УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
UNIVERSAL FASTENING ELEMENT

Изобретение относится к строительству, в частности к крепежному элементу для фиксации теплоизоляционных материалов (пенопласта, минеральной ваты и т.д.) на несущих конструкциях, в частности на стенах из кирпича, бетона и т.д.
В настоящее время существует большое разнообразие крепежных элементов для применения в различных ситуациях, связанных с использованием теплоизоляции. На практике мы встречаемся с различными типами стройматериалов, в которые производится крепеж. Как у новой постройки, так и при санации старой постройки мы всегда имеем дело с крепежом в плотный строительный материал, например в бетон, либо в пустотелый строительный материал, газосиликат, либо в древесину. В зависимости от этого и разделяют крепежные элементы. При проведении испытаний нового крепежного элемента одним из важнейших параметров крепежных элементов для фиксации теплоизолирующих плит является значение усилия вырыва, то есть максимальной нагрузки при действии продольных относительно оси крепежного элемента сил. Чем выше усилие вырыва, тем выше эксплуатационные характеристики крепежного элемента, тем выше надежность такой теплоизоляции фасада вообще. Кроме того, высокое значение усилия вырыва способствует сокращению материальных расходов на установку и эксплуатацию теплоизолирующих плит ввиду того, что для обеспечения жесткого и надежного закрепления плит на фасаде необходимо меньшее количество крепежных элементов и распорных стержней для них. Поэтому актуальной тенденцией в разработке крепежных элементов является создание новых или усовершенствование известных конструкций таких элементов. Крепежные элементы для фиксации теплоизолирующих плит, которые часто крепятся на наружных стенках зданий, не должны образовывать мостиков холода, для того чтобы не ухудшать теплоизоляцию, создаваемую теплоизоляционными плитами. Мостик холода - это место, где тепловые потоки намного сильнее, чем в его непосредственной близости. Таким образом, здесь имеет место утечка большего количества тепловой энергии на единицу площади, чем в близлежащей конструкции при одинаковой площади поверхности. Металлические элементы (шурупы и металлические штифты для крепежных элементов) также проводят точечное тепло изоляции от стен наружу. Отрицательное воздействие мостика холода возрастает с ростом толщины изоляции. Это в свою очередь приводит у ухудшению теплоизоляционных свойств материалов утепления фасадов, а также к возрастанию уровня местной влажности в районе металлических элементов, что впоследствии приводит к коррозии металлических элементов (шурупов или забивных гвоздей), что в свою очередь приводит к ослаблению конструктивных свойств крепежного элемента и появлению рыжих пятен на фасаде. Кроме того, важной тенденцией является стремление к созданию крепежных элементов с унифицированными деталями для крепления, которые могли бы быть использованы без предварительного подбора. Однако широко применяемые крепежные элементы на должном уровне не обеспечивают решения описанных проблем, таким образом существует актуальная тенденция разработки крепежного элемента, конструкция которого способствовала бы устранению описанных недостатков.
Из патента РФ на полезную модель №55391 известен крепежный элемент, содержащий полую втулку, сопряженную на одном конце с прижимной пластиной, а на противоположном конце с полым хвостовиком. При этом крепежный элемент снабжен средством для уменьшения тепловых потерь, которое выполнено в виде откидной пластмассовой крышки, выполненной за одно целое с распорным дюбелем и имеющей возможность перекрытия входного сечения внутреннего канала дюбеля, причем крышка снабжена средством ее фиксации в закрытом положении.
К недостаткам описанного решения можно отнести недостаточную надежность крепления с использованием данного крепежного элемента, поскольку при использовании распорных стержней в виде штифтов или гвоздей с пластмассовыми головками последние могут проскальзывать относительно внутренних поверхностей крепежного элемента и разрушать распорную часть крепежного элемента, что приводит к снижению значения усилия вырыва элемента, к ненадежности такого крепления и к необходимости использовать большее количество крепежных элементов при монтаже теплоизоляционных плит на фасад. Также к недостаткам решения можно отнести относительную сложность конструкции, сложность установки крепежного элемента на фасаде, а также недостаточный уровень снижения тепловых потерь. Также к недостаткам описанного решения можно отнести невозможность использования универсальных крепежных деталей.
Наиболее близким аналогом заявляемого решения можно считать крепежный элемент, описанный в заявке РФ на полезную модель №2008133809, содержащий полую втулку, сопряженную на одном конце с прижимной пластиной, а на противоположном конце с полым хвостовиком, выполненный с возможностью размещения в нем распорного стержня, имеющего головку, при этом длина втулки составляет от 10 до 50% от общей длины крепежного элемента.
К недостаткам описанной конструкции можно отнести недостаточную надежность крепления с использованием данного крепежного элемента, поскольку при использовании распорных стержней в виде штифтов или гвоздей с пластмассовыми головками последние могут проскальзывать относительно внутренних поверхностей крепежного элемента и разрушать распорную часть крепежного элемента, что приводит к снижению значения усилия вырыва элемента, к ненадежности такого крепления и к необходимости использовать большее количество крепежных элементов при монтаже теплоизоляционных плит на фасад, что в свою очередь приводит к повышению материальных затрат при осуществлении монтажа.
В основу изобретения поставлена задача создать крепежный элемент, который будет иметь надежную и простую конструкцию, а также благодаря своему конструктивному исполнению позволит обеспечить плотную посадку распорного стержня для увеличения значения усилия вырыва элемента, обеспечить уменьшение мостика холода и увеличение жесткости крепежного элемента, а также обеспечит возможность использования различных видов унифицированных шурупов или других деталей крепления.
Поставленная задача решается тем, что разработан крепежный элемент, содержащий втулку, имеющую наружные цилиндрическую и коническую части, при этом цилиндрическая часть втулки сопряжена на одном конце с прижимной пластиной, а на противоположном конце с конической частью, сопряженной с полым хвостовиком, который имеет цилиндрическую и распорную части; при этом крепежный элемент выполнен с возможностью размещения в нем распорного стержня, а длина втулки составляет от 10 до 50% от общей длины крепежного элемента. На внутренней поверхности цилиндрической части втулки имеется сужение, выполненное на расстоянии не менее 6 мм от места сопряжения втулки с прижимной пластиной. Распорный стержень может представлять собой гвоздь с опрессованной головкой, а также в качестве распорного стержня может быть использован шуруп.
Такая реализация крепежного элемента позволяет обеспечить увеличение усилия вырыва крепежного элемента за счет плотной посадки головки распорного стержня, в частности, в виде гвоздя с опрессованной головкой в полой втулке при выполнении расстояния от места сопряжения цилиндрической части втулки и прижимной пластины до сужения равным не менее 6 мм. Выполнение указанного размера менее 6 мм является нецелесообразным с технологической и практической точки зрения и не позволит реализовать поставленную техническую задачу. Также описанная реализация крепежного элемента позволяет предотвратить возможность проскальзывания головки распорного стержня относительно внутренних поверхностей втулки, позволяет не допустить разрушения полого хвостовика при воздействии какого-либо внешнего усилия на закрепленную теплоизоляционную панель, в частности не допустить разрушения его распорной части, при котором металлическая часть гвоздя с опрессованной головкой может оказаться в материале стены. Подобное разрушение приводит к ненадежности закрепления теплоизолирующей панели на фасаде, недолговечности такой теплоизоляции и возникновению нежелательных явлений при контакте распорного стержня с материалом стены. Увеличение усилия вырыва крепежного элемента и предотвращение разрушения полого хвостовика позволяет обеспечить надежность теплоизоляции фасада за счет хорошего закрепления теплоизолирующих плит на его поверхности, позволяет использовать меньшее количество крепежных элементов, при этом качество крепления соответствует всем техническим и эксплуатационным требованиям, которые предъявляются к способам и материалам для облицовки фасада.
Преимущественно расстояние от сужения на внутренней поверхности цилиндрической части до места сопряжения втулки с прижимной пластиной составляет 12 мм. Такой размер соответствует наиболее востребованной стандартной длине опрессованной головки распорного стержня в виде гвоздя, что позволяет обеспечить наибольшее удобство крепежного элемента при его эксплуатации.
Целесообразным является такое выполнение крепежного элемента, при котором диаметр цилиндрической части втулки с сужением больше диаметра цилиндрической части полого хвостовика. В свою очередь это позволяет обеспечить продвижение шурупа внутри втулки при вкручивании последнего и дальнейшую посадку головки шурупа в конической части втулки. Это также позволяет предотвратить возникновение зазоров между головкой шурупа и внутренней поверхностью втулки в случае, если при вкручивании шурупа в тело крепежного элемента головка шурупа размещается в цилиндрической части втулки, что в свою очередь повышает надежность закрепления теплоизолирующих панелей на фасаде, а также универсальность крепежного элемента при эксплуатации с использованием различных видов распорных стержней.
Выполнение крепежного элемента, при которой длина втулки составляет от 10 до 50% от общей длины крепежного элемента, что существенно больше, чем у известных аналогов, позволяет уменьшить или полностью убрать вероятность возникновения мостика холода за счет того, что удлиненная втулка надежно защищает своей поверхностью металлический стержень, который вставляется во втулку крепежного элемента, от соприкосновения с термоизоляционным материалом и его коррозии, поскольку так называемую «точку росы» зачастую выносят в теплоизоляционный материал, поскольку на него конденсат практически не производит негативного действия. При выполнении втулки длиной менее 10% от общей длины крепежного элемента не удается обеспечить заявляемый технический результат, а именно уменьшить или полностью убрать вероятность возникновения мостика холода. При выполнении втулки длиной более 50% от общей длины крепежного элемента не обеспечивается необходимая жесткость крепежного элемента и надежность его применения снижается. Выбор размера втулки осуществляется в зависимости от толщины теплоизоляции, длины распорной зоны, а также длины шурупа или же другой детали крепления. Кроме того, такая реализация крепежного элемента за счет подбора длины втулки позволяет создать широкий ассортимент типов размеров в зависимости от толщины теплоизоляции, позволяет использовать унифицированные шурупы при установке крепежного элемента в месте его размещения в конструкции, что в свою очередь существенно упрощает использование крепежного элемента, а также значительно повышает срок эксплуатации изделия в фасаде. Выполнение на наружной поверхности втулки продольных ребер жесткости позволяет обеспечить надежность применения крепежного элемента со втулкой заявляемой длины, поскольку за счет их наличия значительно повышается уровень жесткости крепежного элемента.
Наиболее предпочтительным является выполнение крепежного элемента с длиной втулки более 35 мм. Можно сказать, что данный признак уточняет и более точно раскрывает выполнение втулки длиной от 10 до 50% от общей длины крепежного элемента, со всеми описанными выше преимуществами.
Целесообразным является такое выполнение крепежного элемента, при котором диаметр цилиндрической части втулки с сужением составляет не менее 6 мм. Это позволяет наряду с использованием в качестве распорного стержня гвоздя с опрессованной головкой также использовать шуруп для закрепления теплоизолирующих панелей, поскольку указанный диаметр позволяет обеспечить беспрепятственное продвижение шурупа внутри крепежного элемента и размещение головки шурупа в конической части втулки. Соответственно, обеспечивается универсальность крепежного элемента, повышается экономическая целесообразность использования его при осуществлении работ по теплоизоляции фасадов.
В прижимной пластине выполнены отверстия, что способствует обеспечению сцепления штукатурного покрытия, наносимого на поверхность крепежного элемента при проведении последующих за закреплением панелей на фасаде работ, с пластмассой прижимной пластины, а также способствует облегчению конструкции крепежного элемента, а также позволяет обеспечить экономию пластмассы.
Концевой участок хвостовика имеет распорную часть для крепления теплоизоляции к основанию из бетона или кирпича.
Изобретение более подробно поясняется с помощью чертежа, на котором представлен общий вид крепежного элемента, содержащего втулку 1, имеющую цилиндрическую часть 2, сопряженную на одном конце с прижимной пластиной 3, а на противоположном конце с конической частью 4 втулки 1, которая сопряжена с полым хвостовиком 5, имеющим цилиндрическую и распорную части. На внутренней поверхности полой втулки 1 выполнено сужение 6. На наружной поверхности полой втулки 1 выполнены продольные ребра жесткости. В прижимной пластине 3 выполнены отверстия 7.
Монтаж крепежного элемента производится следующим образом.
В бетонном или кирпичном основании просверливают отверстие с определенным диаметром и глубиной через плиты теплоизоляционного материала с помощью электродрели с перфоратором, снабженным твердосплавным наконечником. Потом в отверстие устанавливают крепежный элемент с прижимом прижимной пластины 3 к теплоизоляционному материалу, после чего во втулку 1 забивают распорный стержень для расклинивания распорной части 9. В качестве распорного стержня используют гвоздь с опрессованной головкой. Головка гвоздя упирается в поверхность сужения 6. При установке распорного стержня необходимо применять молоток с резиновым или пластиковым бойком. Также в качестве распорного стержня можно использовать шуруп. В этом случае головка шурупа размещается в конической части 4 втулки 1.
Таким образом, заявляемое изобретение представляет собой крепежный элемент, который имеет надежную и простую конструкцию, а также благодаря своему конструктивному исполнению позволяет обеспечить плотную посадку головки распорного стержня для увеличения значения усилия вырыва элемента, обеспечить уменьшение мостика холода и увеличение жесткости крепежного элемента, а также обеспечит возможность использования различных видов унифицированных шурупов или других деталей крепления.