КРЕПЕЖНЫЙ НАБОР
MOUNTING KIT

Настоящее изобретение относится к крепежному набору для крепления аксессуара к трубчатому металлическому профилю, имеющему стенку с толщиной, в частности, между 0,5 мм и 5 мм, предпочтительно, между 1 мм и 3 мм, при этом стенка имеет переднюю поверхность, заднюю поверхность и круглое отверстие через нее. Крепежный набор содержит: болт, имеющий головку болта и, по меньшей мере, частично, резьбовой стержень, выполненный с возможностью вставки через отверстие в стенке; расклиниватель, который имеет геометрическую продольную ось, и размер которого обеспечивает частичную вставку в осевом направлении в отверстие в стенке, причем расклиниватель содержит: радиально выступающий участок, выполненный с возможностью упора в переднюю поверхность; участок втулки, продолжающийся в осевом направлении от радиально выступающего участка, и выполненный с возможностью размещения внутри отверстия, причем участок втулки имеет ограничивающий цилиндр; клиновидный участок, продолжающийся в осевом направлении от участка втулки и имеющий, по меньшей мере, две клиновидные поверхности, которые имеют уменьшающийся диаметр от участка втулки, при этом участок втулки и клиновидный участок имеют общую длину, измеренную параллельно продольной оси между радиально выступающим участком и свободным концом клиновидного участка; и сквозное отверстие, посредством которого расклиниватель имеет возможностью скольжения на стержень болта по направлению к головке болта в первом направлении, по существу, параллельном продольной оси; и образованный как одно целое металлический анкер, размер которого обеспечивает вставку в осевом направлении через отверстие в стенке, причем анкер содержит резьбовую часть, выполненную с возможностью навинчивания на резьбу стержня болта, и по меньшей мере, два радиально расширяемых плеча, продолжающихся в осевом направлении от резьбовой части и выполненных с возможностью скольжения вдоль соответствующей одной из, по меньшей мере, двух клиновидных поверхностей, при скольжении анкера в первом направлении, вызываемом в частности, посредством затягивания болта, при этом плечи имеют свободный конец, выполненный с возможностью запирания анкера на задней поверхности при радиальном расширении плеч, причем радиальное расширение вызвано деформацией металлического анкера, при этом расклиниватель и анкер дополнительно содержат взаимно запираемые структуры для существенного ограничения вращения анкера относительно расклинивателя.
Такой крепежный набор описан в публикации WO-A-2007/009998, где он используется для крепления держателя крепежного болта к трубчатой стойке. В известном крепежном наборе, радиально выступающий участок расклинивателя образован фланцем с выступающей из него цилиндрической втулкой. Диаметр втулки соответствует диаметру отверстия в боковой стенке стойки. Клиновидный участок с четырьмя клиновидными поверхностями продолжается в осевом направлении от цилиндрической втулки, причем клиновидные поверхности разделены радиально выступающими ребрами. Анкер, в целом, образован полым цилиндром с резьбовой концевой частью с четырьмя параллельными прорезями, образующими плечи, которые скользят по соответствующим клиновидным поверхностям. Ребра и прорези имеют такие размеры, что плечи направляются между ребрами, тем самым гарантируя, что расклиниватель и анкер, по существу, не могут вращаться относительно друг друга. Как описано в публикации WO-A-2007/009998, плечи анкера расширяются в радиальном направлении при скольжении по клиновидным поверхностям при затяжке болта во время крепления аксессуара к стойке. Радиальное расширение вызывается деформацией анкера, в частности, область, где концы прорезей, то есть там, где плечи соединяются с резьбовой частью, деформируется. Болт затягивается до тех пор, пока свободные концы плеч не соприкоснутся с задней стороной стенки стойки, закрепляя, таким образом, анкер, а значит, и болт с аксессуаром к стойке.
Крепежный набор, описанный в публикации WO-A-2007/009998, выпускается заявителем на рынок под названием «Quick-Fix». Крепежный набор имеет предел прочности на разрыв, по меньшей мере, 10 кН и подходит для полых металлических стоек с толщиной стенки от 0,5 до 5 мм. Прочность на разрыв является результатом материалов, используемых при изготовлении болта и анкера, в частности, используются достаточно жесткие металлы или металлические сплавы, предпочтительно нержавеющая сталь, поскольку крепежный набор обычно используется на открытом воздухе. Кроме того, форма плеч, а именно поперечный изгиб в плечах, также способствует прочности или жесткости плеч, поскольку такую лотковую форму нелегко согнуть. Для того чтобы снизить стоимость металлического анкера, анкер не изготавливается из пружинной стали и возвращается только в ограниченной степени, в частности, отчасти менее чем на 30%, к своей исходной форме при снятии с расклинивателя. Свободные концы плеч анкера сжимаются, каждый, только около на 0,6 мм (т.е. диаметр анкера уменьшается на 1,2 мм), когда анкер снимается с расклинивателя после использования крепежного набора на стенке, имеющей толщину 2 мм. С учетом усилия, необходимого для сгибания плеч, расклиниватель обычно также изготавливается из металла или металлических сплавов, но возможен также пластиковый расклиниватель.
На практике было обнаружено, что болт в известном крепежном наборе не следует удалять после закрепления аксессуара на стойке. Такое удаление может быть, однако, необходимо по нескольким причинам, например, замены аксессуара или, в случае стопорного болта запорной планки, корректировки запорной планки относительно аксессуара, для чего аксессуар должен быть хотя бы частично ослаблен в отношении стойки. В частности, если болт удален, и особенно когда снятый болт снова вставляется в анкер, анкер может вырваться с расклинивателя и, таким образом, может упасть внутрь стойки, и больше не будет использоваться для повторной фиксации болта к стойке. Следовательно, по меньшей мере, новый анкер должен быть вставлен в отверстие в стойке, чтобы повторно закрепить аксессуар.
Эта проблема решена в патенте Великобритании GB-A-1319516, который в целом относится к устройству для крепления к полости для использования в тонкостенных конструкциях из гипсокартона и для использования в глухих отверстиях, образованных в бетонной стене. В крепежном наборе, раскрытом в патенте Великобритании GB-A-1319516, не используется относительно жесткий и не упругий металлический анкер, но он включает более гибкий пластиковый анкер, в частности, изготовленный из нейлона или полипропилена. Такой пластиковый материал имеет гораздо меньший предел текучести, чем металл, используемый для изготовления анкера в устройстве Quick-Fix, и поэтому не подходит для обеспечения высоких значений прочности на разрыв, в частности, прочности на разрыв, по меньшей мере, 10 кН. Анкер имеет четыре гибких плеча, которые, кроме того, могут изгибаться вокруг окружного канала около резьбовой части анкера. Другими словами, канал образует локально ослабленную область, вокруг которой плечи могут быть легко повернуты, расширяясь или сжимаясь в радиальном направлении. Расширитель, то есть расклиниватель, имеет поверхность в форме усеченного конуса, которая действует как клиновидная поверхность для плеч анкера. Расширитель обеспечен первым буртиком около конца поверхности в форме усеченного конуса, который сцепляется с кольцевыми канавками на свободных концах плеч, так что анкер удерживается напротив расширителя перед использованием, т.е. анкер не может отделиться в осевом направлении от расширителя до использования. Расширитель обеспечен вторым, выступающим наружу буртиком на переходе между цилиндрической поверхностью и поверхностью в форме усеченного конуса, при этом буртик имеет диаметр, почти равный диаметру отверстия в стенке, а цилиндрическая поверхность, таким образом, имеет меньший диаметр. При расширении плеч из-за поверхности в форме усеченного конуса при затягивании болта, плечи защелкиваются в зацепление со вторым буртиком, а затем расширяются до тех пор, пока свободные концы плеч не зафиксируются на задней поверхностью стенки. В случае, если болт снимается после первоначального использования, плечи пластикового анкера являются настолько упругими, что они контактируют в радиальном направлении до тех пор, пока окружные канавки снова не заблокируются со вторым буртиком.
Обратной стороной крепежного набора, раскрытого в патенте Великобритании GB-A-1319516, является то, что для второго буртика требуется цилиндрическая поверхность с уменьшенным диаметром по сравнению с диаметром отверстия в стене, а это означает, что между втулкой и стенкой существует зазор, что является нежелательным. Более того, в стенке сложнее просверлить отверстие большего размера.
Кроме того, использование гибких пластиковых плеч в сочетании с локально ослабленной зоной из-за окружного канала в их основаниях, ограничивает максимальную прочность на разрыв крепежного набора, который обычно используется только для крепления изделия на гипсовых плитах, которые не могут сами сопротивляться высоким растягивающим напряжениям.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение крепежного набора, который содержит анкер с относительно жесткими плечами для обеспечения высокой прочности на разрыв, в частности, прочности на разрыв 10 кН при креплении к стенке, и который, кроме того, предусмотрен для предотвращения освобождения анкера от расклинивателя при снятии болта.
Эта задача достигается согласно изобретению тем, что расклиниватель дополнительно содержит, по меньшей мере, один захват, который полностью расположен внутри ограничивающего цилиндра, причем захват содержит продолжающуюся в радиальном направлении стенку, имеющую верхнюю часть, которая отдалена от радиально выступающего участка на осевое расстояние, измеряемое параллельно продольной оси, и от геометрической продольной оси на радиальное расстоянии, измеряемое перпендикулярно продольной оси, при этом осевое расстояние составляет не более 60% от длины, а радиальное расстояние составляет, по меньшей мере, 85% от радиуса ограничивающего цилиндра, и тем, что свободный конец соответствующего одного из, по меньшей мере, двух плеч имеет зазубрину, причем зазубренный свободный конец выполнен с возможностью захвата в захвате, в частности, посредством зазубренного свободного конца в осевом направлении зацепляющего радиально продолжающуюся стенку, при скольжении анкера во втором направлении, противоположном первому направлению, после скольжения анкера на расклиниватель в первом направлении, с зазубренным свободным концом, прошедшим захват.
Эта задача также достигается согласно изобретению тем, что расклиниватель дополнительно содержит, по меньшей мере, один захват, в частности, полностью расположенный внутри ограничивающего цилиндра, причем захват содержит продолжающуюся в радиальном направлении стенку, имеющую верхнюю часть, которая отдалена от радиально выступающего участка на осевое расстояние, измеряемое параллельно продольной оси, и от геометрической продольной оси на радиальное расстоянии, измеряемое перпендикулярно продольной оси, при этом осевое расстояние составляет не более 8 мм, предпочтительно, не более 7 мм, а радиальное расстояние составляет, по меньшей мере, 5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 6 мм, и тем, что свободный конец соответствующего одного из, по меньшей мере, двух плеч имеет зазубрины, причем зазубренный свободный конец выполнен с возможностью захвата в захвате, в частности, посредством зазубренного свободного конца в осевом направлении зацепляющего радиально продолжающуюся стенку, при скольжении анкера во втором направлении, противоположном первому направлению, после скольжения анкера на расклиниватель в первом направлении, с зазубренным свободным концом, прошедшим захват, и тем, что, когда стенка 1 имеет толщину около 2 мм, расклиниватель выполнен с возможностью радиального расширения зазубренного свободного конца на расстояние от продольной оси 17 не более 1,5 мм, предпочтительно, не более 1 мм, при перемещении анкера от своего осевого положения, причем зазубренный свободный конец захватывается захватом 22 в свое осевое положение, в котором анкер 7 запирается на задней поверхности.
За счет полностью образованного металлического анкера, аналогичного известному крепежному набору, раскрытому в публикации WO-A-2007/009998, предел прочности на разрыв является практически таким же. Другими словами, предел прочности на разрыв крепежного набора согласно настоящему изобретению существенно не уменьшается по сравнению с крепежным набором, раскрытым в публикации WO-A-2007/009998.
Хотя плечи металлического анкера имеют низкую упругость по сравнению с пластиковыми плечами, было неожиданно обнаружено, что металлическое плечо с зазубренным свободным концом способно достаточно радиально сжиматься при ослаблении болта и/или когда анкер отталкивается от расклинивателя для попадания в захват, имеющий стенку с вершиной, которая отдалена от радиально выступающего участка на осевое расстояние не более 60% от длины расклинивателя и радиальное расстояние, по меньшей мере, 85% от радиуса ограничивающего цилиндра. Аналогичным образом было обнаружено, что, когда крепежный набор используется для крепления аксессуара к стенке толщиной около 2 мм, имеющий зазубренный свободный конец, выполненный с возможностью радиального расширения не более 1,5 мм между прохождением захвата и запиранием анкера на задней поверхности в сочетании с осевым расстоянием, составляющим не более 8 мм, и радиальным расстоянием, составляющим, по меньшей мере, 5 мм, также приводит к тому, что металлическое плечо с зазубренным свободным концом может достаточно радиально сжиматься при ослаблении болта и/или когда анкер отталкивается от расклинивателя для попадания в захват. Другими словами, конкретный выбор расположения вершины стенки захвата гарантирует, что металлический анкер зацепится за расклиниватель при извлечении болта, несмотря на довольно небольшое сжатие плеч анкера. По этой причине, в отличие от крепежного набора, описанного в публикации WO-A-2007/009998, анкер остается прикрепленным к расклинивателю, когда после удаления болта он снова вставляется в анкер, что означает, что анкер не теряется и может быть повторно использован, когда болт повторно устанавливается, чтобы снова закрепить аксессуар.
Кроме того, оставшееся расстояние между захватом и свободным концом клиновидного участка обеспечивает достаточную длину клиновидных поверхностей, чтобы позволить клиновидным поверхностям расширять плечи анкера, несмотря на относительно высокую жесткость плеч. В этом отношении, следует отметить, что общая длина расклинивателя и анкера, навинченного на болт без надевания на расклиниватель, ограничена внутренними размерами полой стойки, в которую должны быть вставлены расклиниватель и анкер, причем внутренние размеры обычно стандартизированы и составляют не более 60 мм, 50 мм или 40 мм.
Кроме того, захват, предпочтительно, полностью расположен внутри ограничивающего цилиндра, при этом участок втулки может быть сконструирован таким образом, чтобы его ограничивающий цилиндр имел радиус, максимально близкий к радиусу отверстия в стенке. Другими словами, запас между участком втулки и отверстием в стене может быть сведен к минимуму, необходимому для учета производственных допусков. Сведение к минимуму этого запаса является преимуществом, поскольку это также приводит к меньшему запасу для перемещения аксессуара в отношении стенки. Кроме того, запас означает меньше места для воды и/или грязи, которые могут проникнуть внутрь опоры. Общая прочность расклинивателя также увеличивается посредством возможности спроектировать участок втулки таким образом, чтобы его ограничивающий цилиндр имел радиус, максимально приближенный к радиусу отверстия в стенке. Размер отверстия в стенке также может быть сведен к минимуму, что упрощает сверление отверстия в стенке.
В варианте осуществления настоящего изобретения, анкер изготавливается из металла, обладающего такой упругостью, что, когда каждый из зазубренного свободного конца анкера расширяется на расстояние 2 мм от продольной оси, они сжимаются не более чем на 40%, в частности, не более 35%, и более, в частности, не более 30% от этого расстояния, когда они освобождаются. Преимущество такого металла состоит в том, что он не обязательно должен быть так называемым пружинным металлом, который является намного дороже, чем металлы, которые являются менее эластичными.
В варианте осуществления настоящего изобретения, анкер изготовлен из металла, который имеет предел текучести не более 400 МПа, предпочтительно, не более 300 МПа, и предпочтительно, не более 250 МПа, причем металл имеет предел текучести, по меньшей мере, 50 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, 100 МПа, преимущественно, по меньшей мере, 150 МПа и, более предпочтительно, по меньшей мере, 200 МПа.
Было обнаружено, что изготовление анкера из металла, имеющего такой предел текучести, позволяет плечам, имеющим зазубренные свободные концы, прикладывать достаточную прочность, когда зазубренные свободные концы захватываются в их соответствующие захваты. Другими словами, будучи захваченными в захвате, плечи продолжают прикладывать усилие к расклинивателю, то есть усилие, направленное в радиальном направлении. Это усилие гарантирует, что блокирующие захваты и зазубрины не освободятся случайно, например, когда болт полностью удален, а затем вставлен.
В варианте осуществления настоящего изобретения, радиальное расстояние составляет, по меньшей мере, 87% от радиуса ограничивающего цилиндра, предпочтительно, по меньшей мере, 90% от радиуса ограничивающего цилиндра и, более предпочтительно, по меньшей мере, 92% от радиуса ограничивающего цилиндра. В частности, радиальное расстояние равно радиусу ограничивающего цилиндра, причем радиальное расстояние, предпочтительно, составляет около 7 мм.
Увеличение радиального расстояния означает, что вершина стенки расположена более радиально наружу, что означает уменьшение радиального сжатия, необходимого для плеч. Следовательно, можно использовать более жесткий и, следовательно, более прочный анкер, который увеличивает общую прочность на разрыв крепежного набора.
В варианте осуществления настоящего изобретения, осевое расстояние составляет, по меньшей мере, 15% от длины, предпочтительно, по меньшей мере, 25% от длины, более предпочтительно, по меньшей мере, 30% от длины и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 35% от длины, и что осевое расстояние, предпочтительно, составляет не более 50% длины и, более предпочтительно, не более 45% от длины, причем осевое расстояние составляет, в частности, около 5 мм.
Поскольку радиально выступающий участок расклинивателя расположен на передней стороне стенки, в то время как анкер привинчен со свободными концами его плеч к задней стороне стенки, осевое расстояние между вершиной стенки захвата и радиально выступающим участком расклинивателя обеспечивает необходимое пространство для стенок, имеющих толщину, которая может составлять от около 0,5 мм до около 5 мм, а также для зазубрин, предусмотренных на свободных концах плеч анкера, для прохождения их захвата перед запиранием на задней стенки. С другой стороны, меньшее осевое расстояние между верхней частью стенки захвата и радиально выступающим участком расклинивателя потребует меньшего радиального сжатия плеч, чтобы их зазубренные концы могли попасть в захваты на расклинивателе. По существу, было обнаружено, что осевое расстояние от 35% до 45% от длины, в частности, около 5 мм, является наиболее предпочтительным без ущерба для жесткости плеч анкера.
В варианте осуществления настоящего изобретения, вершина расположена на или рядом с переходом между участком втулки и клиновидным участком.
Было обнаружено, что такое размещение вершины сводит к минимуму необходимое радиальное сжатие плеч, что означает, что их жесткость может быть максимизирована.
В варианте осуществления настоящего изобретения, каждое плечо имеет зазубренный свободный конец, каждый из которых выполнен с возможностью взаимодействия с захватом, который, в частности, полностью расположен внутри ограничивающего цилиндра, причем каждый захват содержит радиально продолжающуюся стенку, имеющую вершину, отдаленную от радиально выступающего участка на осевое расстояние, измеренное параллельно продольной оси, и от геометрической продольной оси на радиальное расстояние, измеренное перпендикулярно продольной оси, при этом осевое расстояние составляет не более 60% от длины, причем осевое расстояние, предпочтительно, составляет не более 8 мм и, более предпочтительно, не более 7 мм, при этом радиальное расстояние составляет, по меньшей мере, 85% от радиуса ограничивающего цилиндра, причем радиальное расстояние, предпочтительно, составляет, по меньшей мере, 5 мм и, более предпочтительно, по меньшей мере, 6 мм.
Обеспечение захвата для каждого плеча анкера повышает прочность и/или надежность крепежного набора. Для каждого плеча может быть предусмотрен отдельный захват или один захват, например, кольцевая канавка, может действовать как общий захват для всех плеч.
Изобретение будет дополнительно объяснено посредством следующего описания и прилагаемых фигур.
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку с частичным вырезом крепежного набора согласно настоящему изобретению, используемому для крепления аксессуара, в частности стопорного болта запорной планки дверного замка, к стенке полой стойки.
Фиг. 2 показывает детализированный вид по Фиг. 1.
Фиг. 3 показывает покомпонентный вид крепежного набора по Фиг. 1.
Фиг. 4 показывает общий вид крепежного набора по Фиг. 1 с опущенным болтом и анкером, захваченным в расклиниватель.
Фиг. 5 показывает вид спереди анкера, захваченного в расклинивателе по Фиг. 4.
Фиг. 6 показывает осевой разрез крепежного набора, выполненный по линии VI на Фиг. 5.
Фигуры 7-9 показывают общие виды, ориентированные в разных направлениях расклинивателя крепежного набора по Фиг. 1.
Фиг. 10 показывает вид спереди расклинивателя по Фиг. 7.
Фиг. 11 показывает осевой разрез через расклиниватель вдоль линии XI на Фиг. 10.
Фиг. 12 показывает общий вид анкера крепежного набора по Фиг. 1.
Фиг. 13 показывает вид спереди анкера по Фиг. 12.
Фиг. 14 показывает осевое сечение через анкер вдоль линии XIV на Фиг. 14.
Фиг. 15 показывает вид спереди как на Фиг. 7 альтернативного расклинивателя.
Фиг. 16 показывает осевой разрез через расклиниватель вдоль линии XVI на Фиг. 10.
Настоящее изобретение будет описано в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на определенные чертежи, однако, изобретение не ограничено этим, а только формулой изобретения.
Более того, термины "первый", "второй", "третий" и подобные в описании и в пунктах формулы изобретения используются для проведения отличий между подобными элементами, и нет необходимости для описания в последовательном или хронологическом порядке. Термины являются взаимозаменяемыми при соответствующих обстоятельствах, и варианты осуществления изобретения могут работать в других последовательностях, чем описанные или проиллюстрированные здесь.
Кроме того, термины верх, низ, над, под и подобные в описании и пунктах формулы изобретения используются в целях описания. Термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми согласно соответствующим обстоятельствам, и варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе, могут работать в других ориентациях, чем описано или проиллюстрировано в данном документе.
Кроме того, различные варианты осуществления, хотя и называются «предпочтительными», должны рассматриваться как иллюстративные способы, которыми может быть реализовано изобретение, а не как ограничивающие объем изобретения.
Фиг. 1 иллюстрирует пример крепежного набора согласно настоящему изобретению, используемого для крепления аксессуара 3 к стенке 1 полой металлической стойки или рамы 2. Аксессуар 3 в этом неограничивающем примере представляет собой стопорный болт запорной планки дверного замка, который прикреплен к передней поверхности одной из стенок 1 полой рамы 2. Аксессуар 3 прикреплен к полой раме 1 посредством двух крепежных наборов, которые продолжаются через отверстие 4 в стенке 1, как более подробно показано на Фиг. 2. Каждый из крепежных наборов содержит стандартный болт 5 с внешней резьбой, расклиниватель 6 и анкер 7 с внутренней резьбой. Болт 5 имеет, по меньшей мере, частично резьбовой стержень 9, выполненный с возможностью ввинчивания в соответствующую внутреннюю резьбу 27 анкера 7. Анкер 7 в его не расширенном виде может быть вставлен в круглое отверстие 4, просверленное в стенке 1 полой рамы 2, в то время как расклиниватель 6 может быть вставлен в это отверстие 4 только частично. Кроме того, анкер 7 в его расширенном положении, удерживается болтом 5 посредством винтовой резьбы 9, 27, на внутренней поверхности стенки 1, таким образом, закрепляя весь крепежный набор вместе с аксессуаром на стойке или раме 2.
Стойка 2, изображенная на Фиг. 1, обычно имеет внешнюю ширину от около 4 см до около 6 см, в частности внешнюю ширину около 4 см, около 5 см, или около 6 см. Поскольку анкеру 7 необходимо быть вставленному в не расширенном виде, общая длина анкера 4 и участке расклинивателя 6 внутри стойки должна быть меньше доступного пространства внутри стойки 2. Следовательно, анкер 7 в не расширенном виде обычно имеет длину не более 3 см и, предпочтительно, не более 2,5 см.
Фиг. 3 показывает покомпонентный вид элементов крепежного набора перед сборкой. Болт 5 имеет головку 8 болта, которая предусмотрена, по меньшей мере, частично на резьбовом стержне 9. Расклиниватель 6 содержит не круглую, в данном случае квадратную, радиально выступающую головку 10, которая больше отверстий 4 в полой раме 2. Таким образом, головка расклинивателя 6 образует фланец 10, который выполнен с возможностью упора в переднюю поверхность стенки 2, как показано на фигурах 1 и 2. Расклиниватель 6 дополнительно имеет участок 11 втулки, выступающий в осевом направлении от фланца 10 и выполненный с возможностью размещения внутри отверстия 4, как показано на фигурах 1 и 2. На прилагаемых фигурах, участок 11 втулки имеет круглое сечение, но будет понятно, что возможны другие формы сечения (например, шестиугольное сечение), хотя круглое сечение является предпочтительным для достижения максимальной прочности. Участок 11 втулки переходит в клиновидный участок 12, имеющий конические, в частности, в форме усеченного конуса клиновидные поверхности 13, разделенные ребрами 14, как показано на фигурах 7-9. Расклиниватель 6 также обеспечен сквозным отверстием 15, посредством которого расклиниватель 6 выполнен с возможностью скольжения по стержню 9 болта 5 по направлению к головке 8 болта в первом направлении (обозначенном стрелкой 16 на Фиг. 6), по существу, параллельно продольной оси 17 сквозного отверстия 15.
Показанный анкер 7, в целом, состоит из полой цилиндрической детали, содержащей резьбовую нижнюю часть 18 с внутренней винтовой резьбой 27 и с четырьмя прорезями 19, образующими плечи 20, которые могут быть расширены в радиальном направлении посредством расклинивателя 6.
Расклиниватель 6 и анкер 7 имеют такую форму, что при нажатии друг на друга ребра 14 расклинивателя 6 входят в зацепление с прорезями 19 анкера 7, существенно ограничивая вращение анкера 7 относительно расклинивателя 6, а конические клиновидные поверхности 13 расклинивателя 6 воздействуют на расширяемые плечи 20 анкера 7 радиально наружу, таким образом, увеличивая внешний диаметр анкера 7 до размера больше, чем диаметр отверстия 4 в полой раме 2, как подробно показано на Фиг. 2. На практике оказывается, что радиальное расширение плеч 20 вызвано деформацией металлического анкера 7. В частности, область, где заканчиваются прорези 19, то есть там, где плечи 20 соединяются с нижней резьбовой частью 18, деформируется, как иллюстрировано на Фиг. 2.
Как иллюстрировано на фигурах 1 и 2, задняя сторона аксессуара 3 содержит квадратное углубление 21, предназначенное для приема квадратной головки 10 расклинивателя 6. Когда квадратная головка 10 расклинивателя вставлена в углубление 21, ее фиксирующее зацепление существенно ограничивает вращение расклинивателя 6 относительно аксессуара 3. Хотя на фигурах 1 и 2 углубление 21 иллюстрировано как квадратное, может рассматриваться любая не круглая форма, которая ограничивает вращение головки 10 расклинивателя. Например, одна удлиненная канавка может вместить несколько головок 10 расклинивателей и удерживать их от вращения. Предпочтительно, изготовление углубления 21 в форме удлиненной канавки состоит в том, что такую канавку можно легко получить при изготовлении аксессуара посредством процесса экструзии.
Вместо использования устройства фиксации для ограничения вращения расклинивателя 6 относительно аксессуара 3 также можно ограничить вращение расклинивателя 6 относительно аксессуара 3 посредством прочного соединения между ними. Другими словами, один или несколько расклинивателей 6 выполнены за одно целое (одной деталью) с аксессуаром 3. Расклиниватели и аксессуар могут быть, в частности, отформованы под давлением из пластика или отлиты из металла или металлического сплава.
Для крепления аксессуара 3 к полой раме 2, болты 5 сначала вводятся через отверстия в аксессуаре 3, а затем собираются с одним или несколькими расклинивателями 6 и соответствующим количеством анкеров 7, при этом квадратные головки 10 расклинивателей 6, таким образом, входят в квадратное углубление 21 или удлиненную канавку аксессуара 3. Аксессуар 3 с болтами 5, расклинивателями 6 и анкерами 7 затем помещается на переднюю поверхность стенки 1 рамы 2, при этом крепежный набор вводится через соответствующие отверстия 4 в стенке 2. Как можно легко понять из Фиг. 2, при затяжке болтов 5, анкеры 7 будут удерживаться от вращения своими прорезями 19 в зацеплении с ребрами 14 расклинивателей 6, а сами расклиниватели 6 будут удерживаться против вращения посредством головок 10 расклинивателей в зацеплении с углублениями 21 аксессуара 3. Как следствие, расширяемые в радиальном направлении плечи 20 анкера 7 будут прижиматься к коническим клиновидным поверхностям 13 расклинивателя 6, и заставлять их расширяться наружу и, в конечном итоге, плотно фиксироваться на задней стороне стенки 1 полой рамы 2, как показано на Фиг. 2.
Согласно настоящему изобретению, расклиниватель 6 дополнительно содержит, по меньшей мере, один захват 22, предпочтительно, такое же количество, как захватов 22, как количество клиновидных поверхностей 13 или плеч 20, то есть четыре захвата 22 на прилагаемых чертежах. Каждый захват 22 полностью расположен внутри ограничивающего цилиндра вокруг участка 11 втулки, причем этот ограничивающий цилиндр является соосным с продольной осью 17 сквозного отверстия 15 и имеет диаметр D, указанный на фигурах 11 и 16. Один или несколько захватов 22 выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующим количеством зазубрин 23 на свободных концах 24 плеч 20, когда болт 5 выкручивается из анкера 7. В частности, как иллюстрировано на фигурах 4-6, когда болт 5 снимается с анкера (т.е. когда анкер 7 вынужден скользить во втором направлении (обозначенном стрелкой 25 на Фиг. 6), после скольжения анкера 7 на расклиниватель 6 в первом направлении 16 с зазубренным свободным концом 24, проходящим через захват 22, зазубренный свободный конец 24 сцепляется с захватом 22, предотвращая отсоединение анкера 7 от расклинивателя 6, как иллюстрировано на фигурах 4-6.
Такое захватывающее действие возможно даже с учетом низкой упругости металлических плеч, поскольку захват 22 размещен в определенной области расклинивателя 6. В частности, согласно изобретению, захват 22 содержит радиально продолжающуюся стенку, имеющую вершину 26, которая отдалена от радиально выступающего участка 10 на осевое расстояние l (указанное на фигурах 11 и 16), измеренное параллельно продольной оси 17 не более 60% длины L расклинивателя 6 (также указанного на фигурах 11 и 16), в частности суммарной общей длины L участка 11 втулки и клиновидного участка 12. Кроме того, вершина 26 отдалена от геометрической продольной оси 17 на радиальное расстояние w (указанное на Фиг. 16), измеренное перпендикулярно продольной оси 17, составляющее, по меньшей мере, 85% от радиуса R ограничивающего цилиндра (указанного на фигурах 11 и 16). В качестве альтернативы, согласно изобретению, когда крепежный набор устанавливается на стенку, имеющую толщину около 2 мм, расклиниватель выполнен с возможностью радиального расширения зазубренного свободного конца на расстояние от продольной оси 17 не более 1,5 мм, предпочтительно, не более 1 мм, когда анкер перемещается из своего осевого положения, в котором зазубренный свободный конец захвачен захватом 22, в его осевое положение, в котором анкер 7 заблокирован на задней поверхности, в сочетании с осевым расстоянием l, составляющим не более 8 мм и радиальным расстоянием w, составляющим, по меньшей мере, 5 мм, также приводит к захватывающему действию, несмотря на небольшую упругость металлических плеч.
Действительно, анкер, предпочтительно, должен быть изготовлен из относительно жесткого металла для обеспечения требуемой прочности на разрыв, в частности, прочности на разрыв, по меньшей мере, 10 кН. Чтобы снизить стоимость анкера, металл, предпочтительно, не является пружинным, а предпочтительно является металлом, который не обладает высокой упругостью и который, в частности, имеет предел текучести не выше 400 МПа, предпочтительно, предел текучести не выше чем 300 МПа, и более предпочтительно, с пределом текучести не выше чем 250 МПа. Однако предел текучести металла анкера, предпочтительно, составляет более 50 МПа, более предпочтительно, более 100 МПа, предпочтительно, более 150 МПа, и более предпочтительно, более 200 МПа, так что требуемая жесткость плеч может быть достигнута с ограниченной их толщиной. Анкер, в частности, изготавливается из металла, который имеет такую упругость, что, когда каждый из зазубренных свободных концов анкера расширяется на расстояние 2 мм от продольной оси, они сжимаются не более чем на 40%, в частности не более 35%, и более, в частности, не более 30% этого расстояния, когда они освобождаются. Свободные концы плеч анкера, например, каждый сжимаются только около на 0,6 мм (т.е. диаметр анкера уменьшается на 1,2 мм), когда анкер снимается с расклинивателя после приложения крепежного набора к стенке, имеющей толщину 2 мм.
Осевое расстояние l является, предпочтительно, больше 3 мм и, более предпочтительно, больше 4 мм и, например, равно около 5 мм. Радиальное расстояние w является, предпочтительно, меньше 12,5 мм, более предпочтительно, меньше 10 мм и, наиболее предпочтительно, меньше 7,5 мм и, например, равно около 7 мм. При радиальном расстоянии w 7 мм, отверстие, которое необходимо просверлить в стенке, может быть просверлено сверлом 15 мм, что по-прежнему является довольно простым и существенно не снижает прочность стойки.
Принимая во внимание ограниченную степень сжатия расширенных плеч, было неожиданно обнаружено, что описанное выше размещение вершины 26, за которую захватывается зазубренный свободный конец 24, гарантирует, что металлические плечи 20 способны частично радиально сжиматься из-за, хоть и невысокой, упругости металла. Это частичное радиальное сжатие происходит, в частности, из-за того, что деформация металлического анкера при расширении включает как упругую, так и пластическую составляющую, причем радиальное сжатие является результатом упругой деформации.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, радиальное расстояние w составляет, по меньшей мере, 87% от радиуса R ограничивающего цилиндра, предпочтительно, по меньшей мере, 90% от радиуса R ограничивающего цилиндра, более предпочтительно, по меньшей мере, 92% от радиуса R ограничивающего цилиндра и, предпочтительно, радиальное расстояние w равняется радиусу R ограничивающего цилиндра, в частности около 7 мм, как на Фиг. 11. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, осевое расстояние l составляет, по меньшей мере, 15% от длины L расклинивателя 6, предпочтительно, по меньшей мере, 25% от длины L, более предпочтительно, по меньшей мере, 30% от длины L, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 355 от длины L и, в частности, не более 50% от длины L, предпочтительно, не более 45% от длины L, при этом осевое расстояние l составляет, в частности, около 5 мм. В таких конфигурациях вершина 26 расположена на или рядом с переходом между участком 11 втулки и клиновидным участком 12, что оставляет достаточно места для размещения зазубрин на плечах 20 и стенках 2, имеющих различную толщину. В частности, стенка 2 может иметь толщину от 0,5 до 5 мм, предпочтительно от 1 до 3 мм и обычно около 2 мм. Более того, такое размещение вершины 26 гарантирует, что плечи 20 не должны расширяться до такой степени, чтобы зафиксироваться на задней поверхности стенки 2, что упругой составляющей деформации больше не будет достаточно для обеспечения необходимого частичного радиального сжатия для блокировки зазубренного свободного конца 24 и захвата 22.
В проиллюстрированных вариантах осуществления, захват 22 образован прерывистой канавкой в участке втулки (см. Фигуры 7-11) или прерывистой канавкой в клиновидном участке 12 (см. Фиг. 16). В качестве альтернативы канавка может быть непрерывной кольцевой канавкой. Такая непрерывная канавка легко фрезеруется в расклинивателе 6. Однако весь расклиниватель 6 может быть отлит, если расклиниватель 6 изготовлен из металла или металлического сплава, или расклиниватель 6 может быть отлит под давлением, если для изготовления расклинивателя 6 используется пластик. Такой процесс литья был использован для изготовления расклинивателей с прерывистыми канавками, показанными на чертежах.
Канавка, предпочтительно, имеет глубину (которая равна высоте h стенки), которая составляет, по меньшей мере, 0,25 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,75 мм и, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,9 мм. В проиллюстрированных вариантах осуществления, стенка имеет высоту h, равную около 1,0 мм.
В проиллюстрированных вариантах осуществления, зазубрины 23 на свободных концах 24 плеч 20 образованы выемкой, в частности выемкой, глубина которой d (указана на Фиг. 14) составляет, по меньшей мере, 0,25 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,75 мм и, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,9 мм. В проиллюстрированных вариантах осуществления выемка имеет глубину d, равную около 1,0 мм. Опять же, предпочтительной является канавка, поскольку ее легко фрезеровать в образованном металлическом анкере 7, при этом анкер обычно изготавливают фрезерованием из стержня из нержавеющей стали. Должно быть легко понятно, что канавка (канавки), образующие захват 22 и/или зазубрину 23, в целом, могут быть образованы углублением и/или выемкой, не имеющей формы канавки.
Болт 5, как показано на прилагаемых фигурах, обычно имеет диаметр от около 6 мм до около 10 мм, предпочтительно, около 8 мм. Следовательно, диаметр сквозного отверстия 15 обычно составляет от 7 до 11 мм, предпочтительно, между 8 и 9 мм. Кроме того, диаметр D ограничивающего цилиндра, предпочтительно, составляет самое большее 25 мм, более предпочтительно, самое большее 20 мм и, наиболее предпочтительно, самое большее 15 мм.
Хотя аспекты настоящего раскрытия были описаны в отношении конкретных вариантов осуществления, легко понять, что эти аспекты могут быть реализованы в других формах в пределах объема изобретения, как определено формулой изобретения.