Результат интеллектуальной деятельности: РАСПОРНЫЙ ДЮБЕЛЬ С РАСПОРНЫМ УЧАСТКОМ С ПРОРЕЗЯМИ

Настоящее изобретение касается распорного дюбеля, в частности, из пластмассы, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Такой распорный дюбель оснащен стержнем, имеющим область шейки и распорный участок, причем распорный участок располагается по оси со сдвигом относительно участка шейки, и распорным каналом, который проходит сквозь участок шейки и распорный участок стержня, в частности в осевом направлении, причем на распорном участке стержень выполнен с возможностью расширения в радиальном направлении путем введения расширяющего элемента в распорный канал для закрепления распорного дюбеля в сверленом отверстии, причем распорный канал на распорном участке образован исключительно прорезями, которые исходят от окружности стержня и проходят во внутреннее пространство стержня, причем распорный канал по меньшей мере в одной плоскости поперечного сечения распорного участка образован двумя по меньшей мере частично проходящими со сдвигом друг относительно друга в плоскости поперечного сечения прорезями, которые исходят от расположенных противоположно друг к другу в плоскости поперечного сечения участков окружности стержня. Также изобретение касается литьевой формы для изготовления такого распорного дюбеля.

Заявка DE 3241158 A1 касается дюбеля из пластмассы с закрепляющей частью, причем закрепляющую часть можно отлить (экструдировать) без центрального штока. Закрепляющая часть имеет проходящий ее насквозь в осевом направлении направляющий канал, а по длине она разделена на несколько взаимосвязанных распорных зон. В каждой распорной зоне имеется идущая от оболочки фиксирующей части прорезь, положение которой от одной распорной зоны к другой смещается поворотом вокруг оси дюбеля. В осевом направлении длины пропилов равны длине соответствующей распорной зоны. В направлении окружности боковой поверхности углубления в каждом случае обладают протяженностью, которая соответствует проекции направляющего канала на боковую поверхность.

Кроме того, известны дюбеля из DE 3248141 А1. Согласно DE 3248141 А1 направляющий канал для распорного болта может быть образован через перекрывание продольных щелей. Продольные щели могут быть получены при помощи радиального шибера и можно работать центральным штоком. Другой дюбель, у которого центральная выемка образована через перекрывание продольных щелей, показан в DE 1292947 В. Другие пластмассовые дюбеля известны из DE 3101472 А1, ЕР 0163604 А2 и ЕР 1248000 А1.

Задача изобретения состоит в том, чтобы представить распорный дюбель, который при особо низких затратах на производство и высокой надежности достигает особо благоприятных показателей нагрузки и особо удобен в установке.

Согласно изобретению эту задачу решают посредством пластмассового распорного дюбеля, обладающего признаками пункта 1 формулы, и литьевой формы для изготовления такого распорного дюбеля с признаками пункта 10 формулы изобретения. Предпочтительные формы исполнения дюбеля представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Распорный дюбель согласно изобретению отличается тем, что торцевая сторона по меньшей мере одной из двух прорезей может образовывать по меньшей мере два контактных фацета (грани) для расширяющего элемента.

В распорном дюбеле согласно изобретению предусмотрено, что распорный канал по меньшей мере в одной плоскости поперечного сечения распорного участка образован двумя прорезями, которые идут от участков окружности стержня, лежащих противоположно друг другу в плоскости поперечного сечения, в частности, диаметрально противоположных друг другу участков.

Первой основной мыслью изобретения можно считать идею, чтобы дюбель по меньшей мере в одном месте распорного участка в осевом направлении (по меньшей мере в одном осевом положении) обладал таким сечением, в котором распорный канал образован не только одной единственной прорезью, а двумя прорезями, которые идут из двух различных, в частности, противоположных друг другу участков на окружности стержня и простираются во внутреннее пространство дюбеля. Таким образом, в этом по меньшей мере одном осевом положении две прорези перекрываются в осевом направлении и совместно образуют в сечении распорный канал.

В соответствии с заявкой DE 3241158 А1 распорный канал в каждом осевом положении распорного участка образован в точности одной прорезью. Соответственно, в каждой распорной зоне распорного участка в сечении имеется в точности один сплошной U-образный распорный элемент. Распорный канал в дюбеле согласно изобретению, напротив, по меньшей мере местами образован двумя прорезями, которые идут от участков окружности стержня, лежащих в сечении стержня противоположно друг другу и встречаются друг с другом внутри стержня, образуя сечение распорного канала. Соответственно, у дюбеля согласно изобретению в сечении распорного участка формируются два отдельных распорных элемента, подобные сегментам. Эти отдельные распорные элементы могут способствовать особо равномерному разжатию в направлении окружности, а кроме того, они могут быть особо гибкими, причем оба этих фактора могут положительно сказываться на закреплении и таким образом значительно улучшить показатели нагрузки. Кроме того, в случае геометрических параметров согласно изобретению можно особенно простым способом реализовать лишь точечный контакт между расширяющим элементом и стержнем на распорном участке, благодаря чему можно уменьшить трение при введении расширяющего элемента и, следовательно, повысить производительность при установке дюбеля. При этом, однако, распорный участок согласно изобретению можно как и прежде, подобно изложенному в заявке DE 3241158 А1, изготавливать методом литья под давлением без центрального штока, а затем формовать, исключительно втыкая шипы, образующие прорези, в окружности стержня.

Если в настоящем тексте идет речь о "радиальном", "осевом", "диаметральном" и/или "окружном направлении", то это может относиться, в особенности если не упомянуто иное, к продольной оси стержня. Продольная ось стержня предпочтительно проходит параллельно распорному каналу, в частности соосно с ним и/или сквозь распорный канал. В частности, плоскость или плоскости сечения проходит, или, соответственно, проходят перпендикулярно продольной оси стержня и/или перпендикулярно направлению продольной протяженности распорного канала. Стержень предпочтительно состоит из пластмассового материала. Предпочтительно, чтобы распорный участок и участок стенки стержня были изготовлены в виде одной детали, что может упростить производство.

Прорези предпочтительно представляют собой соответственно отпечаток шипа, который вдавлен в стержень со стороны окружности стержня, а затем снова извлечен. В этом случае прорези можно изготавливать в процессе литья под давлением особо простым образом. Предпочтительно, чтобы у прорезей отсутствовали поднутрения, так, чтобы было возможно особо простое извлечение шипов из формы.

Окружность стержня на распорном участке и/или в области шейки, надлежащим образом, выполнена по меньшей мере приблизительно цилиндрической. Закрепление дюбеля в сверленом отверстии посредством расширения в радиальном направлении может, в частности, включать в себя [процесс, в котором] расположенные на распорном участке распорные элементы дюбеля прижимаются расширяющим элементом по радиусу к стенке сверленого отверстия, предпочтительно цилиндрической. Предпочтительно, чтобы сечение распорного канала на распорном участке, по меньшей мере поэтапно, уменьшалось по мере увеличения расстояния от области шейки.

Расширяющий элемент можно быть, в частности, выполнен в форме штифта. Он может представлять собой, например, шуруп или вбиваемый штырь. В частности, можно предусмотреть, чтобы на распорном участке стержень в целях закрепления дюбеля в сверленом отверстии можно было расширять в радиальном направлении путем введения по меньшей мере приблизительно цилиндрического или в точности цилиндрического участка расширяющего элемента в участок распорного канала, находящийся в осевом направлении в пределах распорного участка. Расширяющий элемент может состоять, например, из пластмассового материала, металлического материала или из их комбинации. Расширяющий элемент можно рассматривать как составную часть дюбеля или как отдельную деталь.

Предпочтительно, чтобы введение расширяющего элемента в распорный канал не вызывало расширения области шейки в радиальном направлении или максимум вызывало это расширение на отдельных участках. В дополнение к описанному распорному участку распорный дюбель в некоторых случаях может также иметь один или несколько дополнительных распорных участков, которые посредством введения расширяющего элемента в распорный канал также можно увеличивать в радиальном направлении для закрепления дюбеля в сверленом отверстии, но которые, однако, могут иметь другую геометрическую форму. По меньшей мере один дополнительный распорный участок выгодным образом смещен в осевом направлении относительно распорного участка, но может также и непосредственно граничить с ним.

Распорный канал можно выполнить сквозным. В нем, однако, в частности, по причинам технологии изготовления, могут также присутствовать одна или несколько мембран, прокалываемых расширяющим элементом. В частности, можно предусмотреть мембрану на переходе между областью шейки и распорным участком, особенно если область шейки формируют с помощью центрального штока, а распорный участок - без центрального штока. Мембрану в этом случае можно сформировать на торцевой стороне центрального штока. Мембрану можно, например, предусмотреть также и между двумя соседними в сечении стержня прорезями, которые вместе образуют поперечное сечение распорного канала. Такая мембрана может возникнуть, если противоположно располагающиеся шипы головки экструдера не соприкасаются, а между ними, напротив, остается допусковый зазор. Обе прорези, которые в плоскости сечения распорного участка образуют распорный канал, могут таким образом переходить друг в друга в плоскости сечения или же их может разделять мембрана, которую может прокалывать расширяющий элемент.

Особо предпочтительно, чтобы обе прорези по меньшей мере участками имели форму призмы или форму усеченной пирамиды, в каждом случае предпочтительно с прямоугольным основанием. Благодаря такой форме распорный канал можно изготавливать особо простым с геометрической точки зрения образом, причем форма усеченной пирамиды, расширяющейся в направлении окружности стержня, может способствовать извлечению данного конкретного шипа из формы. Предпочтительно можно предусмотреть, чтобы первая сторона прямоугольного основания проходила параллельно продольной оси стержня и/или чтобы вторая сторона проходила перпендикулярно продольной оси стержня. В частности, первая сторона прямоугольного основания, которая проходит параллельно продольной оси стержня, может быть длинной стороной прямоугольника, а вторая сторона - короткой стороной прямоугольника, более короткой, чем длинная сторона прямоугольника. В принципе, прямоугольное основание может также быть квадратным. В наружном направлении, то есть в сторону окружности стержня, симметричность отдельных прорезей может уменьшаться. В плоскости поперечного сечения обе прорези могут проходить параллельно друг другу.

Согласно изобретению предусматривается, чтобы в плоскости поперечного сечения обе прорези проходили по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью, со сдвигом друг относительно друга. В соответствии с этой формой исполнения обе прорези соосны друг другу максимум частично, а предпочтительно вообще не соосны. При этом прорези могут образовывать контактные фацеты (грани) для расширяющего элемента не только на своих боковых поверхностях, но и на торцевых сторонах, так что при разжатии распорного участка возможно особенно равномерное распределение усилия.

Предпочтительно, чтобы в плоскости поперечного сечения по меньшей мере одна из двух прорезей была ограничена радиусом, идущим от продольной оси стержня. В частности, обе прорези могут быть в каждом случае ограничены радиусом, идущим от продольной оси стержня. Вследствие такой конструкции при разжатии вытесняется в радиальном направлении особо много материала, так что закрепление оказывается особо эффективным.

Еще один предпочтительный вариант исполнения состоит в том, что торцевая сторона по меньшей мере одной из двух прорезей участками скошена. Благодаря этому форму поперечного сечения распорного канала можно дополнительно приблизить к форме окружности и таким образом создать возможность еще более симметричного распределения усилия при разжатии. Согласно изобретению торцевая сторона по меньшей мере одной из двух прорезей может образовывать по меньшей мере два контактных фацета (грани) для расширяющего элемента. Предпочтительно, чтобы у этой прорези было в общей сложности по меньшей мере три контактных фацета для расширяющего элемента, а именно по меньшей мере две на торцевой стороне и по меньшей мере одна на боковой поверхности прорези. Предпочтительно, чтобы отдельные контактные фацеты прорези проходили в плоскости поперечного сечения распорного участка под углом друг к другу. В частности, торцевая сторона находится на том конце прорези, который противоположен концу прорези на стороне боковой поверхности стержня.

В частности, для еще лучшего распределения усилия предпочтительно, чтобы торцевые стороны обеих прорезей были в каждом случае участками скошены. Предпочтительно, чтобы торцевые стороны обеих прорезей в каждом случае образовывали по меньшей мере два контактных фацета для расширяющего элемента и/или же обе прорези в каждом случае могут обладать по меньшей мере тремя контактными фацетами для расширяющего элемента, а именно в каждом случае по меньшей мере две на данной конкретной торцевой стороне и в каждом случае по меньшей мере по одной на боковой поверхности данной конкретной прорези.

На указанных контактных фацетах растирающий элемент может оказывать давление на стержень в радиальном направлении наружу для разжатия (расширения) стержня.

Кроме того, предпочтительно, чтобы обе прорези в плоскости сечения по меньшей мере участками обладали симметрией вращения. Предпочтительно, чтобы прорези обладали симметрией вращения по меньшей мере в области продольной оси стержня, то есть, в частности, в плоскости поперечного сечения может иметься окружность, через которую проходит продольная ось, в частности концентрическим образом, и в которой обе прорези обладают вращательной симметрией. Симметричность может сохраняться в наружном направлении (в сторону окружности стержня), или же от нее возможны отступления. Симметрия вращения может иметь место, в частности, относительно продольной оси и/или при вращении на 180°, то есть, вращательно-симметричное расположение обеих прорезей может, в частности, включать в себя [то условие], что при повороте первой прорези на 180° вокруг продольной оси получается вторая прорезь. Вращательная симметрия может обеспечить еще более равномерное распределение усилия.

В частности, можно предусмотреть, чтобы распорный участок имел по меньшей мере одну протяженную в осевом направлении распорную зону, причем в каждой плоскости поперечного сечения распорной зоны распорный канал образуется обеими прорезями, и причем обе прорези в каждой плоскости поперечного сечения распорной зоны отходят от располагающихся противоположно друг другу участков окружности стержня. В соответствии с этой формой исполнения описанные выше признаки могут присутствовать не только в одной единственной плоскости поперечного сечения, а в нескольких плоскостях поперечного сечения, расположенных непосредственно по соседству друг с другом в осевом направлении, то есть вдоль протяженной в осевом направлении распорной зоны распорный канал образуется обеими прорезями. Благодаря этому можно получить особо простой в конструктивном отношении распорный участок.

В принципе возможно предусмотреть всего одну единственную распорную зону. Особо предпочтительно, однако, чтобы распорный участок имел несколько сдвинутых друг относительно друга в осевом направлении распорных зон, причем распорный канал в каждой из распорных зон в каждом случае образуется двумя прорезями, исходящими в каждом случае от располагающихся противоположно участков окружности стержня, причем прорези по меньшей мере двух соседних распорных зон по меньшей мере участками, а предпочтительно полностью сдвинуты друг относительно друга в направлении окружности стержня. Благодаря наличию нескольких распорных зон с различными геометрическими характеристиками можно добиться еще лучших показателей закрепления.

Кроме того, предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть прорезей располагалась периодически (с повторением) вдоль стержня. Например, прорези могут образовывать на окружности стержня два графика прямоугольных функций.

Другой предпочтительный вариант исполнения изобретения состоит в том, чтобы распорный канал на переходе между областью шейки и распорным участком имел сужение или прокалываемую расширяющим элементом мембрану. Такое сужение или, соответственно, такая мембрана может исполнять множество полезных задач, например, образовывать препятствие для вбивания расширяющего элемента, центровать расширяющий элемент, задавать геометрические показатели нарезки для вкручивания расширяющего элемента, выполненного в виде шурупа и/или фиксировать расширяющий элемент в стержне. При этом сужение или, соответственно, мембрану в случае геометрических показателей распорного дюбеля согласно изобретению можно изготавливать особенно простым способом, а именно: поскольку согласно изобретению распорный участок предпочтительно можно изготавливать без центрального штока, а только с помощью шипов, которые располагаются на расположенных сбоку ползунках, то центральный шток, формирующий область шейки, не должен достигать распорного участка, а сужение или, соответственно, мембрану можно выполнить с торцевой стороны центрального штока. С внутренней стороны в радиальном направлении сужение может иметь проем, оптимизированный в соответствии с задачей, например, круглой или многоугольной геометрической формы.

Распорный дюбель может, в частности, представлять собой дюбель для теплоизоляционных материалов - для крепления плит теплоизоляционного материала на опорной конструкции. В частности, он может иметь расположенный на стержне опорный диск для фиксации на стержне панели теплоизоляционного материала. Распорный дюбель, однако, может представлять собой, например, и дюбель для крепления рам.

Если в настоящем тексте какой-либо признак описан в контексте лишь одной прорези, этот признак может быть справедлив также и для нескольких прорезей или для всех прорезей. Если в настоящем тексте какой-либо признак описан в контексте лишь одной распорной зоны, этот признак может быть справедлив также и для нескольких распорных зон или для всех распорных зон.

Также изобретение касается литьевой формы для изготовления распорного дюбеля согласно изобретению. В частности, литьевая форма может состоять из двух полуформ и центрального штока, причем полуформы и центральный шток образуют контрформу распорного дюбеля. При этом шипы для формирования прорезей могут сформированы на обеих полуформах.

Изобретение особо простым способом позволяет оптимизировать распорный участок для различных основ, варьируя геометрические параметры шипов и, следовательно, геометрические характеристики распорного канала. Например, для основ с полостями можно предусмотреть особо широкое распирание (разжатие), для твердых основ же - напротив, равномерное разжатие по всей длине распорного участка.

Ниже дано подробное описание изобретения на основе 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: перспективное изображение одной формы исполнения распорного дюбеля согласно изобретению;

Фигура 2: вид сбоку распорного дюбеля с фигуры 1 частично в разрезе;

Фигура 3: вид поперечного сечения дюбеля с фигуры 1 в позиции А-А на фигуре 2;

Фигура 4: изображение поперечного сечения дюбеля с фигуры 1 в позиции В-В на фигуре 2; и

Фигура 5: изображение поперечного сечения дюбеля с фигуры 1 в позиции G-G на фигуре 2.

На фигурах показан пример исполнения распорного анкера согласно изобретению. Распорный анкер выполнен как анкер для изоляционных материалов и как таковой имеет стержень 1, на тыльном конце которого располагается плоский опорный диск 2 для фиксации пластины изолирующего материала на стержне 1. В продольном направлении сквозь стержень 1 внутри него проходит разжимной канал 5, который открыт в направлении тыльного конца распорного анкера.

Рядом с передним концом стержень 1 имеет распорный участок 10. Этот распорный участок 10 выполнен с возможностью расширения в радиальном направлении для закрепления на стенке сверленого отверстия посредством введения не изображенного на чертеже расширяющего элемента в виде стержня. Между распорным участком 10 и опорным диском 2 стержень 1 имеет область шейки 11, которая также предусматривает в ограниченной степени расширение посредством расширяющего элемента.

Как, в частности, показано на фиг. 2, распорный участок 10 имеют несколько сдвинутых в осевом направлении распорных зон, причем в качестве примера номерами 91, 92 и 93 обозначены три соседние распорные зоны. В каждой из распорных зон 91, 92, 93 стержень 1 имеет по две располагающихся противоположно друг другу прорези, которые, исходя от окружности стержня, ведут оттуда во внутреннее пространство стержня и предпочтительно встречаются во внутреннем пространстве стержня. В случае распорной зоны 91 это, как показано на фиг. 3, прорези 21 и 31, в случае распорной зоны 92 - как показано на фигуре 4 - прорези 22 и 32. Прорези 21, 31, 22, 32 образуют на распорном участке 10 распорный канал 5.

Как видно, в частности, на фиг. 1, прорези 21 и 22 соседних распорных зон 91 и 92 расположены со сдвигом друг относительно друга в направлении окружности стержня 1. То же самое справедливо для невидимых на фигуре 1 прорезей 21 и 32. Прорези 21, 22 и т.д. с одной стороны и прорези 31, 32 и т.д. с другой стороны в каждом случае расположены периодически и образуют две дорожки в форме графика прямоугольной функции, которые простираются вдоль стержня 1 и отграничивают две распорные зоны друг от друга.

Как, в частности, показано на фиг. 5, на переходе между распорным участком 10 и областью шейки 11 в распорном канале 5 предусмотрено сужение 15, локально сужающее распорный канал 5, которое может служить, например, для центровки расширяющего элемента в распорном канале 5.

Как показано на фиг.3, торцевая сторона 41 первой прорези 21 первой распорной зоны 91 в поперечном сечении Α-A проходит внутри стержня просто под углом. Поэтому у торцевой стороны 41 имеются две контактные поверхности для расширяющего элемента 42 и 43, которые в поперечном сечении Α-A пересекаются под острым углом. Еще одна контактная поверхность для расширяющего элемента 44 сформирована на боковой поверхности прорези 21. В общей сложности, следовательно, прорезь 21 имеет три проходящие под углом друг к другу контактные поверхности 42, 43, 44. Вторая прорезь 31 первой распорной зоны 91 выполнена в поперечном сечении А-А симметрично (с вращательной симметрией) первой прорези 21 с поворотом на 180° и, соответственно, имеет три проходящие под углом друг к другу контактные поверхности, которые в целях обзорности не снабжены собственными обозначениями. Поэтому в общей сложности распорный канал 5 первой распорной зоны 91 в поперечном сечении Α-A ограничен шестью контактными поверхностями. Благодаря этому возможна особо симметричная передача усилия между расширяющим элементом и стержнем 1, причем поверхность контакта между расширяющим элементом и стержнем может быть мала.

Как показано на фигуре 4, прорези 22 и 32 второй распорной зоны 92 в поперечном сечении В-В также выполнены симметричными друг относительно друга с поворотом на 180° и в общей сложности образуют в поперечном сечении В-В шесть контактных поверхностей для расширяющего элемента.