РАСПОРНЫЙ ЗАБИВНОЙ ДЮБЕЛЬ
EXPANSION DRIVE DOWEL

Изобретение относится к теплоизоляции, а именно к крепежным устройствам, и может быть использовано для крепления теплоизоляционных материалов на бетонной поверхности и кирпичной кладке.
Из уровня техники известен распорный забивной дюбель для крепления теплоизоляционных материалов по патенту РФ №2169866 (бюллетень №18, опубл. 27.06.2001.), содержащий гвоздь из полимерного композиционного материала с заостренным концом и шляпкой в виде тела вращения, выполненные из термопластичного полимера разжимную втулку и тарельчатый элемент.
К недостаткам указанного дюбеля следует отнести невысокую надежность крепления гвоздя в разжимной втулке. При эксплуатации из-за вибраций и релаксирующих свойств термопластичного материала втулки ее сцепление с поверхностью гвоздя ослабляется, и возможен отход втулки от стержня. Кроме того, шляпка гвоздя при осевых нагрузках на дюбель, вызванных воздействием температур или ветра на теплоизоляционное покрытие, действует на тарельчатый элемент как клин и вызывает его расширение. При этом гвоздь может протягиваться через тарельчатый элемент. Таким образом, известный дюбель обладает пониженными эксплуатационными свойствами, приводящими к низкому функциональному результату, обусловленному низкой надежностью фиксации теплоизолирущего материала к утепляемой поверхности.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является дюбель по патенту РФ на полезную модель №32552 (бюллетень №26, опубл. 20.09.2003.), содержащий выполненный из полимерного композиционного материала гвоздь с заостренным концом и шляпкой в виде тела вращения, выполненные из термопластичного полимера разжимную втулку и тарельчатый элемент с прижимной пластиной и полой направляющей частью, внутри которой размещена металлическая шайба.
Конструкция известного дюбеля такова (гладкая боковая поверхность шляпки плотно контактирует с поверхностью полости направляющей части тарельчатого элемента), что при забивании шляпки требуется прикладывать к ней значительные ударные усилия, что усложняет монтаж дюбеля и требует повышенной ударной прочности материала шляпки. Плотная посадка шляпки требует повышенной материалоемкости и, как следствие, снижает экономичность готового изделия. Кроме того, во время захода шляпки в полость направляющей части тарельчатого элемента (при монтаже дюбеля) сжимаемый в этой полости воздух увеличивает сопротивление заходу шляпки в отверстие, что усложняет условия монтажа дюбеля.
Значительное различие между диаметром шляпки и диаметром тела гвоздя снижает технологичность изготовления последнего.
Кроме того, известный дюбель не обеспечивает надежную фиксацию гвоздя, имеющего неразвитую поверхность, в разжимной втулке. Возможен отход втулки от гвоздя, обусловленный ослаблением сцепления их ответных поверхностей при эксплуатационных вибронагрузках из-за релаксирующих свойств термопластичного материала разжимной втулки.
Задачей заявляемого технического решения является создание конструкции распорного забивного дюбеля, позволяющей повысить функциональный результат при использовании дюбеля, надежность фиксации в зоне разжимная втулка-гвоздь за счет создания развитой поверхности гвоздя при отсутствии ослабления его сечения при одновременном обеспечении технологичности изготовления, приводящей к повышению экономической привлекательности готового изделия, и упрощения монтажа дюбеля.
Поставленная задача решается предлагаемым распорным забивным дюбелем, содержащим выполненный из полимерного композиционного материала гвоздь с заостренным концом и шляпкой в виде тела вращения, выполненные из термопластичного полимера разжимную втулку и тарельчатый элемент с прижимной пластиной и полой направляющей частью, внутри которой размещена металлическая шайба. Особенность заключается в том, что тело гвоздя и шляпка выполнены заодно из полимерного композиционного материала однонаправленного армирования с кольцевой армирующей обмоткой, формирующей профилированную поверхность гвоздя, причем шляпка гвоздя оснащена сердечником, неразъемно контактирующим с полимерным композиционным материалом однонаправленного армирования, при этом шляпка гвоздя размещена в полой направляющей части тарельчатого элемента с зазором.
В частности, сердечник выполнен из материала, одинакового с материалом гвоздя.
В частности, сердечник выполнен из эпоксидной или полиэфирной смолы.
В частности, сердечник выполнен из термопластичного полимера.
В частности, по меньшей мере часть поверхности сердечника из термопластичного полимера представляет собой чередующиеся кольцевые цилиндроконические уступы.
Предлагаемый распорный забивной дюбель иллюстрируется графическими изображениями:
Фиг.1 - продольный разрез дюбеля.
Фиг.2 - продольный разрез шляпки с сердечником из термопластичного полимера с профилированной поверхностью.
Распорный забивной дюбель содержит гвоздь 1 со шляпкой 2, разжимную втулку 3, тарельчатый элемент 4. Шляпка 2 оснащена сердечником 5. Тарельчатый элемент 4 содержит прижимную пластину 6 и полую направляющую часть 7, оснащенную металлической шайбой 8. Стержень 1 выполнен из полимерного композиционного материала однонаправленного армирования (например, стекловолокно ГОСТ 17139-79, СВМ ТУ 6-06-1153-78, углеровинг УКН ТУ 6-06-31-282-80, базальторовинг ТУ 5952-001-13959141-2004 или органоволокно CBM-IY ТУ 6-06-И54-79) с кольцевой армирующей обмоткой из того же материала, что и стержень 1 или из термоусаживающейся полимерной ленты (например, полиамидная лента, лавсановая и т.п.). В зависимости от ширины обмоточного элемента и шага его укладки могут быть достигнуты требуемые высоты профиля поверхности тела гвоздя 1 и его шляпки 2. Сердечник 5 выполнен, например из эпоксидной или полиэфирной смолы или из термопласта (полиамид, полистирол, полипропилен и т.п.), или из материала, одинакового с материалом гвоздя 1. Прижимная пластина 6 тарельчатого элемента 4 в частных случаях выполнения дюбеля может быть оснащена перфорацией и/или выступами для улучшения сцепления между элементами зоны теплоизоляция - пластина - слой штукатурки, наносимый в последующем. Полая направляющая часть 7 тарельчатого элемента 4 (в соответствии с существующей потребностью) может иметь наружную поверхность, оснащенную выступами для увеличения надежности сцепления тарельчатого элемента с теплоизоляцией. В частных случаях выполнения дюбеля разжимная втулка может быть оснащена выступами.
Заявляемый распорный забивной дюбель монтируют следующим образом.
В утепляемой поверхности (бетонная плита, кирпичная кладка и т.п.) насквозь через теплоизолирующий материал сверлят отверстие диаметром, равным наружному диаметру разжимной втулки 3. Устанавливают дюбель в собранном виде и забивают гвоздь 1 до стопорения его в металлической шайбе 8. При забивании гвоздь 1 распирает разжимную втулку 3 и надежно фиксируется в ней за счет своей профилированной поверхности. Профилированный зазор между шляпкой 2 и полой направляющей частью 7 тарельчатого элемента 4 (возможность создания которого обусловлена конструктивным изготовлением гвоздя) позволяет упростить процесс монтажа дюбеля за счет исключения сопротивления сжимаемого воздуха. После того как гвоздь 1 забит, на теплоизоляционный материал наносят жидкий твердеющий материал (штукатурку). Этот материал затекает в зазор, что повышает сцепление профилированной поверхности шляпки 2 как со штукатуркой, так и с тарельчатым элементом 4, повышая надежность функционирования дюбеля. При воплощении изобретения зазор может быть заполнен клеем. Возможность уменьшения диаметра шляпки 2, по сравнению с прототипом, а также особенности ее формирования с использованием сердечника 5 в качестве ее конструктивного элемента повышают экономичность изготовления предлагаемого распорного забивного дюбеля. Если, в соответствии с необходимостью, монтаж дюбеля осуществляют в иной последовательности, чем приведенная выше (гвоздь в сборе с теплоизолирующим материалом забивают в разжимную втулку, предварительно установленную в утепляемой поверхности), то вся профилированная поверхность гвоздя надежно фиксируется в теплоизолирующем материале.
Следует отметить, что формирование профилированной поверхности собственно тела гвоздя и шляпки при отсутствии ослабления материала (например, путем выполнения канавок, проточек с выборкой материала) гарантированно исключает возникновение концентраторов напряжений, что увеличивает несущую способность дюбеля.
Заявляемая конструкция дюбеля успешно прошла испытания и позволяет получить изделие, обеспечивающее высокий функциональный результат - надежное и долговечное крепление теплоизоляции.