МНОГОЭЛЕМЕНТНАЯ РАЗЖИМНАЯ ОПРАВКА ДЛЯ РАЗЖАТИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДЮБЕЛЯ И ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ЕЕ В СЕБЯ КРЕПЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО
MULTIELEMENT EXPANDING MANDREL FOR PLASTIC DOWEL AND FASTENING DEVICE THEREOF

Настоящее изобретение относится к области крепежных устройств, в частности оно касается состоящей из нескольких частей разжимной оправки (распорного шипа) для разжимания (распирания) пластмассового дюбеля и включающего в себя эту оправку крепежного устройства.
Состоящий из нескольких деталей распорный шип для разжимания пластмассового дюбеля для закрепления теплоизоляционных пластин на сверленом отверстии распространяется фирмой Fischerwerke GmbH & Co. KG в рамках продукта "Schlagdübel Termoz CN 8". Он включает в себя элемент-стержень и элемент-наконечник, который состоит из другого материала, нежели элемент-стержень, и который рядом со своим тыльным концом, в частности в непосредственной близости от того конца, имеет анкерную часть, выполненную в виде профилированного, а именно рифленого, цилиндра, который вмонтирован в элемент-стержень.
Разжимная оправка для дюбеля для изолирующих материалов, с наконечником из металла, который окружен гильзой из пластмассы, выполненной, например, экструдированием, известна, например, из европейской заявки EP 2549127 A2.
Прочие распорные стержни (разжимные оправки) для дюбелей для теплоизоляционных материалов явствуют из европейской заявки EP 0765979 A1. В британском патенте GB 2268992 А1 описан гвоздь с пластмассовой головкой.
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать разжимную оправку для разжима пластмассового дюбеля, которая при малых расходах на материал и изготовление обладает особо высокой несущей способностью и надежностью.
Задачу, с использованием разжимной оправки для разжимания пластмассового дюбеля, включающей в себя элемент-стержень (гильзу) и элемент-наконечник, который состоит из иного материала, нежели элемент-стержень, и который рядом со своим тыльным концом имеет продолговатую анкерную часть, встроенную в элемент-стержень (20), решают посредством того, что сечение продолговатой анкерной части уменьшается вдоль продолговатой анкерной части в направлении тыльного конца элемента-наконечника, так что элемент-наконечник утончается в направлении своего тыльного конца.
Предпочтительные формы исполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение связано с осознанием того факта, что в случае известных анкерных деталей, выполненных в виде цилиндра, в элементе-стержне может сформироваться выраженный пик напряжения, если в осевом направлении действуют нагрузки, в особенности растягивающие нагрузки. Этот пик напряжения может быть результатом значительного уменьшения сечения в элементе-стержне, а также результатом влияния надреза (концентрации напряжений в надрезе) при переходе от элемента-стержня к элементу-наконечнику. Кроме того, был осознан тот факт, что этот пик напряжения часто нельзя компенсировать просто увеличением толщины материала. Ведь в радиальном направлении конструктивное пространство для распорных шипов (разжимных оправок) часто ограничено, так как пластмассовые дюбели, в частности дюбели для комбинированных систем теплоизоляции, для которых предусмотрены разжимные оправки, в этой области часто просто невозможно сделать толще. Поэтому уменьшение сечения на тыльном конце анкерной части, выполненной в виде цилиндра, может уменьшить несущую способность соединения.
Здесь вводят изобретение, и оно предусматривает схождение элемента-наконечника вдоль анкерной части с сужением к тыльному концу элемента-наконечника, то есть выполнение анкерной части с коническим завершением. Изобретение связано с осознанием того факта, что благодаря этому мероприятию, которое просто реализовать с точки зрения техники изготовления, наблюдающийся нежелательный пик напряжения на тыльном конце элемента-наконечника можно существенно уменьшить, поскольку площадь напряженного поперечного сечения вдоль анкерной части увеличена. Следовательно, особо простым способом обеспечиваются особо высокая несущая способность и надежность.
Постольку-поскольку в настоящем тексте идет речь о радиальном направлении, осевом направлении или направлении образующей, это следует, в частности, относить к продольной оси разжимной оправки, которая предпочтительно может совпадать с продольной осью пластмассового дюбеля. Согласно изобретению у элемента-наконечника в области его переднего конца, противоположного тыльному концу, имеется распорная часть для разжимания пластмассового дюбеля, которая по меньшей мене на некоторых участках выступает из элемента-стержня.
Элемент-наконечник на некоторых участках введен в элемент-стержень, а именно согласно изобретению по меньшей мере своей анкерной частью. Кроме того, участки элемента-наконечника, граничащие с анкерной частью, также предпочтительно могут быть введены в элемент-стержень. Со своей передней стороны, однако, у разжимной части элемент-наконечник выступает из элемента-стержня, то есть элемент-наконечник введен в элемент-стержень только частично.
Особо предпочтительно, чтобы анкерная часть была выполнена в форме конуса. Благодаря этому можно осуществить особо симметричное введение усилия, что может дополнительно улучшить показатели нагрузки.
Анкерной части можно выгодным образом придать поверхностный профиль, например рифление. Это позволяет дополнительно улучшить передачу усилия. Предпочтительно, чтобы шероховатость поверхности у анкерной части была выше, чем у примыкающего спереди к анкерной части участка элемента-наконечника. Благодаря этому можно целенаправленно сосредоточить передачу усилия на анкерной части, что может противодействовать возникновению пиков напряжения в других местах и таким образом увеличивает свободу при выборе размеров разжимной оправки. Если таковая имеется, то шероховатость поверхности анкерной части может также быть выше, чем у примыкающего сзади к анкерной части участка элемента-наконечника.
Кроме того, можно выгодным образом предусмотреть, чтобы длина анкерной части по меньшей мере в два раза, а предпочтительно - по меньшей мере в три раза превышала максимальный диаметр элемента-наконечника. В соответствии с этой формой исполнения уменьшение сечения происходит по относительно большой длине. Иными словами, угол раскрытия анкерного элемента относительно невелик. Это может выгодно сказаться на распределении напряжений и дополнительно улучшить показатели нагрузок.
Еще один подходящий вариант исполнения изобретения состоит в том, что элемент-наконечник в области примыкания к анкерному элементу имеет шейку, образующую сужение. Постольку, поскольку шейка введена в элемент-стержень, она может представлять собой дополнительное средство фиксации элемента-наконечника в элементе-стержне с геометрическим замыканием.
Предпочтительно, чтобы элемент-стержень состоял из пластмассы, в частности из армированной волокном пластмассы, и/или элемент-наконечник из металла. Предпочтительно, чтобы элемент-наконечник был окружен элементом-стержнем из пластмассы, в частности из армированной волокном пластмассы, выполненным экструдированием. Элемент-стержень может, например, состоять из полиамида с 6-50% стекловолокна.
Изобретение касается также крепежного устройства, состоящего из пластмассового дюбеля и разжимной оправки согласно изобретению, причем у пластмассового дюбеля имеется разжимной канал, и посредством введения разжимной оправки (распорного шипа) в разжимной канал дюбель можно разжать. Таким образом, изобретение охватывает также разжимную оправку в комбинации с пластмассовым дюбелем, для которого она предусмотрена. В частности, разжимная оправка может быть введена в разжимной канал пластмассового дюбеля, причем разжимная часть разжимной оправки распирает разжимной участок пластмассового дюбеля. Пластмассовый дюбель может, в частности, представлять собой дюбель для изоляционного (термоизоляционного) материала.
Ниже дано подробное описание изобретения на основании предпочтительных примеров исполнения, которые схематически представлены на прилагаемых фигурах, причем отдельные признаки показанных ниже примеров исполнения можно в рамках изобретения, в принципе, реализовывать по отдельности или в произвольных комбинациях. На фигурах схематически показаны:
Фигура 1: изображение одной из форм исполнения разжимной оправки согласно изобретению в продольном разрезе;
Фигура 2: подробное изображение X разжимной оправки с фигуры 1 в области перехода между элементом-стержнем и элементом-наконечником, а также
Фигура 3: изображение в продольном разрезе одной из форм исполнения дюбеля для термоизоляционного материала, который можно разжимать с помощью разжимной оправки согласно изобретению.
Пример исполнения разжимной оправки согласно изобретению представлен на фигурах 1 и 2. В тыльной части у разжимной оправки имеется продолговатый элемент-стержень 20, который состоит из синтетического материала, предпочтительно армированного волокном. С тыльного конца элемента-стержня на нем сформирована головка 21, которая формирует местное увеличение сечения.
В передней части разжимной оправки у нее имеется элемент-наконечник 10 из металла, предпочтительно из стали. Элемент-наконечник 10 в области тыльного конца 82 элемента-наконечника 10 окружен (экструдированием) элементом-стержнем 20 и таким образом на определенных участках введен в элемент-стержень 20. В области своего переднего конца 81 элемент-наконечник 10 выступает из элемента-стержня 20 и имеет в этом месте разжимную часть 11 для разжима пластмассового дюбеля в радиальном направлении.
Элемент-наконечник 10 и элемент-стержень 20 простираются вдоль продольной оси 100 разжимной оправки и предпочтительно располагаются соосно с продольной осью 100.
В области тыльного конца 82 элемента-наконечника 10 у него имеется продолговатая анкерная часть 15. Эта анкерная часть 15 полностью введена в элемент-стержень 20. Между разжимной частью 11 и анкерной частью 15 у элемента-наконечника 10 имеется шейка 12, которая формирует сужение сечения.
а
max
Согласно изобретению сечение анкерной части 15 элемента-наконечника 10 уменьшается - предпочтительно вдоль всей длины анкерной части 15 - в направлении тыльного конца 82 элемента-наконечника 10. Поскольку анкерная часть 15 непосредственно примыкает к тыльному концу 82 элемента-наконечника 10, элемент-наконечник 10 на тыльном своем конце 82 заканчивается сужением. Предпочтительно, чтобы анкерная часть 15 была выполнена по меньшей мере приблизительно конусообразной. Благодаря этому исполнению уменьшаются пики напряжений на переходе между элементом-наконечником 10 и элементом-стержнем 20. Предпочтительно, чтобы длина l анкерной части 15, вдоль (на протяжении) которой уменьшается сечение элемента-наконечника 10, по меньшей мере в два раза, а особо предпочтительно по меньшей мере в три раза, превосходила максимальный диаметр d элемента-наконечника, что дополнительно способствует уменьшению пиков напряжения.
В качестве примера анкерная часть 15 представлена с поверхностным профилированием на некоторых участках, например рифлением. Это профилирование (рельеф) поверхности может также локально накладываться на уменьшение сечения анкерной части 15. Как, в частности, демонстрирует фигура 2, шейка 12 и/или предпочтительно также и тыльный концевой участок разжимной части 11 введены в элемент-стержень 20.
На фигуре 3 показан пример исполнения пластмассового дюбеля, который с помощью разжимной оправки согласно изобретению можно разжимать в радиальном направлении для фиксации в сверленом отверстии. Пластмассовый дюбель выполнен как дюбель для изоляционных (термоизоляционных) материалов и как таковой имеет стержень 91, на тыльном конце которого располагается плоская шляпка-держатель 92 для фиксации пластины термоизолирующего материала на стержне 91. В продольном направлении сквозь стержень 91 внутри него проходит разжимной канал 95, который открыт в направлении тыльного конца пластмассового дюбеля.
Рядом с передним концом стержня 91 имеется разжимной участок 98. На высоте разжимного участка 98 сечение разжимного канала 95 по меньшей мере на некоторых участках уменьшено. Путем введения разжимной оправки согласно изобретению в разжимной канал 95 до глубины, на которой разжимная часть 11 разжимной оправки попадает в разжимной участок 98, разжимной участок 98 стержня 91 можно увеличивать в радиальном направлении, благодаря чему пластмассовый дюбель можно заякорить в стенке со сверленым отверстием.