SELF-CENTERING INSERT SEALING ELEMENT
САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙСЯ ВСТАВНОЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области строительства, в частности к элементам и деталям крепежа, а более конкретно к вставным элементам, содержащим корпус во внутренней части которого выполнено центральное отверстие для прохождения крепежного соединения.
Изобретение может быть использовано в строительных конструкциях.
Известна теплоизоляционная шайба по патенту на полезную модель № 140100 от 27.04.2014 г., содержащая корпус и съемную крышку, причем во внутренней части корпуса выполнено центральное отверстие для прохождения крепежного соединения, верхняя часть корпуса имеет соосно центральному отверстию выполненные каскадом наружное и внутреннее углубления, диаметр которых больше диаметра центрального отверстия, причем внутреннее углубление выполнено с возможностью заглубления головки крепежного элемента и меньшего диаметра, чем наружное углубление, выполненное с возможностью герметичного крепления крышки,  поперечное сечение через ось симметрии корпуса имеет вид криволинейного многоугольника, который имеет параллельные друг другу расположенную со стороны съемной крышки верхнюю и противоположную ей нижнюю прямые стороны, причем нижняя сторона больше верхней, и две боковых стороны, каждая из которых имеет прямолинейный участок, соединенный с нижней стороной и расположенный под прямым углом и сопряженный с ним криволинейный участок, сопряженный с верхней стороной.
Известно изобретение KR20090004347U от 08.10.2010 г, в котором представлена центрирующая шайба, которая может быть точно и надежно закреплена между конструкциями, направляя конструкцию, которая должна быть установлена. Шайба в описываемом изобретении имеет сквозное отверстие, образованное в ее центре, а внутренняя окружность сквозного отверстия и направляющая, проходящие на заданной высоте, сформированы на заранее определенной высоте, чтобы не отделяться от центра, в то время как вставляется вдоль отверстия. Направляющая шайбы выполнена из конуса, сужающегося наружу, так что направляющая шайбы легко вставляется в отверстие через зазор, предусмотренный между болтом и отверстием, то есть зазор. Когда болт постепенно затягивается, направляющая вставляется по допуску, то есть зазору, уже предусмотренному между отверстием и болтом, и в углу конуса упирается в входной край отверстия, где он плотно собран без зазоров, то есть центры отверстий и шайб или болтов и гаек закреплены так, что конструкции и точно собраны в правильном положении. Центрирующая шайба в данном изобретении отличается тем, что направляющая проходит к центральному сквозному отверстию и выступает в одну сторону так, что внешняя периферия сужается и вставляется в отверстие, так что центр не отделяется. Центрирующая шайба по настоящему изобретению, имеющая признаки, описанные выше, для повышения точности путем направления центра таким образом, чтобы конструкции были на месте, а также крепежные элементы, такие как болты и гайки, которые собираются во время выступа направляющей. в шайбу вставляется в отверстие. Кроме того, операция крепления болта и гайки может быть легко выполнена, тем самым улучшая усилие крепления и значительно сокращая рабочее время. Недостатки: нет возможности герметизации места соединения, отсутствует специальная опорная поверхность на креплении для увеличения опорной поверхности крепежа, нет возможности позиционирования для вновь устанавливаемого элемента.
Технической проблемой является создание самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента, который может быть точно и надежно закреплен между элементами конструкции, направляя, центрируя и позиционируя соединяемые плоскости конструкции.
Технический результат заключается в увеличении площади поверхности для передачи усилия, препятствуя продольному смещению соединяемых плоскостей, а также обеспечения установки элемента крепления, которое позволяет производить последовательное соединение  двух и  более крепежных элементов.
Техническая проблема решается и технический результат достигается тем, что самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент фиг 1а, содержит корпус во внутренней части которого выполнено центральное отверстие (поз. 1.1) для прохождения крепежного элемента. Корпус выполнен в виде двух одинаковых усеченных конусов (поз.1.2 и поз.1.3) совмещенных большими основаниями в центре корпуса и сужающимися к краям, с образованным центральным отверстием, причем усеченный конус - это часть прямого кругового конуса, который образован при вращении прямоугольной трапеции вокруг ее боковой стороны высотой H (фиг. 1в), перпендикулярной основаниям трапеции, при этом радиус большего основания R1.2 больше радиуса меньшего основания, R1.1, таким образом, что значение угла β, который образован плоскостью между двух оснований усеченных конусов и их сужающимися сторонами,  находится в пределах от 1 до 89,9 град., предпочтительно от 25 до 65, более предпочтительно от 40 до 50 и наиболее предпочтительно под углом 45 град., при этом радиус большего основания R1.2 и радиус меньшего основания R1.1, относится к высоте боковой стороны прямоугольной трапеции H, таким образом, что высота H меньше или равна значению разности радиуса большего основания R1.2 и радиуса меньшего основания R1.1.
Вдоль центральной оси корпуса выполнена цилиндрическая выемка (поз.1.4) (Фиг 1г), основание которой расположено на одном из меньших оснований конусов, таким образом, что ось цилиндрической выемки совпадает с центральной продольной осью конусов, при этом радиус выемки R1.3, меньше или равен значению радиуса большего основания усеченных конусов R1.2 (поз. 1.3 и 1.4), при этом длина цилиндрической выемки меньше суммы двух высот H боковых сторон прямоугольной трапеции.
Форма сечения цилиндрической выемки выбрана из группы, состоящей из круга, овала, квадрата, прямоугольника, треугольника или их сочетаний.
Самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент может быть дополнительно снабжен выступом (Фиг 2а), расположенным вдоль осевой линии усеченных конусов, совмещенных большими основаниями в центре корпуса и выполнен выступ в виде цилиндра радиусом R2.1 - (поз. 2.1), основание которого совпадет с меньшим основанием усеченного конуса (поз. 1.3), противоположного относительно того через которое построена цилиндрическая выемка, при этом цилиндрический выступ имеет продольные пропилы таким образом, что количество этих пропилов находится в пределах от 1 до 50, предпочтительно от 2 до 20, более предпочтительно от 3 до 10 и наиболее предпочтительно 4, при этом вдоль оси цилиндрического выступа с пропилами - (поз. 2.2) выполнен канал, радиусом R2.2, проходящий через весь цилиндрический выступ, причем радиус R2.2 должен быть меньше радиуса цилиндрической выемки R1.3 (поз.1.4).
Самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент  дополнительно содержит канал, проходящий перпендикулярно через меньшее основание одного из усеченных конусов, причем ось канала совмещена с осью меньшего основания одного из усеченных конусов, перпендикулярной основанию, при этом радиус канала меньше радиуса цилиндрической выемки, при этом упомянутая цилиндрическая выемка и канал, предназначенный для размещения по меньшей мере одного крепежного элемента внутри самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента, соединяющего элемент с другими элементами при сборке (Фиг 2б).
Самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент, в  котором через цилиндрическую выемку и канал проходит в предпочтительном варианте крепежный элемент, опорная поверхность которого взаимодействует с основанием образованным цилиндрической выемкой и меньшим основанием конуса с каналом, при этом самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент выполнен с возможностью закрепления крепежным элементом таким образом, что ответное отверстие, в основании которого вставлен самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент, выбирает все пустоты, расположенные в зазоре таким образом, так что самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент располагается в центре отверстия (Фиг.3 б).
Форма сечения канала выбрана из группы, состоящей из круга, овала, квадрата, прямоугольника, треугольника или их сочетаний.
Самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент в котором угол установки в ответное отверстие основания проходит вдоль линии, проходящей под углом в плоскости XY, находится в пределах от 1 до 89 град., предпочтительно от 20 до 70 град, более предпочтительно от 40 до 50 град. и наиболее предпочтительно под углом 45 град. угловых.
Самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент, который снабжен выступом (поз. 2.1) в форме стержня (Фиг. 2г) с внутренним каналом, разделенного на части продольными прорезями, расположенный на меньшей плоскости самоцентрирующегося вставного элемента противоположному меньшей плоскости, на которой расположена выемка, причем канал в стержне заужен таким образом, что выступ с пропилами распирается путем ввода скрепляющего элемента в данный элемент.
Форма сечения выступа с пропилами выбрана из группы, состоящей из круга, овала, квадрата, прямоугольника, треугольника или их сочетаний.
Форма сечения канала внутри выступа с пропилами выбрана из группы, состоящей из круга, овала, квадрата, прямоугольника, треугольника или их сочетаний.
Изобретение поясняется чертежами предпочтительного варианта изготовления устройства.
Фиг. 1а - вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в перспективе, где сквозное отверстие 1.1 для прохождения крепежного элемента, сформировано в ее центре.
Корпус уплотнительного элемента выполнен в виде двух одинаковых усеченных конусов 1.2 и 1.3 совмещенных большими основаниями в центре корпуса и сужающимися к краям, образованным центральным отверстием 1.1.
Радиус большего основания R1.2 больше радиуса меньшего основания R 1.1.
Фиг. 1б - вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в перспективе, где сквозное отверстие 1.1 для прохождения крепежного элемента, сформировано в ее центре. Радиус большего основания R1.2 больше радиуса меньшего основания R 1.1.
На фиг. 1в показан вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в разрезе и обозначен угол β, который образован плоскостью между двух оснований усеченных конусов и их сужающимися сторонами, высота H, перпендикулярна основаниям трапеции.
На фиг. 1г показан вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в разрезе, вдоль центральной оси корпуса выполнена цилиндрическая выемка (поз. 1.4), основание которой расположено на одном из меньших оснований конусов, таким образом, что ось цилиндрической выемки совпадает с центральной продольной осью конусов, при этом радиус выемки R1.3, меньше или равен значению радиуса большего основания усеченных конусов R1.2 (поз. 1.2 и 1.3 Фиг 1а).
Наличие выемки позволяет установку крепления (показано на фиг.5а, поз. 3.7) - типа гайка в которое вкручиваются армирующие скрепления (фиг. 5б, поз.3.3) благодаря которым выполняется последовательное соединение. Выемка позволяет установить гайку таким образом, что данное крепление не увеличивает габариты заявленного изобретения. При выполнении обозначенной функции, данное соотношение радиусов подобрано таким образом, чтобы усилие от гайки с ввернутым армирующим скреплением, передавало на самоцентрирующийся элемент равномерно и распределялось по поверхности, на которую опирается обозначенный самоцентрирующийся уплотнительный элемент.
На фиг. 2а показан выступ, выполненный в виде цилиндра радиусом R2.1 - (поз. 2.1), основание которого совпадет с меньшим основанием усеченного конуса (поз. 1.3), противоположного относительно того, через которое построена цилиндрическая выемка поз.1.4, при этом цилиндрический выступ имеет продольные пропилы (поз. 2.2) таким образом, что количество этих пропилов находится в пределах от 1 до 50, при этом вдоль оси цилиндрического выступа (поз. 2.1) с пропилами (поз. 2.2) - выполнен канал (поз. 2.3), радиусом R2.2, проходящий через весь цилиндрический выступ, причем радиус R2.2 должен быть меньше радиуса цилиндрической выемки R1.3 (поз.1.4).
Пропилы поз 2.2 обозначенные на фиг. 2а выполнены для разделения выступа (поз. 2.1)  на отдельные сегменты. Заявленное изобретение с цилиндрическим выступом и пропилами устанавливается в отверстие на поверхности. Для фиксации в данном положении, в которое оно установлено, в изобретение вкручивают крепление изображенное на фиг. 3а и 3б поз. 3.2, которое выполняет обозначенную функцию путем расклинивания цилиндрического выступа с пропилами в отверстии. Количество пропилов подбирается в зависимости от типа скрепления, которое вкручивают в обозначенное изобретение и силы на вырыв скрепления, которое оно должно выдержать.
Фиг. 2б - вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в перспективе, где сквозное отверстие 1.1 для прохождения крепежного элемента, сформировано в ее центре элемента. Радиус большего основания R1.2 больше радиуса меньшего основания R 1.1.
На Фиг. 2в показан вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в разрезе и обозначен угол β, который образован плоскостью между двух оснований усеченных конусов и их сужающимися сторонами, высота H, перпендикулярна основаниям трапеции.
На Фиг. 2г показан вид самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента в разрезе, вдоль центральной оси корпуса выполнена цилиндрическая выемка (поз. 1.4), основание которой расположено на одном из меньших оснований конусов, таким образом, что ось цилиндрической выемки совпадает с центральной продольной осью конусов, при этом радиус выемки R1.3, меньше или равен значению радиуса большего основания усеченных конусов R1.2 (поз. 1.2 и 1.3) (Фиг. 2а), имеется выступ в форме стержня (поз. 2.1) (Фиг. 2г) с внутренним каналом, разделенным на части продольными прорезями, расположенный на меньшей плоскости самоцентрирующегося вставного элемента противоположному меньшей плоскости, на которой расположена выемка, причем канал в стержне заужен таким образом, . что выступ с пропилами распирается путем ввода скрепляющего элемента в данный элемент.
На Фиг. 3а - представлен вариант установки самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента - поз.3.1, через цилиндрическую выемку и канал проходит крепежный элемент - поз. 3.2, опорная поверхность которого взаимодействует с основанием, образованным цилиндрической выемкой, при этом самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент установлен в основание и располагается в центре отверстия.
На Фиг. 3б - представлен вариант установки в разрезе самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента - поз.3.1, через цилиндрическую выемку и канал проходит крепежный элемент - поз. 3.2, опорная поверхность которого взаимодействует с основанием, образованным цилиндрической выемкой.
При закреплении вставной уплотнительный элемент выбирает все пустоты, расположенные в зазоре, благодаря конусной форме самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент располагается в центре отверстия за счет самоцентрирования.
Фиг. 4а и 4б - Изображения, демонстрирующее невозможность сборки конструкции, в котором отсутствует позиционирование одного элемента сборки конструкции относительно другого. На изображении представлена ситуация, при которой отсутствует заявленный самоцентрирующийся уплотнительный элемент, ввиду чего 2 изделия - поз. 3.4 и поз.3.5 не имеют каких-либо элементов, которые бы привели к их центрированию друг относительно друга и препятствовали продольному смещению соединяемых плоскостей. Если данное условие не будет выполнено, то не будет обеспечена возможность установки крепежного элемента - поз.3.2 в канал - поз.3.3 производить последовательное соединение двух и более крепежных элементов - поз.3.2 не представляется возможным.
Фиг. 5а - Демонстрация варианта использования крепления описываемого изобретения - вставного самоцентрирующегося уплотнительного элемента поз. 3.1, в котором установлена гайка - поз.3.6, в цилиндрическую выемку поз. 1.4.
Фиг. 5б - Демонстрация варианта использования крепления в разрезе, описываемого изобретения - вставного самоцентрирующегося уплотнительного элемента поз. 3.1, при выполнении последовательного соединения в наиболее предпочтительном варианте, с использованием гайки - поз.3.6, элементов крепления - поз. 3.2 Выемка в вставном самоцентрирующемся уплотнительном элементе выполнена таким образом, чтобы в нем мог разместится крепежный элемент, как в представленном примере - гайка - поз.3.7.
На Фиг. 6а - Последовательность предпочтительного использования изобретения на примере строительного блока. Монтаж закладного элемента (дюбеля) - поз.4.1 в блок - поз. 4.2 для закрепления самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента.
Фиг. 6б - Последовательность предпочтительного использования изобретения на примере строительного блока. Направление установки в монтажное отверстие блока самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента - поз. 3.1.
Фиг. 6в - Последовательность предпочтительного использования изобретения на примере строительного блока. Установка и завинчивание крепежом - поз. 4.3 самоцентрирующегося вставного уплотнительного элемента поз. 3.1.
Фиг. 6г - Смонтированный самоцентрирующийся вставной уплотнительный элемент - поз.3.1.
Фиг. 6д - Установка к блоку со смонтированными самоцентрирующимися вставными уплотнительными элементами ответного блока.
Фиг. 6е - Сечение в месте контакта блока со смонтированным самоцентрирующимися вставным уплотнительным элементом и ответного блока. Зеленой линей выделена зона контакта. На данном изображении продемонстрирован разрез поверхности, в которую установлен заявленный вставной самоцентрирующийся уплотнительный элемент. Для увеличения площади взаимодействия, вставной самоцентрирующийся элемент выполнен не плоским, а в форме конуса, благодаря чему, площадь опоры элемента увеличилась в 1,4 раза. На изображении также представлено то, что благодаря цилиндрической форме, изделия позиционируются по нему, а также данная форма препятствует смещению в продольном направлении.