ДЮБЕЛЬ, УСТАНОВОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
DOWEL SETTING TOOL AND METHOD FOR FASTENING 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 4 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 которого стопорная тарелка вращается относительно дюбельной гильзы. После вставки дюбеля в предварительно просверленное отверстие на первом этапе вращается сначала шуруп, и затем на втором этапе шуруп и стопорная тарелка совместно. Посредством вращения стопорной тарелки последний врезается в изоляционный материал. Далее шуруп втягивает стопорную тарелку 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. Проблематичным является переход от первого этапа ко второму. Публикация предлагает установочный инструмент с насадкой в виде «звездочки» для приведения в движение шурупа и с внешним шестигранником для приведения в движение стопорной тарелки. Остается неясным, как должно происходить зацепление внешнего шестигранника в стопорной тарелке, так как для этого должно происходить относительное движение в осевом направлении между установочным инструментом и стопорной тарелкой. Можно было бы сначала рукой немного вдавить стопорную тарелку в эластичный изоляционный материал, затем шуруп завинтить до установки установочного инструмента прямо перед стопорной тарелкой, чтобы, в конечном счете, снять нагрузку со стопорной тарелки. При этом он перемещается благодаря эластичности изоляционного материала по оси назад в направлении установочного инструмента и может быть схвачен его шестигранником. Однако это трудоемко и не обеспечивает надежной работы при различных изоляционных материалах.
Поэтому задача изобретения состоит в таком улучшении способа установки и дюбеля, чтобы достигалась надежная, быстрая установка.
Эта задача решается согласно изобретению признаками пунктов 1 и 4 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 и вращающуюся относительно дюбельной гильзы стопорную тарелку. «Вращающийся» означает, что стопорная тарелка вращается относительно дюбельной гильзы вокруг оси вращения, соответствующей по существу продольной оси дюбельной гильзы. Стопорная тарелка и дюбельная гильза составляют вращающуюся опору. Эта вращающаяся опора не должна быть легко перемещаемой, также может потребоваться преодолеть начальное сопротивление. Вращение шурупа и стопорной тарелки осуществляется установочным инструментом. Для этого он выполнен таким образом, что он может быть приведен в зацепление с геометрическим замыканием как с шурупом, так и со стопорной тарелкой. При этом на первом этапе поворачивается только шуруп и затем на втором этапе совместно шуруп и стопорная тарелка. Способ установки согласно изобретению отличается тем, что при переходе от первого этапа ко второму установочный инструмент и стопорная тарелка посредством относительного перемещения друг с другом по винтообразной линии приводятся в зацепление с геометрическим замыканием, для чего установочный инструмент и стопорная тарелка выполнены соответственно. Под «относительным перемещением по винтообразной линии» подразумевается комбинированное поступательно-вращательное движение, причем происходит в частности вращение вокруг продольной оси установочного инструмента. Движение такого рода позволяет осуществлять переход от первого этапа ко второму при постоянном вращении установочного инструмента, и, прежде всего, в частности, при, по существу, неизменной скорости вращения. Пользователь также может просто дать инструменту вращаться дальше, без необходимости каким-либо образом дополнительно вмешиваться или направлять. В крайнем случае, он почувствует повышенный крутящий момент из-за вращения стопорной тарелки и сдавливания изоляционного материала.
Предпочтительно установочный инструмент имеет выступ, который зацепляется с геометрическим замыканием в выемку стопорной тарелки, причем выступ простирается в частности в продольном направлении, т.е. параллельно оси вращения установочного инструмента. Альтернативно зацепление с геометрическим замыканием может происходить наоборот, т.е. посредством выступа на стопорной тарелке и выемки на установочном инструменте. Не отходя от сущности изобретения, как тарельчатый держатель, так и установочный инструмент также могут иметь выступы, которые приводятся друг с другом в зацепление с геометрическим замыканием. Предпочтителен, однако, выступ на установочном инструменте и выемка на стопорной тарелке, поскольку выступы на стопорной тарелке могут помешать последующему накрытию стопорной тарелки.
Чтобы обеспечить простой, надежно работающий набор, содержащий установочный инструмент и дюбель, изобретение предлагает, чтобы установочный инструмент имел по меньшей мере одну, предпочтительно несколько удлиненных в частности цилиндрических цапф в качестве выступов, и стопорная тарелка имела, по меньшей мере, равное число расположенных по окружности прорезей в качестве выемок. Прорези позволяют «погрузить» цапфу вдоль винтовой линии, так чтобы цапфа достаточно глубоко проникла в прорезь в направлении ввода дюбеля, до тех пор, пока цапфа не ударится о конец прорези, т.е. не зацепится с геометрическим замыканием. Одновременно прорезь обеспечивает направление и, тем самым, стабилизацию стопорной тарелки в радиальном направлении через цапфу.
Изобретение разъясняется далее посредством примера осуществления изобретения.
Показано:
Фиг. 1 - дюбель согласно изобретению в перспективном изображении в разрезе;
Фиг. 2а - 2с - способ установки согласно изобретению для этого дюбеля 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, в то время как 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 вращающейся опоры стопорной тарелки 8 на дюбельной гильзе 2. От смещения назад стопорная тарелка 8 удерживается первой закраиной 7, в то время как она удерживается от смещения вперед, которое не имеет отношения к установке и состоянию монтажа, исключительно путем фиксирующего соединения 12 в форме огибающей прорези и огибающего утолщения (не показано). За счет стопорения от смещения назад стопорная тарелка 8 соединена жестко по оси с дюбельной гильзой 2 по замыслу изобретения. Выполнение соединения в виде стопорного соединения 12 позволяет транспортировать стопорную тарелку 8 отдельно от дюбельной гильзы 2 до места монтажа, и только потом тарельчатый держатель 8 надевается пользователем спереди на дюбельную гильзу 2 и в представленном положении фиксируется. Таким образом, дюбель 1 можно транспортировать очень компактно. Полностью независимо от прочих признаков примера осуществления фиксирующее соединение 12 может быть выполнено разъемным или неразъемным или может быть заменено другим типом соединения.
По центу оси в дюбельной гильзе 2 расположен шуруп 13 в качестве распорного элемента, причем фиг. 1 показывает 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 этой забивке 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 сужен. Как в дальнейшем будет подробнее объяснено, процесс забивки 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 образуется из нескольких местных утонений, которые частично насквозь пронизывают дюбельную гильзу 2, а частично также выполнены лишь в виде кармана. 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 зоне несущественно деформируется, но при забивке 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 для создания 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, можно зажать 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 по периметру огибающий бортик 31, причем бортик 31 выступает вперед не настолько далеко, как цапфа 29. На лежащей напротив задней стороне основной части 28 он выступает в радиальном направлении перед тарельчатым упором 32. В осевом направлении сзади к основной части 28 посередине примыкает 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 сверленое 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 зоне 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 основание 26. Забивка 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 на протяжении переходного времени одно за другим. Также не следует останавливать вращательное движение, а пользователь может позволить установочному инструменту 27 непрерывно вращаться дальше. 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), который пронизывает стопорную тарелку 8 аксиально. Поскольку цапфа 29 цилиндрическая, она имеет в прорези 38 зазор в окружном направлении. Он обеспечивает зацепление цапфы 29 в прорези 38 при относительном перемещении по винтообразной линии, 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 сможет привести 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 сжатию усадочной зоны 22. Путем осевого прижима стопорной тарелки 8 на дюбельную гильзу 2 стопорной тарелки 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 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 снимается, и возникшее в изоляционном материале 25 углубление 39 может быть закрыто 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
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 сверленое 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