СОЕДИНЯЮЩАЯ АДАПТИВНАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области крепежных элементов, применяемых при монтаже строительных конструкций, в которых используют плоские функциональные элементы, - вентилируемых полов, стенных панелей и потолочных блоков.
Известна конструкция «Соединяющая адаптивная регулируемая система» (далее по тексту «САРС»), называемая в оригинале «соединитель для крепления плит покрытий» (laczniki do mocowaniz plyt okladzinowych), которую используют для установки вентилируемых полов и напольных покрытий в виде панелей из древесно-стружечных (ДСП), древесно-волокнистых (ДВП) плит и ламината, а также стенных панелей в виде гипсокартона, многослойной фанеры и т.п. Сущность данной конструкции, выбранной за прототип полезной модели, и технология применения изложена в [1].
Конструкция соединителя для крепления плит покрытия (САРС), выбранного за прототип [1], включает опорную пластину 1 с центральным отверстием 2, регулирующий резьбовой блок 3, фиксирующие элементы 4 и крепежный элемент 5 (фигура 1).
Опорную пластину изготавливают из полимерного материала или древесной композиции (ДСП, ДВП, ламинат и т.п.). Регулируемый резьбовой блок представляет собой шпильку из металлического сплава (углеродной стали), которая снабжена гайками и прокладками соответствующих геометрических размеров. Крепежный блок представляет собой элемент, называемый «дюбель», который изготавливают из полимерного материала.
Технологическое использование САРС, согласно прототипу [1], состоит в следующем. В черновом полу, изготовленном из бетона или другого материала, высверливают в необходимом порядке отверстия, в которых размещают с натягом крепежный элемент 5. Далее устанавливают с использованием необходимого инструмента регулируемый резьбовой блок 2, соединенный с опорной пластиной 1 с помощью фиксирующих элементов 4.
Высота установки (расстояние между плоскостью чернового пола и опорной плоскостью плоского элемента) САРС определяется с помощью гайки и прокладки 4, которые накручиваются на резьбовую шпильку (винт) регулируемого резьбового блока 3. После установки всех САРС в черновом полу укладывают (настилают) плоские элементы напольного покрытия, которые соединяют с опорной пластиной 1 с помощью крепежных изделий (винтов, шурупов). Регулируемая высота установки САРС позволяет учитывать характерные конструктивные особенности чернового пола - наличие неровностей, локальных углублений, неплоскостность и т.п., при монтаже напольного покрытия и получать конструкции необходимых технических и эксплуатационных характеристик. Аналогичная технология реализуется и при монтаже стеновых панелей и подвесных потолков.
Конструкция САРС, выбранная за прототип заявленной полезной модели [1], обладает рядом преимуществ в сравнении с применением крепежных элементов аналогичного назначения в виде металлического профиля. К числу наиболее существенных преимуществ прототипа [1] относятся:
- возможность установки напольных, стенных и потолочных элементов с получением панелей необходимого качества при выраженных дефектах полов, стен и потолочных перекрытий;
- достаточная прочность крепления плоского элемента и САРС, обеспечивающая длительную эксплуатацию конструкции;
- высокая технологичность установки САРС и монтажа напольных, стенных и потолочных панелей.
Вместе с тем, прототипу присущ и ряд существенных недостатков, которые снижают эффективность его применения, к важнейшим из которых относятся:
- фиксируемое положение опорной пластины в установленном элементе, что не позволяет достичь необходимой (оптимальной) площади контакта с плоским элементом при монтаже в условиях выраженных дефектов пола, стен и потолков;
- недостаточно равномерное распределение нагрузки на опорную пластину, что приводит к разрушению конструкции из-за деформирования;
- недостаточное плотное прилегание контактной плоскости опорной пластины к панелям с выраженной шероховатостью.
Цель заявленной полезной модели «Соединяющая адаптивная регулируемая система» состоит в разработке конструкции с повышенной адаптивностью к функциональным элементам напольных покрытий, стеновых панелей и подвесных потолков при фиксации соединения и технологичности применения.
Поставленная цель достигается тем, что соединяющая адаптивная регулируемая система, включающая опорную пластину с центральным отверстием, регулирующий резьбовой блок, фиксирующие элементы, содержит опорную пластину, выполненную в виде плоского элемента круглого, квадратного, эллиптического, треугольного или многогранного сечений с центральным отверстием в виде заходного углубления и внутренней неразъемно соединенной полости сферического, тородиального, конусного, пирамидального или цилиндрического сечений, и неразъемно соединенных армирующих элементов, расположенных на внутренней плоскости плоского элемента, имеющих круглое, эллиптическое, треугольное, прямоугольное или многоугольное сечений, и регулирующий резьбовой блок, состоящий из сферического или тороидального элемента со сферическим поясом с центральным отверстием, в котором размещена резьбовая шпилька с двумя фиксирующими гайками при неразъемно соединенной с резьбовой шпилькой верхней гайкой.
Вариантами конструктивного исполнения заявленной полезной модели «Соединяющая адаптивная регулируемая система» являются:
1
2
- выполнение опорной пластины в виде неразъемно соединенных плоского элемента и армирующих элементов, расположенных на внутренней поверхности с высотой h=0,5÷1h, где h - толщина плоского элемента, и опорной втулки  высотой h=2÷5h, где h - толщина плоского элемента;
- выполнение опорной пластины из композиционного материала на основе полимерных матриц с армирующими элементами на внутренней поверхности круглого, эллиптического, треугольного или многоугольного сечений;
3
- выполнение сферического или тороидального элемента регулирующего резьбового блока из полимерных или композиционных материалов, с гладкой наружной контактной поверхностью или углублениями на наружной контактной поверхности, глубиной h=0,05÷0,1h, h - толщина плоского элемента;
- выполнение резьбовой шпильки и гаек регулирующего резьбового блока из полимерных или композиционных материалов;
- выполнение элементов резьбового регулирующего блока с антикоррозиционным покрытием;
4
- выполнение опорной пластины с вкладышем, толщиной h=0,05÷0,1h, где h - толщина плоского элемента, расположенным в углублении контактной (наружной) плоскости плоского элемента;
- выполнение опорной пластины перфорированной;
5
- выполнение опорной пластины с выступами на контактной плоскости высотой h=0,01÷0,05h, где h - толщина плоского элемента;
6
- выполнение опорной пластины с фиксаторами в виде выступов и углублений, расположенными на торцевой поверхности высотой (глубиной) h=2÷4h, где h - толщина плоского элемента;
6
- выполнение опорной пластины с фиксаторами в виде выступов и углублений, расположенными на торцевой поверхности  высотой (глубиной) h=2÷4h, где h - толщина плоского элемента.
Сущность конструктивного исполнения заявленной полезной модели «Соединяющая адаптивная регулирующая система» и ее вариантов поясняем графическими материалами (фигуры 1-8)
Фигура 1. Соединяющая адаптивная регулируемая система (САРС), согласно прототипу [1] (Соединитель для крепления плит покрытия, в оригинале lanczniki do mocowania plyt okladzinowych):
1. - опорная пластина;
2. - центральное отверстие;
3. - регулирующий резьбовой блок;
4. - фиксирущие элементы;
5. - крепежный элемент.
Фигура 2. Соединяющая адаптивная регулируемая система в сборе:
6. - сферический пояс;
7. - центральное отверстие с внутренней полостью;
8. - заходное углубление цилиндрическое;
9. - сферический или тороидальный элемент со сферическим поясом;
10. - резьбовая шпилька;
11. - фиксирующая гайка;
12. - опорная плоскость плоского элемента;
13. - армирующий элемент;
14. - опорная втулка.
Фигура 3. Сечение опорной пластины:
7. - центральное отверстие с внутренней полостью;
12. - опорная плоскость плоского элемента;
13. - армирующий элемент плоского элемента;
14. - опорная втулка.
Фигура 4. Вариант исполнения опорной пластины с шестигранными армирующими элементами 13 на внутренней плоскости плоского элемента (вид снизу):
13. - армирующий элемент плоского элемента;
14. - опорная втулка.
Фигура 5. Сечение опорной пластины с вкладышем 15 на плоском элементе и заходным углублением 16:
15. - вкладыш;
16. - входное углубление (коническое).
Фигура 6. Сечение опорной пластины с выступами 17 на контактной поверхности.
17. – выступы.
Фигура 7. Сечение опорной пластины с перфорирующими отверстиями 18 в плоском элементе:
18. - перфорирующие отверстия;
Фигура 8. Вариант исполнения опорной пластины с фиксаторами на плоском элементе в виде выступов и впадин:
19. - фиксирующие выступы;
20. - фиксирующие впадины.
Технология использования заявленной модели «Соединяющая адаптивная регулируемая система» состоит в следующем. На первой стадии осуществляют сборку соединяющей адаптивной регулирующей системы. Для этого размещают сферический или тороидальный элемент 9 во внутренней полости 7 опорной втулки 14. Упрощению процесса размещения способствует наличие в опорной втулке направляющего углубления конического 16. В центральное отверстие сферического или тороидального элемента 9 пропускают резьбовую шпильку 10 и фиксируют ее положение фиксирующими гайками 11. При необходимости возможно использование металлических шайб (прокладок). Верхнюю гайку 11 регулирующего резьбового блока неразъемно соединяют с резьбовой шпилькой 10, например, методом кернения. На противоположный конец резьбовой шпильки 10 накручивают фиксирующую гайку 11 (при необходимости с шайбой), выставляя высоту САРС, необходимую для размещения плоского элемента напольного покрытия, например плиты ДСП. В черновом полу просверливают с помощью специального инструмента отверстие, в котором размещают крепежный элемент 7 (например дюбель из полимерного материала). С помощью специального инструмента (например гайковерта с шестигранным наконечником) размещают собранный САРС в крепежном элементе 7. При этом резьбовая шпилька 10, распирая стенки крепежного элемента 7, надежно фиксирует САРС на черновом полу (или стенке).
Наличие фиксирующей гайки 11 на нижней части резьбовой шпильки 10 (на фиг. 2. условно не показано) обеспечивает требуемую высоту опоры в зависимости от особенностей строения чернового пола. Установленную в соответствии с разметкой САРС подвергают проверке на геометрическое соответствие с помощью специального инструмента (например уровня). При установлении несоответствия производят необходимые корректирующие манипуляции, используя фиксирующие гайки 11.
Благодаря наличию в конструкции САРС сферического или тороидального элемента 9 со сферическим поясом обеспечивается возможность поворота (изменения пространственного положения) опорной пластины 1. Благодаря этому создается возможность адаптирования САРС к конструктивным особенностям чернового пола (монтажной стенки или потолочного перекрытия). Таким образом, разработанная полезная модель САРС обладает синергической совокупностью регулирования и адаптирования к конструктивным особенностям элементов, на которых устанавливают плоские панели.
После выравнивания уровня опорных пластин, закрепленных САРС, осуществляется закрепление плоских панелей напольного покрытия (стенки или потолка) с помощью крепежных элементов (винтов, шурупов и т.п.) путем соединения их с опорной пластиной. Целесообразно использование специального инструмента. Рассмотренная выше технология применения разработанной модели САРС не только превосходит традиционную, в которой используют металлические элементы, но и технологию, в которой применяют «соединитель для крепления плит покрытия», согласно прототипу [1].
Дополнительные эффекты реализуются при использовании заявленных вариантов конструктивного использования соединяющей адаптивной регулируемой системы (САРС). Так наличие армирующих элементов 13 круглого, треугольного, эллиптического, прямоугольного или многоугольного сечений, неразъемно расположенных на нижней плоскости плоского элемента опорной пластины (п. 2 формулы), обеспечивает необходимые параметры конструкционных характеристик и уменьшает удельный расход материала для его изготовления.
При изготовлении сферического или тороидального элемента 9 не из металлических сплавов (дюралюмина, бронзы, латуни), а из полимерных или композиционных материалов (ПА6, ПА 6.6, СФД, ПОМ, ПА «Гроднамид», УПА6/30 и т.п.) (п. 3. формулы) обеспечивается высокая технологичность процесса и возможность снижения стоимости изделия при одновременном увеличении технологичности сборки САРС.
3
Формирование углублений на наружной контактной поверхности сферического или тороидального элемента глубиной h (п. 4. формулы) позволяет обеспечить наличие смазочного слоя на поверхностях трения, что увеличивает адаптивность плоского элемента к панели. Изготовление резьбовой шпильки 10 и фиксирующих гаек 11 (и, при необходимости, шайб) из полимерных или композиционных материалов (п. 5. формулы) не только сохраняет функциональные параметры САРС, но и увеличивает коррозионностойкость при снижении расхода дорогостоящего металлического проката.
Нанесение покрытий на элементы резьбового регулирующего блока (п. 6. формулы) увеличивает ресурс эксплуатации САРС и конструкций в условиях интенсивного воздействия коррозионно-активных сред (например, при эксплуатации вентилируемых напольных сооружений в системе сельскохозяйственного производства).
4
При применении конструкций САРС с вкладышем 15 толщиной h, который располагается в углублении опорной пластины, постигается возможность оптимального прилегания (адаптирования) к поверхности монтируемой панели. Этот аспект имеет особое значение при использовании панелей с повышенной шероховатостью поверхностного слоя.
Изготовление вкладыша 15 из материала с повышенной деформативностью (термоэластопластов типа СЭВА, ТПУ, резин, термопластов типа ПЭВД и т.п.) (п. 7. формулы) обеспечивает эффект оптимального распределения контактной нагрузки при эксплуатации напольных покрытий. При перфорировании опорной пластины путем формирования сквозных отверстий любой формы 18 (п. 8. формулы) обеспечивается эффект сохранения необходимых значений параметров деформационных характеристик САРС при уменьшении расхода материала для его изготовления.
5
Формирование на контактной поверхности 12 плоского элемента неразъемно соединенных выступов 17 (п. 9. формулы) высотой h обеспечивает повышенное адаптирование САРС к поверхности панельного элемента повышенной твердости и прочности (например панелей из цветных сплавов, керамических материалов и т.п.), благодаря их деформированию под действием усилия затягивания крепежа.
При необходимости формирования опорных площадок для установки оборудования повышенной массы целесообразно применение САРС, опорные пластины которых содержат фиксаторы в виде фиксирующих выступов 19 и фиксирующих впадин 20 на торцевых поверхностях опорной пластины (п. 9. формулы).
Таким образом, разработанная полезная модель соединительной адаптивной регулируемой системы (САРС) по параметрам функциональных характеристик, технологичности применения и эксплуатационных характеристик существенно превосходит прототип [1].
Ниже приведены примеры практической реализации заявленной регулируемой системы (САРС) в соответствии с формулой.
Пример 1. Конструкцию САРС собирали из следующих элементов.
Опорную пластину диаметром 100 мм и толщиной h=5 мм изготавливали методом литья под давлением из полиоксиметилена (ПОМ). Сферический элемент изготавливали из полиамида ПА («Гроднамид») методом литья под давлением. Для комплектации САРС применили стандартную резьбовую шпильку длиной 250 мм и резьбой М6 и три гайки М6. В качестве крепежного элемента использовали дюбель с длиной рабочей части 50 мм, изготовленный из регенерированного полипропилена (ПП, ОАО «Белвторполимер»).
Сборку САРС осуществляли вручную с применением простейших приспособлений (тиски, монтажный стол, набор инструментов).
2
3
Пример 2. Опорную пластину САРС Ø120 мм изготавливали из полипропилена (ПП) методом литья под давлением. Опорная пластина толщиной h=3 мм содержала армирующие элементы в виде 28 неразъемно соединенных шестигранников, расположенных на внутренней поверхности. Высота армирующих шестигранных элементов составляла h=1,5 мм (0,5h). Опорная пластина содержала опорную втулку высотой 6 мм (2h). Тороидальный элемент изготавливали из полиоксиметилена (ПОМ) методом литья под давлением на многоместной оснастке. На наружной контактной поверхности тороидального элемента методом накатки формировали углубления глубиной h=0,3 мм (0,1h).
Резьбовую шпильку и фиксирующие гайки изготавливали из композиционного материала на основе полиамида 6, наполненного 30% стекловолокна (ПА6-СВ30 «Гроднамид»).
Опорная пластина содержала сквозные перфорирующие отверстия диаметром 3 мм.
Сборку САРС осуществляли, согласно примеру 1, вручную.
1
2
6
Пример 3. Опорную пластину прямоугольного сечения 60x60 мм толщиной h=3 мм с перфорирующими отверстиями диаметром 3 мм, армирующими элементами треугольной формы высотой h=3 мм (1h) и опорной втулкой высотой h=15 мм (5h) с внутренней полостью и заходным конусным углублением изготавливали методом литья под давлением из полиамида П6 («Гродномид»). В торцах опорной впадины пластины изготавливали фиксирующие выступы  высотой (глубиной) h=6 мм (2h).
Использовали стандартную резьбовую шпильку длиной 200 мм диаметром М6 и фиксирующие гайки из композиционного материала на основе ПА6, модифицированного 30% стекловолокна («Гроднамид»).
Сборку САРС и установку осуществляли вручную с использованием необходимого инструмента.
5
Пример 4. Комплектующие элементы САРС изготавливали из композиционного материала на основе полиамида 6, армированного стекловолокном (ПА6-СВ30 «Гроднамид») методом литья под давлением на многопозиционной оснастке. На контактной плоскости опорной пластины выполняли полусферические выступы высотой h=0,15 мм (0,05h, где h=3 мм).
Сборку САРС осуществляли в соответствии с примером 1.
4
Пример 5. Комплектующие элементы САРС изготавливали из полиоксиметилена методом литья под давлением на многопозиционной оснастке. В углублении опорной пластины располагали вкладыш толщиной h=0,5 мм (0,1h; h=5 мм). Вкладыш изготавливали из термоэластопласта- сополимера этилена и винилацетата СЭВА 130 методом литья под давлением.
Сборку САРС и установку осуществляли вручную с применением необходимого инструмента.
Опытные партии САРС, изготовленные в соответствии с примерами 1-5, были испытаны при монтаже вентилируемых полов и настенных покрытий на предприятиях ОАО «Гродножилстрой» и ОАО «Гроднопромстрой». По результатам положительных испытаний принято решение об организации опытно-промышленного производства соединяющей адаптивной регулируемой системы (САРС) различных вариантов конструктивного исполнения в соответствии с нормативной технической документацией, регламентирующей ее применение на строительных предприятиях жилищного, промышленного и сельскохозяйственного назначения.
Литература
1. Aprobata techniczna JTB АТ-15-8947/2012. Laczniki do mocowania plyt okladzinowych MICHNOSYSTEM Warsawa, 2012. - прототип.
Подрисуночные надписи
Фиг. 1. «Соединитель для крепления плит покрытий» (В оригинале: «laczniki do mocowania plyt okladzinowych»). Aprobata techniczna JTB AT-15-8947/2012 Michno SYSTEM (STABI SYSTEM) Sp. ZOO. Warszawa, 2012-прототип:
1. - опорная пластина;
2. - центральное отверстие;
3. - регулируемый резьбовой блок;
4. - фиксирующие элементы;
5. - крепежный элемент.
Фиг. 2. Соединяющая адаптивная регулируемая система(общий вид):
6. - опорная втулка;
7. - центральное отверстие с внутренней полостью;
8. - заходное углубление;
9. - сферический или тороидальный элемент со сферическим поясом;
10. - резьбовая шпилька;
11. -фиксирующая гайка;
12. - плоский элемент.
Фиг. 3. Сечение опорной пластины:
12. - опорная плоскость плоского элемента;
13. - армирующий элемент плоского элемента;
14. -опорная втулка.
Фиг. 4. Вариант исполнения плоского элемента с шестигранными армирующими элементами 13 (вид снизу).
Фиг. 5. Сечение опорной пластины с вкладышем 15 на плоском элементе и заходным углублением 16.
Фиг. 6. Сечение опорной пластины с выступами 17 на контактной поверхности плоского элемента.
Фиг. 7. Сечение перфорированной опорной пластины с отверстиями 18.
Фиг. 8. Вариант исполнения плоского элемента с фиксаторами в виде выступов 19 и впадин 20 (вид сверху).