Результат интеллектуальной деятельности: ДЮБЕЛЬ

Изобретение относится к строительству и эксплуатации зданий и сооружений, в частности к креплению на стенах и крышах зданий и сооружений элементов их конструкции.

Известны винтовые дюбели для крепления на стенах и крышах зданий и сооружений различных частей их конструкции, а также листовых гидро- и теплоизолирующих материалов (патент США №4601625, F16B 13/00, 1986 г.; патент США №6030162, F16B 35/04, 1998 г; патент ЕР 1162378, F16B 35/04, 2002 г.).

Эти дюбели монтируются в относительно малопрочных материалах стен и крыш типа пенополистирола, минеральной ваты, войлока, пенобетона путем ввинчивания их непосредственно в указанные материалы. Недостатком этих дюбелей является сложность процедуры их монтажа.

Известен также дюбель, содержащий винтовую часть, включающую в себя конический наконечник и сердечник и имеющую на большем участке своей длины полость, и головную часть, соединяемую одним концом с сердечником и имеющую на втором конце фланец, диаметр которого больше, чем диаметр винтовой части (патент ЕР 1162378).

Этот дюбель имеет недостатки, проявляющиеся в значительной степени при креплении толстых листовых теплоизолирующих материалов.

Крепление этих материалов включает в себя следующие операции:

- укладку листа на место его крепления;

- ввинчивание в лист, а затем в материал стены или крыши винтовой части дюбеля;

- соединение головной части дюбеля с его винтовой частью с их взаимной фиксацией, при этом фланец головной части прижимается к поверхности укрепляемого листа.

После ввинчивания винтовой части ее конец, соединяемый с головной частью, оказывается утопленным в теле листа. По этой причине процесс соединения указанных частей выполняется «вслепую», наугад, что требует повышенных затрат времени на эту операцию. Это является недостатком известного дюбеля.

При соединении головной части дюбеля с винтовой частью необходимо преодолевать усилие сопротивления, возникающее в месте соединения и фиксации указанных частей. Преодолевать его приходится путем ударных нагрузок на головную часть. Регулировать энергию удара, выполняемого вручную, достаточно сложно, поэтому глубина захода головной части в винтовую оказывается величиной, трудно регулируемой оператором, выполняющим монтажные работы. Между тем эта глубина захода должна достаточно точно соответствовать толщине укрепляемого листового материала. В противном случае возможно переуплотнение материала листа в местах крепежа его дюбелями, а также появление локальных вмятин на поверхности листа в этих местах, что также можно отнести к недостаткам известной конструкции.

Кроме того, винтовую часть дюбеля ввинчивают, вводя в ее полость рабочий орган завинчивающего устройства и приводя его во вращение. Крутящий момент с рабочего органа передается винтовой части благодаря тому, что поперечные сечения рабочего органа и полости геометрически подобны.

Полость в винтовой части распространяется на большую часть ее длины. При этом оказывается, что глубина полости значительно превышает ту достаточную глубину, на которую должен заходить в нее рабочий ввинчивающий орган. Излишняя, ничем не ограничиваемая глубина захода рабочего органа в полость также является недостатком этого дюбеля.

Наиболее близким к предложенному является дюбель, содержащий винтовую часть, включающую в себя конический наконечник и сердечник, головную часть, соединенную одним концом с сердечником и имеющую фланец на втором конце, и выполненный с продольной полостью, имеющей со стороны фланца заходный участок шестигранного поперечного сечения (см. патент Японии №11108031, кл. F16В 25/00, 1999 г.).

Недостаток этого устройства в особой степени проявляется при монтаже дюбелей на горизонтальных поверхностях, например при укреплении теплоизолирующего слоя или гидроизоляционного покрытия на плоской кровле, если при этом монтаж ведется с использованием универсального завинчивающего устройства типа дрели, шуруповерта. Оператор, держа в одной руке завинчивающее устройство, вводит его рабочий орган в заходный шестигранный участок полости в дюбеле, который держит во второй руке. При этом оператор вынужден удерживать дюбель в надетом на рабочий орган положении в течение операций подвода и установки дюбеля на место его завинчивания. В противном случае дюбель может соскочить с рабочего органа под действием силы собственного веса. Занятость обеих рук оператора в течение этого времени затрудняет, сковывает его движения и может явиться одной из причин травматизма. Целесообразна такая конструкция дюбеля (или рабочего органа), которая обеспечивает фиксацию дюбеля на рабочем органе.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является упрощение и повышение качества процедуры монтажа дюбеля на стенах и крышах зданий при укреплении на них листовых материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что дюбель, содержащий винтовую часть, включающую в себя конический наконечник и сердечник, и головную часть, соединенную одним концом с сердечником и имеющую фланец на втором конце, выполнен с продольной полостью, имеющей со стороны фланца заходный участок шестигранного поперечного сечения, распространенная после заходного участка часть полости имеет цилиндрическую круглую форму, длина заходного участка составляет 2,5-3,5 диаметров цилиндра указанной цилиндрической части полости, а на гранях заходного участка полости в зоне сопряжения с цилиндрической частью образованы выступы, длина которых не превышает ширину грани шестигранника заходного участка.

При этом диаметр фланца дюбеля больше диаметра его винтовой части; на каждой грани шестигранника заходного участка продольной полости выполнен один выступ. Кроме того, выступы могут быть образованы скосами ребер шестигранника.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен дюбель, общий вид в перспективе;

на фиг.2 - продольный разрез дюбеля в перспективе;

на фиг.3 - место А на фиг.2;

на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3;

на фиг.5 - вариант выполнения места А на фиг.2;

на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5.

Дюбель содержит винтовую часть 1 и головную часть 2, выполненные за одно целое, как одна деталь. Винтовая часть включает в себя конический наконечник 3 и сердечник 4. Головная часть 2 соединена с сердечником 4 и имеет на свободном своем конце фланец 5, диаметр которого больше, чем диаметр винтовой части 1. Дюбель выполнен на большем участке своей длины с полостью 6, открытой со стороны головной части 2. Заходный участок 7 полости 6 имеет шестигранное поперечное сечение, а остальная часть полости 6 - цилиндрическая с круглым поперечным сечением. Длина заходного участка 7 составляет от 2,5 до 3,5 диаметров цилиндра цилиндрической части полости 6. На гранях шестигранника заходного участка 7 в месте прилегания его к основному цилиндрическому участку имеются выступы 8 (см. фиг.2, 3, 4). Длина h выступов (см. фиг.3) не превышает размера l, т.е. ширины грани шестигранника заходного участка 7 (см. фиг.4).

На фиг.4 штриховой линией показан контур поперечного сечения рабочего органа завинчивающего устройства. Как видно, ребра рабочего органа касаются граней заходного участка 7 в точках 9, а грани рабочего органа касаются выступов 8 в точках 10.

Конструктивное исполнение выступов 8 может быть различным, однако при этом должно соблюдаться одно условие: выступы должны препятствовать поперечным (радиальным) смещениям завинчивающего рабочего органа относительно дюбеля. На фиг.5 представлен один из таких вариантов конструктивного исполнения выступов в виде скосов 11 ребер шестигранника заходного участка.

Назначение рассмотренных выше выступов - предотвращение самопроизвольного спадания дюбеля с рабочего органа завинчивающего устройства. При надевании дюбеля на рабочий орган образуется их соединение с зазором, причем зазор должен быть достаточно большим, чтобы оператор не испытывал неудобств на начальной стадии надевания дюбеля на рабочий орган. На завершающей стадии надевания рабочий орган входит в надежный контакт с дюбелем по линиям, которым соответствуют точки 9 и 10 на фиг.4 или точки 12 на фиг.6, при этом образуется их соединение с натягом, препятствующим спаданию дюбеля с рабочего органа. Чем меньше длина этого соединения с натягом, тем проще работа оператора. Эта длина должна быть минимально необходимой для предотвращения самопроизвольного спадания дюбеля с рабочего органа под воздействием собственного веса и случайных ударных нагрузок на завинчивающий инструмент. Опыт авторов показывает, что если реализуется натяг, преодолеваемый при надевании дюбеля осевым усилием оператора, 2-3 Н, то эта длина может быть не более ширины грани шестигранника заходного участка.

Дюбель монтируют следующим образом.

Укрепляемый на стене или крыше лист прикладывают и удерживают на месте его укрепления. Оператор надевает дюбель на рабочий орган завинчивающего устройства, например шуруповерта, до образования натяга в их соединении. Затем, оперируя только шуруповертом и не поддерживая дюбель, он устанавливает конический наконечник 3 дюбеля на место монтажа последнего, позиционирует дюбель перпендикулярно поверхности материала и включает завинчивающее устройство.

Для передачи крутящего момента с рабочего органа на дюбель с точки зрения прочности вполне достаточна длина заходного участка 7, составляющая от 1 до 1,5 диаметров цилиндра цилиндрической части полости 6. Однако это значение длины участка 7 недостаточно для надежной угловой ориентации дюбеля относительно рабочего органа и, следовательно, относительно поверхности материала, по следующей причине. Выступы 8 препятствуют взаимным поперечным смещениям дюбеля и рабочего органа только в конце заходного участка, примыкающему к основному; в противоположном конце заходного участка в соединении дюбеля с рабочим органом сохраняется зазор. Вследствие этого возможны нежелательные неконтролируемые угловые смещения оси дюбеля относительно оси шуруповерта, направляемого оператором. Однако чем длиннее заходный участок, тем меньше эти смещения, тем, следовательно, выше точность углового позиционирования дюбеля. Эта точность оказывается достаточной, если длина заходного участка находится в пределах от 2,5 до 3,5 диаметров цилиндра цилиндрической части полости 6.

Ввинчивание дюбеля в материал листа и, затем, в материал стены (или крыши) прекращают, как только фланец 5 войдет в плотный контакт с поверхностью укрепляемого листа.

Так как винтовая и головная части выполнены как одна деталь, то отпадает необходимость в соединении этих частей при монтаже дюбеля, что упрощает процедуру монтажа.

Так как при монтаже прижатие фланца головной части дюбеля к укрепляемому листу осуществляется не путем ударов по дюбелю с соответствующими импульсными продольными смещениями его головной части, а путем монотонного продольного смещения головной части с легко регулируемой скоростью смещения (скоростью ввинчивания дюбеля), то момент входа фланца в плотный контакт с поверхностью листа (т.е. момент прекращения ввинчивания) легко и надежно определяется оператором визуально. Благодаря этому уменьшается вероятность переуплотнения материала листа и образования волнистости его поверхности, т.е. повышается качество монтажа.

Глубина захода рабочего органа завинчивающего устройства ограничена длиной заходного участка 7. Таким образом, особенно при дюбелях с большой общей длиной, рабочий орган не внедряется в полость 6 на всю ее длину (и, соответственно, не извлекается после ввинчивания). Это существенно сокращает длину продольного хода завинчивающего устройства, т.е. упрощает процедуру монтажа.