КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

1. Область техники
[0001] Настоящая полезная модель относится к крепежному элементу для прикрепления керамического внешнего строительного материала к легкому и тонкому стальному листу.
2. Уровень техники
[0002] Как правило, установка керамического внешнего строительного материала толщиной, не превышающей 14 мм, осуществляется присоединением обрешетки из древесины толщиной 15-18 мм, шириной 45 мм и длиной 3000 мм к внешней стороне каркасной рамы с интервалами 455 мм с целью создания основания и прибиванием керамического внешнего строительного материала к обрешетке путем забивания гвоздей из нержавеющей стали, диаметром 2,3 мм, длиной 43 мм, с интервалами 150 мм, в поверхность керамического внешнего строительного материала.
В случае установки на рамную стальную конструкцию, соответствующую Японским промышленным стандартам (JIS), обрешетку из древесины толщиной 33 мм, шириной 45 мм, длиной 3000 мм прикрепляют винтами к внешней стороне профилированного стального листа, имеющего толщину 1,6-2,3 мм, ширину по горизонтали 45-70 мм и ширину по вертикали 50-100 мм, стальной рамы, и затем к внешней стороне обрешетки из древесины прибивают внешний керамический строительный материал толщиной, не превышающей 14 мм.
[0003] Известно, что крепление керамического внешнего строительного материала посредством винтов напрямую к рамной стальной конструкции, сформированной из профилированного стального листа, способствует образованию трещин или изломов вокруг винтов вследствие движения или вибрации здания, потому что удерживающая способность винтов приблизительно в три раза превышает удерживающую способность гвоздей, а удерживающая способность винтов в стальной раме превосходит прочность керамического внешнего строительного материала.
Поэтому прикрепление керамического внешнего строительного материала напрямую к рамной стальной конструкции винтами нецелесообразно.
[0004] Однако в случаях выполнения внешней изоляции, строительства рамной стальной конструкции или аналогичных действий, строго требуется исключить или упростить установку обрешетки из древесины и облегчить конструкцию, и, кроме того, строго требуется использовать легкий тонкий стальной лист толщиной 1,2 мм.
Если легкий тонкий стальной лист установлен через промежуток в материале внешней изоляции и обращен к поверхности материала изоляции, а керамический внешний строительный материал прикреплен винтами к легкому тонкому стальному листу, возникают проблемы, поскольку обычный винт с расширителем подразумевает использование стального листа толщиной 2,3 мм, а при контакте с легким тонким стальным листом толщиной 1,2 мм не происходит истирания расширителя, и в этом легком тонком стальном листе, служащем базовым материалом, также образуется отверстие с зазором, так что керамический внешний строительный материал не может быть присоединен.
Кроме того, в случае применения самосверлящего винта без расширителя, движение или вибрация здания вызывает такой дефект, как трещины или изломы вокруг винта вследствие значительной удерживающей силы винта.
[0005] Эти проблемы, сходные с указанными, решены, например, в заявке JP 2009-180040А на патент, согласно которой для прикрепления кровельной пластины, представляющей собой тонкий элемент, используемый в качестве кровельного или аналогичного материала, который необходимо присоединить к материалу основы, кровельную пластину пронизывают режущей частью на нижнем конце соединительного участка на нижнем конце головки винта, причем винт вкручивают в материал основы.
Однако, даже с учетом того, что известное изобретение эффективно в случае, когда прикрепляемые элементы перекрывают друг друга приблизительно наполовину, как на кровельном участке, и требуется неровность, в случае со стенами, принимая во внимание керамический внешний строительный материал, толщина которого значительно уменьшится и прочность которого снизится при урезании до более тонкой формы, вышеуказанные проблемы не решены.
Кроме того, поскольку участок винта впервые контактирует с базовым материалом в момент установки, керамический внешний строительный материал смещается, в результате чего установка становится невозможной, и вызывает дефекты в виде трещин или изломов.
[0006] Кроме того, в отношении самосверлящего винта с расширителем, подобного описанному в патентной заявке JP 7-30772B, необходимо отметить, что сверлильный участок больше винтовой стержневой части.
Следовательно, в случае комбинирования дерева и металлического листа, при условии использования стального листа толщиной 2,3 мм, соответствующего Японским промышленным стандартам, участок расширителя будет истерт, однако, при использовании легкого тонкого стального листа 1,2 мм участок расширителя не будет истерт, и будет сформировано отверстие с зазором, что вызовет отсутствие возможности прикрепления керамического внешнего строительного материала и станет причиной дефекта, такого как трещины или изломы.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
[0008] Настоящая полезная модель предложена в силу обстоятельств традиционных технологий, подобных вышеуказанным, и поэтому задача настоящей полезной модели заключается в создании крепежного элемента, обеспечивающего присоединение посредством винтов даже керамического внешнего строительного материала, и предотвращающего образование трещин и изломов в результате движения или вибрации здания, даже при использовании легкого тонкого стального листа.
[0009] С целью получения вышеописанного объекта согласно настоящей полезной модели предложен крепежный элемент для прикрепления керамического внешнего строительного материала к легкому и тонкому стальному листу, содержащий: винтовую часть и головку на верхнем конце винтовой части, причем на нижнем конце головки выполнена резьбовая часть с сформированной в ней винтовой резьбой, на нижнем конце резьбовой части выполнена режущая часть с сформированным в ней расширителем, на нижнем конце режущей части выполнена направляющая часть без винтовой резьбы, на нижнем конце направляющей части выполнена сужающаяся сверлящая часть, а толщина «g» керамического внешнего строительного материала и совокупное значение длины «е» направляющей части без винтовой резьбы и длины «f» сужающейся сверлящей части удовлетворяет соотношению g<e+f.
Кроме того, предпочтительно, внешний диаметр сужающейся сверлящей части меньше внешнего диаметра резьбовой части с сформированной в ней винтовой резьбой. Кроме того, предпочтительно, внешний диаметр «а» головки, внешний диаметр «b» режущей части, внешний диаметр «с» резьбовой части с винтовой резьбой и внешний диаметр «d» сужающейся сверлящей части удовлетворяет соотношению а>b>с>d.
[0010] Согласно настоящей полезной модели, предложен крепежный элемент, выполненный с возможностью прохода сквозь керамический внешний строительный материал и обеспечения закрепления винтовой резьбы в легком и тонком стальном листе без образования в нем отверстия с зазором и предотвращения появление трещин в керамическом внешнем строительном материале в результате движения или вибрации здания. Таким образом, нет необходимости в использовании обрешетки из древесины, при этом достигается упрощение установки легкого тонкого стального листа, облегчение конструкции и снижение затрат.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг 1 показана схематичный вид крепежного элемента согласно предпочтительному варианту реализации настоящей полезной модели.
На фиг.2 показано поперечное сечение при контакте крепежного элемента с легким тонким стальным листом, согласно предпочтительному варианту реализации настоящей полезной модели.
На фиг.3 показано поперечное сечение при просверливании сужающейся сверлящей частью крепежного элемента легкого тонкого стального листа, согласно предпочтительному варианту реализации настоящей полезной модели.
На фиг.4 показано увеличенное поперечного сечения крепежного элемента, пропущенного сквозь керамический внешний строительный материал, причем головка крепежного элемента прижата к керамическому внешнему строительному материалу, согласно предпочтительному варианту реализации настоящей полезной модели.
На фиг 5 показано поперечное сечение металлического листа обычной рамной стальной конструкции, к которой применили самосверлящий винт, снабженный расширителем.
На фиг 6 показано поперечное сечение, на котором винтовая резьба завинчена в металлический лист обычной рамной стальной конструкции, к которой применили самосверлящий винт, снабженный расширителем.
На фиг 7 изображено поперечное сечение металлического листа, иллюстрирующее состояние, в котором крепежный элемент согласно настоящей полезной модели был применен к легкому тонкому стальному листу.
На фиг 8 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее состояние, в котором винтовая резьба ввинчена в металлический лист после того, как крепежный элемент применили к легкому тонкому стальному листу.
РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
[0012] Ниже приведено подробное описание предпочтительного примера реализации настоящей полезной модели.
Крепежный элемент 1, изображенный на фиг 1, используют для прикрепления керамического внешнего строительного материала 11 к U-образному стальному листу 13, как изображено на фиг 2. Конкретных ограничений в отношении формы керамического внешнего строительного материала 11 не существует, U-образный стальной лист 13 служит основой, например, керамический внешний строительный материал 11 имеет толщину приблизительно 8 мм, и U-образный стальной лист 13 представляет собой легкий тонкий стальной лист, толщиной приблизительно 1,2 мм.
[0013] Размеры этого керамического внешнего строительного материала 11 составляют 8 мм в толщину, 600 мм в ширину и 2400 мм в высоту, но обычные виды керамического внешнего строительного материала 11 имеют толщину 455-1000 мм и длину приблизительно 1820-3030 мм. Примеры материала для керамического внешнего строительного материала 11 включают цементно-стружечную плиту (армированная плита на основе древесины), в которую добавляется древесное волокно, такое как древесная стружка, древесная масса, древесное волокно или суспензия, экспедированная цементно-стружечная плита, цементно-стружечную плиту на основе суспензии, плиту на основе силиката кальция, плиту на основе карбоната магния и цементно-стружечную плиту. Керамический внешний строительный материал 11 толщиной, не превышающей 14 мм, обычно присоединяется гвоздями. Если толщина керамического внешнего строительного материала 11 превышает 14 мм, кромочный участок (не показан) размещают в крепежных средствах с получением слоистой структуры и закрепляют в них посредством гвоздей из нержавеющей стали в случае конструкции из древесины, или посредством самосверлящих винтов в случае рамной стальной конструкции. Не рекомендуется использовать винты на поверхности керамического внешнего строительного материала 11, так как удерживающее усилие винтов в легкой стальной раме велико.
[0014] Каркас конструкции 14, как изображено на фиг.2, выполнен из железобетона или кирпича. L-образный стальной лист 12 и U-образный стальной лист 13 устанавливают на внешней стороне этого каркаса конструкции 14. Стальной лист представляет собой легкий тонкий стальной лист толщиной 1,2 мм, глубиной 45 мм, шириной 60 мм и общей длиной 3 м. Такой стальной лист называют «тонкостенной сталью (LGS)», толщина которой обычно составляет 0,8-1,6 мм и которая выполнена из листовой стали, и наиболее широко используют листы толщиной 1,2 мм. Внешняя изоляция выполнена так, что изоляционный материал 15, такой как стекловата, минеральная вата или материал на основе жесткого полиуретана, установлен в пустую часть комбинации из основных составных частей, подобных вышеуказанным. В обычном здании со стальным каркасом в качестве основной части рамной стальной конструкции обычно используют профилированный стальной лист толщиной 2,3-3,2 мм для легкой стальной рамы, соответствующей Японским промышленным стандартам. В сравнении с легким тонким стальным листом, легкая стальная рама, соответствующая Японским промышленным стандартам, имеет большую толщину, большую прочность и является более дорогой.
[0015] Крепежный элемент 1, изображенный на фиг.1 включает винтовую часть 2 и головку 3. Часть головки 3, соприкасающейся с винтовой частью 2, имеет плоскую поверхность, и поэтому при прикреплении давление винта равномерно распределяется на керамическом внешнем строительном материале 11. Кроме того, головка 3 содержит соответствующий шлиц 10, выполненный на дискообразной криволинейной поверхности головки 3. Толщина головки 3 может иметь любое выбранное значение, обеспечивающее необходимую прочность головке и наличие соответствующего шлица 10, в которое может войти насадка отвертки. Шлиц соответствующей формы, такой как крестообразная канавка или продольный желоб, сформировано в качестве соответствующего шлица 10. Кроме того, соответствующий шлиц 10 может проходить до винтовой части 2 через головку 3. Это предотвращает истирание головки 3 при ввинчивании крепежного элемента 1 посредством инструмента, такого как насадка отвертки. Несмотря на то что головка 3 на фиг.1 имеет круглую форму, кроме того, не вызывая затруднений, может быть использована плоская форма и форма с режущими кромками, а также может быть задана форма, соответствующая форме и толщине керамического внешнего строительного материала 11.
[0016] Винтовая резьба резьбовой части 5 может представлять собой многозаходную резьбу со множеством витков, или резьбу с крупным шагом, такую как крупная резьба.
[0017] Внешний диаметр «b» режущей части 7, в которой выполнен расширитель 6, превышает внешний диаметр «с» резьбовой части 5, в котором выполнена винтовая резьба 4. При входе сужающейся сверлящей части 9 на ведущем конце крепежного элемента 1 в контакт с поверхностью керамического внешнего строительного материала 11, направляющая часть 8 без винтовой резьбы 4, пронизывает внешний строительный материал, затем расширитель 6 входит в контакт с внешним строительным материалом, и режущая часть вращается (см. фиг.2). При этом вращается направляющая часть 8, не содержащая винтовой резьбы 4. Поскольку толщина расширителя 6 составляет 0,3-0,4 мм, а U-образный стальной лист 13 представляет собой легкий тонкий стальной лист толщиной 1,2 мм, как только расширитель 6 входит в контакт с U-образным стальным листом 13, происходит истирание расширителя 6, так как его толщина мала.
Таким образом, после истирания расширителя 6, резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 ввинчивается в U-образный стальной лист 13 толщиной 1,2 мм. Кроме того, поскольку внешний диаметр «b» режущей части 7 с расширителем 6 больше, чем внешний диаметр «c» резьбовой части 5 с винтовой резьбой 4, между керамическим внешним строительным материалом 11 и резьбовой частью 5 образуется промежуток. Этот промежуток предотвращает приложение избыточного усилия к керамическому внешнему строительному материалу 11 толщиной 8 мм, обеспечивает образование отверстия с зазором и предотвращает возникновение трещин в керамическом внешнем строительном материале 11 вследствие движения или вибрации здания. Кроме того, отсутствует трение, и, таким образом, не вырабатывается тепло.
[0018] Как правило, расширитель 6 расположен в сверлильной части на ведущем конце, и форма, согласно которой резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 расположена рядом со сверлящей частью, является обычной. Однако, в крепежном элементе 1 согласно настоящей полезной модели совокупная длина сужающейся сверлящей части 9 и направляющей части 8, соединенной со сверлящей частью 9, составляет 10 мм, причем эти части проходят сквозь толщу керамического внешнего строительного материала 11 перед тем, как расширитель 6 входит в контакт с поверхностью U-образного стального листа 13 и истирается. Следовательно, по причине указанной совокупной длины 10 мм, резьбовая часть 5 не входит в контакт с внешним керамическим материалом 11, так что внешний строительный материал не сдвигается в момент установки и может быть устойчиво закреплен. Кроме того, поскольку расширитель 6 имеет дискообразную форму и, следовательно, обеспечивает более гладкий контакт в сравнении с обычным трапециевидным или прямоугольным расширителем, истирание расширителя 6 гарантировано (см. фиг.4).
[0019] Кроме того, размер внешнего диаметра «а» головки 3 составляет 9,4 мм, размер внешнего диаметра «b» режущей части 7 с расширителем 6 составляет 4,8 мм и размер внешнего диаметра «с» резьбового участка 5 с винтовой резьбой 4 составляет 4,3-4,6 мм. Размер внешнего диаметра «d» сужающейся сверлящей части 9 составляет 2,3 мм и имеет форму, обеспечивающую свободное проникновение в легкий тонкий стальной лист. Таким образом, соотношение а>b>с>d удовлетворено.
[0020] В отношении обычной легкой стальной рамы, соответствующей Японским промышленным стандартам, важно отметить, что прокалывание стального листа толщиной 2,3 мм обычным винтом с расширителем с внешнего направления (y) обеспечивает истирание расширителя 6 и оставляет перпендикулярную зазубрину в направлении (x) с внутренней стороны легкой стальной рамы (см. фиг 5). Таким образом, резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 оказывается надежно привинченной (см. фиг.6). Однако в случае U-образного стального листа 13, который представляет собой легкий тонкий стальной лист толщиной 1,2 мм, расширитель 6 оказывается прочнее, чем U-образный стальной лист 13, поскольку толщина стального листа мала, и, таким образом, не происходит истирания расширителя 6. Таким образом, резьбовая часть 5 вращается бесконтактно, что приводит к формированию в стальном листе отверстия с зазором. В этом отношении с целью компенсации недостатка в виде зазубрины на легком тонком стальном листе, диаметр сверлящей части 9, выполненной сужающейся с целью увеличения ее толщины, уменьшен так, что зазубрина может выступать. При этом выступающая зазубрина имеет криволинейную поверхность, как изображено на фиг.7, и резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 находится в надежном зацеплении и надежно завинчена (см. фиг.8).
[0021] При использовании крепежного элемента 1 вышеописанной формы керамический внешний строительный материал 11 прикрепляют к U-образному стальному листу 13 следующим образом (см. фиг.2, 3, и 4). Сначала керамический внешний строительный материал 11 помещают на поверхность U-образного стального листа 13, который прикреплен к внешней стороне каркаса конструкции 14 посредством L-образного стального листа 12 и с возможностью регулирования смещения. В этом состоянии крепежный элемент 1 ввинчивают в поверхность керамического внешнего строительного материала 11 посредством помещения инструмента, такого как насадка отвертки, в фасонный шлиц 10 крепежного элемента 1 и приведения данного инструмента в действие. Таким образом, крепежный элемент 1 выдвигается до входа направляющей части 8 во внешний строительный материал посредством вращающейся сужающейся сверлящей части 9. Причем толщина керамического внешнего строительного материала 11 составляет 8 мм, совокупная длина сужающейся сверлящей части 9 и направляющей части 8 составляет приблизительно 10 мм, размещенный следующим расширитель 6 прижимает керамический внешний строительный материал 11 вниз, одновременно врезаясь в керамический внешний строительный материал, при этом винтовая резьба 4 еще не достает до керамического внешнего строительного материала 11. Следовательно, керамический внешний строительный материал не поднимается (см. фиг.2).
[0022] Далее, режущая часть 7 с расширителем 6 также движется вниз, одновременно вращаясь (см. фиг.3). При этом поскольку внешний диаметр «b» режущей части 7 превышает внешний диаметр «с» резьбовой части 5 с винтовой резьбой 4, передача вибраций керамическому внешнему строительному материалу 11 маловероятна, и, следовательно, смещение керамического внешнего строительного материала 11 успешно предотвращается при установки. Далее, расширитель 6 режущей части 7 входит в контакт с легким тонким стальным листом толщиной 1,2 мм и истирается. Таким образом, резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 винтовой части 2 входит в легким тонкий стальной лист. С учетом того, что расширитель 6 имеет тонкую дискообразную форму, а зазубрина выступает с образованием криволинейной формы поверхности, резьбовая часть 5 с винтовой резьбой 4 находится в надежном зацеплении и ввинчен, как изображено на фиг 3. Поскольку произошло истирание расширителя 6, в легком тонком стальном листе не образовано отверстие. Далее, головка 3 равномерно прижимает поверхность керамического внешнего строительного материала 11, и, таким образом, внешний строительный материал надежно входит в контакт с U-образным стальным листом 13 (см. фиг 4).
[0023] Направляющая часть 8, не содержащая винтовую резьбу 4 и имеющая длину «е» 5 мм, и сужающаяся сверлящая часть 9 длиной «f» 5 мм, имеющих совокупная длина 10 мм, проходят через основание, и, при этом, расширитель 6, имеющий внешний размер «b», формирует отверстие при прижатии керамической] внешнего строительного материала 11 вниз. В этот момент, винтовая резьба 4 диаметром «с» не входит в контакт с керамическим внешним строительным материалом 11, и, следовательно, в результате смещения не образуются трещины или изломы в керамическом внешнем строительном материале 11. Таким образом, отсутствует необходимость в сильном прижатии вниз и удержании керамического внешнего строительного материала 11 во время установки для обеспечения безопасности и простоты установки.
[0024] Сужающаяся сверлящая часть 9 имеет сужающуюся форму с внешним диаметром «d» около 2,3 мм, и поэтому легко пронизывает легкий тонкий стальной лист толщиной 1,2 мм и вызывает выступание этого листа в виде криволинейной поверхности, так что винтовая резьба 4 резьбовой части 5 без большого усилия оказывается в зацеплении и ввинченной (см. фиг.7 и 8).
Таким образом, не образуется отверстия с зазором, а резьбовая часть 5 может быть закреплена. Далее, направляющая часть 8 с гладкой поверхностью ослабляет сопротивление по отношению к металлу, такому как легкий тонкий стальной лист.
Вращение режущей части 7 с расширителем 6 ослабляет сопротивление трения керамического внешнего строительного материала 11, уменьшает количество трещин и изломов, и может предотвратить смещение керамического внешнего строительного материала 11 во время установки. В заключение, плоская поверхность участка шляпки 3 вызывает равномерное применение давления винта к керамическому внешнему строительному материалу 11 при прикреплении внешнего строительного материала.
[0025] Следовательно, согласно настоящей полезной модели, использование крепежного элемента 1 для керамического внешнего строительного материала 11 максимальной толщиной 14 мм позволяет посредством винтов присоединять внешний строительный материал к легкому тонкому стальному листу толщиной 1,2 мм, например U-образному стальному листу 13, что как правило считается нежелательными средствами установки.