КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЧЕРНОБАЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к технологии производства крепежных изделий, в частности гвоздей, скоб и других подобных изделий, которые широко используются при выполнении строительных и других работ для соединения, преимущественно, элементов из дерева или подобного материала или прикрепления к подложке из дерева или подобного материала любых предметов, которые могут быть пробиты крепежным элементом или снабжены предварительно выполненным отверстием.
Для присоединения предметов к деревянным или подобным подложкам применяют широко известные крепежные элементы различных размеров и формы, в частности, в виде металлических гвоздей, выполненных в виде продолговатого стержня, передний конец которого заострен, а задний конец снабжен средством для сцепления с прикрепляемым к подложке предметом в виде шляпки. Для этой цели используют также скобы, имеющие два в целом параллельных продолговатых стержня, передние концы которых заострены, а задние концы соединены с в целом перпендикулярной к стержням перекладины.
Крепежные элементы пропускают через прикрепляемый к подложке предмет, например, пробивают через лист тонкого металла или пластика, деревянную доску или брусок и т.п. или проводят через предварительно подготовленное в предмете отверстие и затем забивают в материал подложки. Прочность крепления предмета к подложке определяется прочностью сцепления крепежного элемента с материалом подложки, и зависит, при равных прочих условиях, от длины и толщины стержня крепежного элемента, а также от рельефа его боковой поверхности. Для получения большей прочности крепления используют крепежные элементы большего диаметра и большей длины, наносят на боковую поверхность стержня крепежного элемента поперечные неровности, например, насечки, которые увеличивают силу трения стержня с материалом подложки, или используют комбинации того и другого (см., например, WO 98/36179, US 4,932,820, US 3,977,142 и другие). Однако, часто толщина и длина стержня крепежного элемента, который можно применить, ограничена
параметрами подложки. Так, если подложкой является узкая деревянная планка или доска, то толстый стержень может ее расколоть, а длина стержня ограничена толщиной подложки.
С течением времени и под воздействием внешних факторов первоначальное сцепление крепежного элемента с материалом подложки, особенно с наиболее широко применяемым деревом, ослабевает из-за того, что поверхности углубления, проделанного гвоздем или скобой, теряют свою первоначальную плотность, сила трения в местах соединения ослабевает и со временем крепежный элемент может выйти из этого углубления даже при небольших нагрузках, а прикрепленный к подложке предмет - отделиться. Для компенсации таких ослаблений крепления необходимо увеличивать размеры или количество крепежных элементов, что приводит к увеличению расхода металла, удорожанию работ и продукции. Кроме того, как отмечалось выше, размеры крепежных элементов не всегда можно произвольно увеличивать.
Задачей настоящее полезной модели является создание крепежного элемента, способного обеспечить надежное, практически не ухудшающееся со временем, крепление предметов к подложке из дерева или подобного материала при меньших размерах крепежного элемента.
Поставленная задача решается тем, что крепежный элемент, предназначенный для забивания в подложку и прикрепления к ней предметов в заданном положении, содержит продолговатый стержень, передний конец которого заострен, а задний конец снабжен средством для сцепления с прикрепляемым к подложке предметом, и отличается тем, что упомянутый стержень по крайней мере на части его длины со стороны переднего конца образован по крайней мере двумя продолговатыми элементами, передние концы которых заострены и образуют передний конец упомянутого стержня, при этом заостренные передние концы упомянутых продолговатых элементов имеют такую форму, чтобы при забивании стержня в подложку продолговатые элементы расходились в разные стороны.
Предпочтительно, упомянутый стержень имеет в целом форму цилиндра и образован N продолговатыми элементами, поперечное сечение каждого их которых имеет в целом вид 1/N сектора круга, где N≥2, а передний конец каждого из продолговатых элементов заострен так, чтобы острие располагалось на
вершине дуги поперечного сечения продолговатого элемента. Наиболее простым в изготовлении является крепежный элемент, у которого передний участок стержня образован двумя (т.е. N=2), продолговатыми элементами, поперечное сечение каждого их которых имеет в целом вид полукруга.
Средство для сцепления с прикрепляемым к подложке предметом целесообразно выполнить в виде расширения на заднем конце стержня, например, в виде шляпки гвоздя.
Поставленная задача решается также тем, что крепежный элемент, предназначенный для забивания в подложку и прикрепления к ней предметов в заданном положении, содержит продолговатый стержень, передний конец которого заострен, а задний конец снабжен средством для сцепления с прикрепляемым к подложке предметом, и отличается тем, что он выполнен из одного отрезка прутка, отрезок имеет два боковых участка и один центральный участок и изогнут так, чтобы боковые участки отрезка прутка были расположены параллельно, прилегали друг к другу и образовывали упомянутый стержень, а центральный участок отрезка прутка изогнут в виде петли, которая образует средство для сцепления с прикрепляемым к подложке предметом, при этом передние концы боковых участков отрезка прутка заострены и имеют такую форму, чтобы при забивании стержня в подложку их концы расходились в противоположных направлениях.
Предпочтительно пруток имеет в целом форму полуцилиндра, ограниченного с одной стороны в целом плоской поверхностью, при этом боковые участки отрезка прутка прилегают друг к другу этими плоскими поверхностями.
Поставленная задача решается также тем, что крепежный элемент, предназначенный для забивания в подложку и прикрепления к ней предметов в заданном положении, содержит два в целом параллельных продолговатых стержня, передние концы которых заострены, а задние концы которых соединены с в целом перпендикулярной к стержням перекладиной, и отличается тем, что каждый из упомянутых стержней по крайней мере на части его длины со стороны переднего конца образован по крайней мере двумя продолговатыми элементами, передние концы которых заострены, при этом заостренные передние концы упомянутых продолговатых элементов имеют такую форму, чтобы при забивании
крепежного элемента в подложку продолговатые элементы каждого стержня расходились в разные стороны.
Предпочтительно каждый из упомянутых стержней имеет форму цилиндра и образован N продолговатыми элементами, поперечное сечение каждого их которых имеет в целом вид 1/N сектора круга, где N≥2, а передний конец каждого из продолговатых элементов заострен так, чтобы острие располагалось на вершине дуги поперечного сечения продолговатого элемента. Наиболее простым в изготовлении является крепежный элемент, в котором передний участок стержня образован двумя продолговатыми элементами (N=2), поперечное сечение каждого их которых имеет в целом вид полукруга.
Более детально изобретение поясняется с помощью чертежей, на которых показано:
Фиг.1 - общий вид первого варианта крепежного элемента в двух проекциях;
Фиг.2 - вид соединения, выполненного с помощью первого варианта крепежного элемента;
Фиг.3 - общий вид заготовки для изготовления второго варианта крепежного элемента;
Фиг.4 - общий вид второго варианта крепежного элемента;
Фиг.5 - вид соединения, выполненного с помощью второго варианта крепежного элемента;
Фиг.6 - общий вид третьего варианта крепежного элемента.
Первый вариант крепежного элемента (фиг.1, 2) имеет форму металлического гвоздя и предназначен для забивания в подложку 1 и прикрепления к ней предмета 2 в заданном положении. Крепежный элемент содержит в целом цилиндрический продолговатый стержень 3, передняя часть которого образована двумя продолговатыми элементами 4 и 5. Поперечное сечение каждого из продолговатых элементов 4 и 5 имеет в целом вид полукруга. Передние концы 6 и 7 продолговатых элементов 4 и 5 заострены, в частности, плоской заточкой. Плоскости заточки продолговатых элементов 4 и 5 расположены под углом к продольному направлению стержня 3 так, что острие на переднем конце каждого из продолговатых элементов 4 и 5 располагается на
вершине дуги поперечного сечения соответствующего продолговатого элемента. Угол α между плоскостями заточки может иметь различные значения, например от 15° до 120°, в зависимости от конкретных условий применения крепежного элемента, таких как плотность материала подложки, потребная прочность крепления, длина стержня и т.п.
Задний конец стержня снабжен средством 8 в виде шляпки для сцепления с прикрепляемым к подложке 1 предметом 2.
Для крепления предмета 2 к подложке 1 предмет 2 пробивают стержнем 3 крепежного элемента или проводят его через заранее выполненное в предмете 2 отверстие подходящего размера, после чего крепежный элемент забивают в подложку 1. При продвижении стержня 3 крепежного элемента в материале подложки заточенные концы 6 и 7 продолговатых элементов 4 и 5 взаимодействуют с материалом подложки и, благодаря форме заточки, изгибаются и расходятся в разные стороны по отношению к оси стержня. Окончательный вид соединения, где крепежный элемент погружен в подложку 1 на максимально возможную длину, и предмет 2 удерживается шляпкой 8, показан на фиг.2.
Механическая прочность такого соединения определяется не только площадью взаимодействия продолговатых элементов 4 и 5 с поверхностью углублений в материале подложки, но и величиной деформации эти продолговатых элементов. Для извлечения такого крепежного элемента требуется не только преодолеть силу трения продолговатых элементов 4 и 5 с материалом подложки, но и приложить дополнительное усилие для их обратной деформации, т.е. для выпрямления. При такой обратной деформации продолговатые элементы 4 и 5 испытывают боковое давление со стороны материала подложки, что обеспечивает дополнительное увеличение силы трения. Ясно, что даже при значительном прослаблении стенок отверстия под воздействием факторов внешней среды или по иным причинам такой крепежный элемент остается сцепленным с подложкой и соединение продолжает выполнять свои функции.
Второй вариант осуществления изобретения показан на фиг.3. Этот крепежный элемент имеет Т-образную форму и выполнен из одного отрезка металлической проволоки полукруглого сечения. Отрезок проволоки, из которого изготовлен крепежный элемент, условно имеет два боковых участка 9 и 10 и
расположенный между ними центральный участок 11 (фиг.4). Концы боковых участков 9 и 10 заточены под углом, например, плоской заточкой. Крепежный элемент изготовлен путем изгибания упомянутого отрезка проволоки так, чтобы боковые участки 9 и 10 были расположены параллельно, прилегали друг к другу и образовывали стержень 12 в целом цилиндрической формы. Центральный участок 11 отрезка проволоки изогнут в виде приплюснутой петли, которая образует средство 13 для сцепления с прикрепляемым к подложке 1 предметом 2. Плоскости заточки концов участков 9 и 10 расположены под углом к оси стержня 12 так, что острие на переднем конце каждого из боковых участков 10 и 11 находится на вершине дуги поперечного сечения соответствующего бокового участка. Угол α между плоскостями заточки может составлять различные значения, например от 15° до 120°, в зависимости от конкретных условий применения крепежного элемента, таких как плотность материала подложки, заданная прочность крепления, длина стержня и т.п.
Работает этот вариант крепежного элемента также как и описанный выше первый вариант с той только разницей, что предмет 2 удерживается средством для сцепления в виде петли 13, а не шляпкой 8. Все преимущества первого варианта, также полностью присущи и второму варианту крепежного элемента по изобретению.
Третий вариант крепежного элемента по изобретению имеет форму металлической скобы (фиг.5). Скоба имеет два в целом параллельных продолговатых стержня 14 и 15, например, круглого сечения. Задние концы стержней 14 и 15 соединены с в целом перпендикулярной к стержням перекладиной 16, которая образует средство для сцепления с предметом 2. Передний участок стержня 14 образован двумя продолговатыми элементами 17 и 18, а передний участок стержня 15 образован двумя продолговатыми элементами 19 и 20, передние концы которых заострены плоской заточкой так, чтобы при забивании крепежного элемента в подложку передние концы продолговатых элементов расходились в стороны по отношению в оси стержня. В случае стержня круглого сечения острие располагается на вершине дуги поперечного сечения каждого продолговатого элемента. Аналогично описанным выше вариантам плоскости заточки расположены под углом, который может иметь значения, например, от 15° до 120°, в зависимости от конкретных условий применения крепежного элемента.
Работает этот вариант крепежного элемента также как и описанные выше первый и второй варианты с тем отличием, что в материал подложки забивается не один, а два стержня 14 и 15, а предмет 2 удерживается средством для сцепления в виде перекладины 16. Все преимущества первого варианта и второго вариантов также полностью присущи и третьему варианту крепежного элемента.
Крепежные элементы по всем вышеперечисленным вариантам могут быть соединены или набраны в группу из множества элементов, например, в кассету, пригодную для использования в ручных, электрических, пневматических или других устройствах для забивания крепежных элементов с автоматической подачей последних (например степлерах).
Предлагаемые крепежные элементы обеспечивают надежное, практически не ухудшающееся со временем, крепление предметов к подложке из дерева или подобного материала при меньших размерах крепежного элемента и, следовательно, значительном уменьшении его материалоемкости.
Объем настоящего изобретения не ограничен приведенными примерами, может отличаться в деталях, понятных специалисту в данной области, и определяется приведенной ниже формулой изобретения. Например, крепежные элементы могут быть изготовлены не только из металла, но и из других подходящих по своим механическим свойствам материалов, количество продольных элементов в стержнях крепежных элементов может быть большим двух, продольные элементы могут иметь сечение не только круглой, но и любой другой формы, форма заточки концов продольных элементов может быть иной, чем плоская и т.п.