устанавливают с натягом по всему периметру контакта крышки с поверхностью отверстия во избежание самопроизвольного выпадения. Некоторые из них (например, в патенте RU 55391 U1) даже снабжаются специальными средствами фиксации в закрытом положении. Однако такой способ установки крышки в отверстие диска достаточно надежно защищает головку распорного элемента только от атмосферной влаги в капельном виде (например, при попадании влаги, содержащейся в «мокрой» штукатурке, накладываемой на теплоизоляцию, или при попадании раздробленных капель дождя, заносимых через щели облицовки в воздушный зазор вентилируемого фасада).
Такие конструкция и способ установки крышки не предотвращают проникновения и воздействия влаги в парообразном состоянии на головку распорного элемента. В замкнутую крышкой полость продольного отверстия, в которой размещена головка распорного элемента, влага проникает не только через возможные неплотности контакта крышки и отверстия (эти неплотности могут и отсутствовать), но и посредством диффузии сквозь толщины стенок крышки и гильзы: полимеры класса полиолефинов, из которых преимущественно изготавливаются дюбели этого типа, обладают свойством газопаропроницаемости.
При проникновении влаги в замкнутую полость к головке распорного элемента по диффузионному механизму плотное соединение крышки с отверстием диска может оказывать даже отрицательное воздействие с точки зрения защиты головки элемента от коррозии. Так, в период очень теплой и влажной погоды (т.е. когда коэффициент диффузии, сильно зависящий от температуры, велик) указанная выше полость достаточно быстро насыщается влагой, но в течение следующего за ним холодного (даже, может быть, очень сухого) погодного периода влага диффундирует обратно из полости чрезвычайно медленно и под воздействием пониженных температур может даже конденсироваться в капельное состояние. При этом в полости создаются условия с точки зрения коррозии головки даже худшие, чем на открытом воздухе. Это является вторым недостатком конструкций, подобных конструкции прототипа.
Техническими результатами при использовании заявляемого изобретения являются, во-первых, упрощение и повышение качества исполнения процедуры монтажа дюбеля, во-вторых, повышение уровня защиты головки распорного элемента дюбеля от коррозионного воздействия атмосферной влаги.
Указанные технические результаты достигаются тем, что дюбель для крепления теплоизолирующих плит содержит полимерный крепежный элемент в виде стержня с продольным отверстием, состоящего из головной зоны с прижимным диском на конце ее и выполненной за одно целое с диском откидной крышки, имеющей возможность перекрытия входного сечения продольного отверстия в закрытом ее положении, дистанционной и распорной зон, а также распорный элемент в виде стержня с головкой на одном его конце, при этом полость, образованная продольным отверстием и крышкой в закрытом ее положении, соединена с атмосферным воздухом вентиляционным каналом, конфигурация и расположение которого препятствуют попаданию в полость капельной влаги из атмосферы, в исходном положении крышки ее ось параллельна оси продольного отверстия, причем нижняя поверхность крышки отстоит от верхней поверхности диска не менее чем на 3 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображен общий вид дюбеля;
на Фиг.2 изображен разрез дюбеля диаметральной плоскостью, крышка 9 в исходном положении;
на Фиг.3 изображен вид А на фиг.2;
на Фиг.4 изображен разрез дюбеля диаметральной плоскостью, крышка 9 в закрытом положении; и
на Фиг.5 изображен общий вид крышки (увеличено).
Дюбель включает в себя полимерный крепежный элемент 1 в виде стержня с продольным отверстием 2 и распорный элемент 3, размещенный в продольном отверстии 2 (см. Фиг.1 и 2). Распорный элемент 3 имеет головку 4. Полимерный крепежный элемент 1 состоит из головной зоны 5, дистанционной зоны 6 и распорной зоны 7. Верхний конец головной зоны выполнен в виде прижимного диска 8. Откидная крышка 9, соединенная гибкой перемычкой 10 с прижимным диском, выполнена с ним как одна деталь за одну технологическую операцию, например методом литья под давлением.
На Фиг.1, 2 и 3 крышка 9 показана в исходном положении, в котором она пребывает вплоть до начала операции закупорки продольного отверстия при монтаже дюбеля. На Фиг.4 крышка показана в закрытом положении. Как видно, она своим кольцевым буртом 11 перекрывает входное сечение продольного отверстия.
Как видно из Фиг.2, ось крышки Х-Х является одновременно и осью отверстия 12 в прижимном диске, а габаритный диаметр крышки меньше или равен диаметру этого отверстия; при этом важно, что ось крышки Х-Х параллельна оси продольного отверстия У-У. При таком размещении крышки относительно прижимного диска конструкция технологической оснастки для формования крепежного элемента заодно с крышкой оказывается максимально простой.
Представленный на Фиг.1-5 дюбель имеет два отличия от известных конструкций.
Первое отличие состоит в том, что крышка 9 в исходном положении (см. Фиг.1, 2 и 3) расположена не внутри отверстия 12; нижняя поверхность 13 крышки отстоит от верхней поверхности 14 диска на расстояние «а», не меньшее чем 3 мм. При таком взаимном положении крышки и диска не требуется во время выполнения операции закупорки извлекать крышку 9 из отверстия 12. Край крышки легко подцепить пальцем даже в перчатке и, сгибая перемычку 10, повернуть крышку на 180° и вставить ее во входное сечение продольного отверстия 2. Этим отличием достигается упрощение и повышение качества исполнения процедуры монтажа дюбеля.
Второе отличие состоит в том, что на поверхностях крышки 15 и 16 (см. также Фиг.5) выполнено углубление 17, образующее при закрытом положении крышки вентиляционный канал, соединяющий замкнутую крышкой полость продольного отверстия 2 с атмосферным воздухом. Вентиляция замкнутых полостей с целью эффективного удаления скапливающейся в них влаги является известным приемом, и в данном случае она снижает скорость коррозии головки 4 распорного элемента 3.
Воздухообмен полости продольного отверстия с окружающим дюбель воздухом должен быть минимально необходимым для отвода влаги из полости, проникшей в нее по диффузионному механизму. Излишний по отношению к этому воздухообмен будет причиной повышенного конвективного переноса тепла от головки распорного элемента к окружающему воздуху (т.е. причиной «теплового мостика» в соответствии с терминологией, принятой в строительной практике). С этой точки зрения необходим только один локально сосредоточенный канал, так как два и более каналов неизбежно приведут к излишне интенсивному конвективному воздухообмену. При наличии же только одного вентиляционного канала воздухообмен осуществляется не за счет конвективного входа воздуха в один канал и выхода его через другой канал, а вследствие циклического изменения плотности (и, следовательно, объема) воздуха в полости продольного отверстия. Это изменение плотности вызывается суточными колебаниями температуры окружающего воздуха и является достаточным для удаления избыточной влажности в течение 2-3 суток.
После монтажа дюбеля вентиляционный канал 17 должен быть ориентирован таким образом, чтобы капельная влага, случайно попадающая на поверхность прижимного диска и стекающая по ней под действием собственного веса, не попадала через этот канал в замкнутую полость продольного отверстия. Иными словами, вентиляционный канал после монтажа дюбеля должен быть направлен вертикально вниз. Для соблюдения этого при монтаже на поверхность прижимного диска может быть дополнительно нанесена метка, указывающая правильную ориентацию дюбеля (например, метка 18, как показано на Фиг.3).
Для улучшения отвода стекающей капельной влаги от зоны выхода из вентиляционного канала целесообразно выполнение отводного канальца 19, как это показано на Фиг.2, 3 и 4.
Это второе отличие заявляемого дюбеля от известных в виде вентиляционного канала полости продольного отверстия, в которой размещена головка распорного элемента, повышает уровень защиты головки от коррозионного воздействия атмосферной влаги.