PL178042B1 - Element mocujący - Google Patents

Abstract

1. Element mocujacy do mocowania przedmiotu na czesci budowlanej, zawierajacy trzpien z umiesz- czonym na tylnym koncu, przebiegajacym w kierunku wzdluznym przez czesc dlugosci trzpienia, obszarem rozpreznym, utworzonym przez rowek wzdluzny, po- siadajacy, wznoszaca sie w kierunku do czola prze- dniego elementu, powierzchnie bazowa, i osadzony w rowku wzdluznym, przesuwny w kierunku do czola przedniego, klin, posiadajacy na swojej powierzchni zewnetrznej zeby, znamienny tym, ze wznoszaca sie powierzchnia bazowa (18) rowka wzdluznego (5) wy- chodzi z odstepem od czola przedniego (13) na obwo- dzie zewnetrznym trzpienia (2), przy czym zeby (8), umieszczone na powierzchni zewnetrznej klina (6), maja ksztalt daszkowaty i przynajmniej czescia swojej wysokosci wystaja ponad powierzchnie zewnetrzna trzpienia (2), przy czym klin (6) jest unieruchomiony rozlacznie w rowku wzdluznym (5) elementem trzy- majacym (7), i przylega do pólokraglego zderzaka (12) na ograniczeniu tylnego konca rowka wzdluznego (5). F ig . 2 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element mocujący do mocowania przedmiotu na części budowlanej, zawierający trzpień z umieszczonym na tylnym końcu, przebiegającym w kierunku wzdłużnym przez część długości trzpienia, obszarem rozprężnym, utworzonym przez rowek wzdłużny, posiadający, wznoszącą się w kierunku do czoła przedniego elementu, powierzchnię bazową, i osadzony w tym rowku wzdłużnym, przesuwny w kierunku do czoła przedniego klin, posiadający na swojej powierzchni zewnętrznej zęby.

Z opisu Wielkiej Brytanii nr 2150 248 Ajest znany element mocujący przedmiotowego rodzaju, który posiada obszar rozprężny wychodzący od przedniej strony czołowej i przebiegający w kierunku wzdłużnym przez część długości trzpienia elementu mocującego. Obszar rozprężny

178 042 jest utworzony przez rowek wzdłużny, posiadający rozciągaj ącą się do przedniej strony czołowej wznoszącą się powierzchnię, z osadzonym w rowku wzdłużnym i przesuwnym ku przedniej stronie czołowej klinem, posiadającym na swojej powierzchni zewnętrznej zęby.

Podczas wsuwania tego znanego elementu mocującego do nawierconego otworu, klin przesuwa się w rowku wzdłużnym tak daleko do tyłu, aż zostanie osiągnięta średnica otworu odpowiadająca wymiarowi zewnętrznemu elementu mocującego. Ponieważ na zęby nie jest wywierany żaden nacisk, nie mogą one wnikać w ścianki otworu. W znanym elemencie mocującym nie można więc zapewnić, że podczas obciążania, pomiędzy klinem i sworzniem będzie wymuszane powstawanie przesunięcia osiowego, które będzie prowadziło do zaklinowania narastającego z przesuwaniem. Wnikanie zębów w ścianki otworujestjeszcze dodatkowo utrudnione przez okoliczność, że zęby mają kontur odpowiadający wyobleniu ścianek otworu i znany element, włącznie z klinem, jest wykonany z tworzywa sztucznego.

Ponadto wznios rowka wzdłużnego znanego elementu jest ukształtowany bardzo płasko, tak że wymagane jest duże przesunięcie osiowe między sworzniem i klinem aby osiągnąć promieniowe rozprężenie klina w otworze. W związku z powyższym, znany element mocujący nadaje się tylko do mocowania lekkich płyt izolacyjnych.

Z niemieckiego opisu DE-OS 29 14 739 znanyjest element mocujący z metalu, którego obszar rozprężny utworzonyjest również przez rowek wzdłużny, posiadający wznoszącą się w stronę czoła przedniego powierzchnię bazową i przez osadzony w tym rowku wzdłużnym element rozprężny. Wadą tego znanego elementu mocującego jest jednak to, że element rozprężny posiada na powierzchni zewnętrznej zęby, które tworząproste krawędzie wystające ponad trzpień, poprzecznie do kierunku wzdłużnego. Te krawędzie, zajmujące całkowitą szerokość elementu rozprężnego, tworzą podczas wbijania elementu mocującego w część budowlaną wysoki opór, który zwłaszcza w przypadku części budowlanej z betonu, poza wysokim i niezbyt korzystnym oporem wbijania, może prowadzić do uszkodzenia elementu mocującego, co wpływa ujemnie na funkcję zakotwienia. Poza tym, przy wbijaniu, element rozprężny zeskrobuje materiał ze ścianek otworu. Materiał ten gromadzi się w rowku wzdłużnym i może doprowadzić do zakleszczenia się umieszczonego w nim elementu rozprężnego. Wpływa to tak niekorzystnie na przesuwność elementu rozprężnego w rowku wzdłużnym, że nie ma on już możliwości rozprężenia po zakotwieniu, gdy wystąpi poszerzenie się otworu wskutek powstawania rys. Na skutek powyższego utrudnienia, znany element mocujący nie jest przydatny do zastosowania w strefie rozciągania, gdzie występują pęknięcia i rysy. Dalszy powód nieprzydatności w strefie rozciągania i stosunkowo nieduże wartości mocowania również w betonie bez pęknięć, wynikają, przy znanym elemencie mocującym, z ograniczenia rowka wzdłużnego w stronę czoła przedniego przez powierzchnię oporową. Przez to uzyskuje się z jednej strony tylko nieznaczny kąt wzniosu dla powierzchni bazowej rowka wzdłużnego, a z drugiej strony długość elementu rozprężnego musi być znacznie skrócona w stosunku do długości rowka wzdłużnego dla uzyskania wystarczającej drogi przesuwu dla zakotwienia. Jeśli do tego dojdzie jeszcze poszerzenie otworu na skutek pękania to powstaje niebezpieczeństwo, że element rozprężny oprze się o przednią powierzchnię oporową rowka wzdłużnego i nie dopuści do dalszego rozprężania. Sytuacja taka może mieć również miejsce, gdy otwór wywiercony dla elementu mocującego wypadnie nieco większy.

Celem wynalazku jest polepszenie wspomnianego na wstępie elementu mocującego tak, aby mógł on być wbijany przy niedużym oporze i dał się w prosty sposób zakotwić w części budowlanej oraz przez korzystne zachowanie się podczas rozprężania wykazywał wysokie siły mocujące również podczas zwiększenia się otworu wskutek powstawania rys.

Element mocujący według wynalazku charakteryzuje się tym, że wznosząca się powierzchnia bazowa rowka wzdłużnego wychodzi z odstępem od czoła przedniego na obwodzie zewnętrznym trzpienia, przy czym zęby, umieszczone na powierzchni zewnętrznej klina, mają kształt daszkowaty i przynajmniej częścią swojej wysokości wystają ponad powierzchnię zewnętrzną trzpienia, i klin jest unieruchomiony rozłącznie w rowku wzdłużnym elemen4

1718042 tem trzymającym, przy czym klin przylega do półokrągłego zderzaka na ograniczeniu tylnego końca rowka wzdłużnego.

Korzystnie, rowek wzdłużny, na swoim końcu skierowanym do czoła tylnego elementu mocującego, ma głębokość odpowiadającą co najmniej połowie średnicy trzpienia, a kąt wzniosu powierzchni bazowej leży pomiędzy 10° i 15°, zwłaszcza pomiędzy 11° i 13°.

Korzystnie, klin osadzonyjest w rowku wzdłużnym na warstwie ślizgowej, a warstwa ślizgowa utworzona jest przez płytkę z tworzywa sztucznego, odpowiadającą powierzchni bazowej rowka wzdłużnego.

Korzystnie, wysokość zębów zmniej sza się nieznacznie w kierunku do czoła przedniego.

Korzystnie, zęby klina mają boki o różnej wysokości, przy czym krótszy bok zęba usytuowany jest w kierunku do czoła przedniego.

Korzystnie, na czole przednim elementu mocującego znajduje się krawędź skrobiąca w postaci odsadzenia.

Korzystnie, na przednim końcu klina usytuowany jest skos wejściowy, który rozciąga się do wierzchołka pierwszego zęba, przy czym długość skosu wejściowego odpowiada co najmniej długości dwóch zębów, a kąt skosu wejściowego odpowiada w przybliżeniu kątowi wzniosu powierzchni bazowej rowka wzdłużnego.

W rozwiązaniu według wynalazku, przy wbijaniu elementu mocującego, klin wspiera się na oporze utworzonym jako półokrągły, który przewidziany jest na tylnym końcu elementu mocującego posiadającego ogranicznik rowka wzdłużnego. Opieranie następuje w najgłębszym położeniu klina, w którym tylko zęby umieszczone na powierzchni zewnętrznej klina i ukształtowane daszkowato częścią swojej wysokości przewyższają element mocujący. Dzięki temu podczas wbijania elementu mocującego w przygotowany wcześniej otwór wyskrobywany jest tylko jeden rowek. Podczas wbijania elementu mocującego należy pokonywać tylko nieznaczny opór, gdyż w ściankę otworu wcina się tylko punkt wierzchołkowy uzębionego klina. Wcięcie zębów zabezpiecza element mocujący przed obrotem podczas nakręcania nakrętki dlajego zakotwienia. Wcięcie daszkowatych zębów w ściankę otworu wystarcza ponadto do tego, żeby utrzymać klin w stanie nieprzemieszczającym się, a przesuwać trzpień tylko osiowo względem klina.

Dzięki wznoszącej się powierzchni bazowej rowka wzdłużnego, klin dociskany jest promieniowo na zewnątrz do ścianki otworu, przy czym wskutek daszkowatego kształtu zębów zredukowany zostaje również opór wciskania zewnętrznej powierzchni klina w ściankę otworu. W rezultacie do zakotwienia potrzebny jest tylko nieznaczny moment wkręcania.

Ponadto, ponieważ wznosząca się powierzchnia bazowa rowka wzdłużnego wychodzi w odstępie do czoła przedniego na obwodzie zewnętrznym trzpienia, to można z jednej strony stosować dłuższy element rozprężny z większą powierzchnią dociskową, a z drugiej strony przez bardziej spadzisty kąt wzniosu powierzchni bazowej uzyskać przy mniejszych przesuwach większe promieniowe rozprężenie.

W przypadku rozszerzania się otworu, klin może częścią swej długości przesunąć się poza rowek wzdłużny, tak że dla zakotwienia użyteczna staje się całkowita długość trzpienia.

Szczególnie korzystne dla wielkości siły mocowania elementu mocującego i jego zachowania się podczas rozprężania, okazało się wykonanie, w którym rowek wzdłużny, na końcu skierowanym do czoła tylnego elementu mocującego, posiada głębokość równą co najmniej połowie średnicy trzpienia, a kąt wzniosu powierzchni bazowej leży pomiędzy 10° i 15°, a szczególnie pomiędzy 11° i 13°.

Dla zapewnienia lekkiego przesuwu klina również w warunkach ekstremalnych celowe jest umieszczenie pomiędzy powierzchniąprzylegania klina, i powierzchniąbazowąrowka wzdłużnego warstwy ślizgowej. Można ją wykonać z tworzywa sztucznego lub przez odpowiednią obróbkę powierzchni bazowej rowka wzdłużnego, względnie powierzchni przylegania klina.

Dalsze zmniejszenie oporu wbijania jest uzyskiwane przez nieznaczne obniżenie wysokości zębów na klinie w kierunku czoła przedniego.

178 042

Dalej, przed wbiciem elementu mocującego w otwór, klin może być przytrzymany przesuwnie w rowku wzdłużnym przed niezamierzonym wypadnięciem przez przykładowo pierścień gumowy, rowki wytłaczane lub temu podobne.

Szczególnie dobre działanie blokujące zębów przy nieznacznym oporze wbijania uzyskuje się, gdy zęby posiadają różniące się boki, przy czym krótszy bokjest usytuowany w kierunku do czoła przedniego.

Aby podczas wbijania elementu mocującego przyczepiona do ścianek otworu i wbijająca się do rowka wzdłużnego zwiercina nie utrudniała przesuwności klina, zaleca się na czole przednim elementu mocującego usytuować krawędź skrobiącą. Krawędź skrobiąca zeskrobuje zwiercinę i przesuwa ją w kierunku do podstawy wywierconego otworu.

Dzięki skosowi wejściowemu natomiast ułatwia się wbijania oraz uzyskuje się bardziej równomierny rozkład siły nacisku na bazowej powierzchni rowka wzdłużnego, szczególnie w przednim, cieńszym obszarze klina. W ten sposób unika się wywołanych przez szczyty naprężeń, wgnieceń na powierzchni bazowej, które przy przesunięciu klina wskutek obciążenia rozciągającego mogłyby wywoływać skłonności dojego zacierania się na powierzchni bazowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym kolejne figury przedstawiają: fig. 1 - element mocujący osadzony w wywierconym otworze w części budowlanej z klinem leżącym w rowku wzdłużnym obszaru rozprężnego, w przekroju, fig. 2 - element mocujący z fig. 1 w pozycji zakotwienia, w przekroju cząstkowym wzdłużnym, fig. 3 - element mocujący według fig. 2, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A, fig. 4 - element mocujący z klinem posiadającym skos wejściowy, w widoku z boku, fig. 5 - klin według fig. 4, w widoku z góry.

Przedstawiony na fig. 1 element mocujący 1 posiada trzpień 2 z gwintem zewnętrznym 3 na tylnym końcu 4 oraz obszar rozprężny, który utworzony jest przez rowek wzdłużny 5 o przekroju w kształcie litery U i znajdujący się w nim klin 6. Przesuwany lekko w rowku wzdłużnym 5 klin 6 utrzymywany jest przez element przytrzymujący 7, który w przykładzie wykonania stanowią wytłoczone żłobki. Klin 6 posiada na powierzchni zewnętrznej zęby 8, które są w przekroju poprzecznym daszkowate (patrz fig. 3).

Przy wbij aniu elementu mocującego 1 do wywierconego w części budowlanej 10 otworu 9, klin 6 znajduje się w swym najgłębszym położeniu, przy którym tylna półokrągła część czoła 11 klina 6 dolega do, również półokrągłego, ograniczenia rowka wzdłużnego 5, służącego jako zderzak 12. W tym położeniu zęby 8 wystają częścią swej wysokości ponad trzpień 2 elementu mocującego.

Dla zeskrobania zwiercin ze ścianek otworu podczas wbijania elementu mocującego 1 do wywierconego otworu 9, czoło przednie 13 elementu mocującego 1 posiada odsądzenie 14o zmniejszonej średnicy, które tworzy krawędź skrobiącą 15. Element mocujący jest wbijany do wywierconego otworu poprzez mocowany przedmiot 16. Przez nakręcenie nakrętki 17, na wystający odcinek gwintu 3, trzpień 2 ulega osiowemu przesunięciu względem klina 6 w kierunku wylotu otworu tak, że klin 6 jest dociskany promieniowo na zewnątrz przez wznoszącą się powierzchnię bazową 18 rowka wzdłużnego 5 (patrz fig. 2). Zęby 8 klina 6 wcinają się w ścianki otworu i powodują zakotwienie elementu mocującego. Zęby 8 mają profil zębów piłowych, przy czym bok zęba 19 dla zmniejszenia oporu wbijania jest zukosowany w kierunku czoła przedniego 13.

Dla uzyskania również w warunkach ekstremalnych korzystnego poślizgu, usytuowano pomiędzy klinem 6 i powierzchnią bazową 18 rowka wzdłużnego 5 warstwę ślizgową 20 w postaci wkładki z tworzywa sztucznego, naniesionej powłoki lub temu podobnych. Korzystnie właściwości ślizgowe można osiągnąć też przez odpowiednią obróbkę powierzchniową powierzchni przylegania klina 6 lub powierzchni bazowej 18 rowka wzdłużnego 5.

Figura 3 przedstawia przekrój poprzeczny według naniesionej na fig. 2 linii przekroju A-A. Daszkowate wykonanie zęba 8 sprzyja głębokiemu wnikaniu klina 6 w ścianki otworu części budowlanej 10.

178 042

W obszarze stopy zęba 21 dochodzi wówczas do działania całkowita szerokość klina 6 tak, że przy stosunkowo nieznacznym momencie obrotowym dla przesunięcia osiowego osiągane są wysokie siły mocowania za pomocą elementu zgodnego z wynalazkiem. W elemencie mocującym 1 przedstawionym na fig. 1i 5 klin 6' włożony do rowka wzdłużnego 5 posiada skos wejściowej 21 rozciągający się od przedniego końca klina 6' do wierzchołka zęba 8'. Długość skoku wejściowego 21 odpowiada w przybliżeniu długości dwóch zębów 8. Poza tym kąt β skosu wejściowego 21 może odpowiadać w przybliżeniu kątowi wzniosu apowierzchni bazowej 18 rowka wzdłużnego 5.

178 042

178 042

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element mocujący do mocowania przedmiotu na części budowlanej, zawierający trzpień z umieszczonym na tylnym końcu, przebiegającym w kierunku wzdłużnym przez część długości trzpienia, obszarem rozprężnym, utworzonym przez rowek wzdłużny, posiadający, wznoszącą się w kierunku do czoła przedniego elementu, powierzchnię bazową, i osadzony w rowku wzdłużnym, przesuwny w kierunku do czoła przedniego, klin, posiadający na swojej powierzchni zewnętrznej zęby, znamienny tym, że wznosząca się powierzchnia bazowa (18) rowka wzdłużnego (5) wychodzi z odstępem od czoła przedniego (13) na obwodzie zewnętrznym trzpienia (2), przy czym zęby (8), umieszczone na powierzchni zewnętrznej klina (6), mają kształt daszkowaty i przynajmniej częścią swojej wysokości wystają ponad powierzchnię zewnętrznątrzpienia (2), przy czym klin (6) jest unieruchomiony rozłącznie w rowku wzdłużnym (S) elementem trzymającym (7), i przylega do półokrągłego zderzaka (12) na ograniczeniu tylnego końca rowka wzdłużnego (5).
2. 2. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że rowek wzdłużny (5), na swoim końcu skierowanym do czoła tylnego (4) elementu mocującego (1), ma głębokość odpowiadającą przynajmniej połowie średnicy trzpienia (2) a kąt wzniosu (a) powierzchni bazowej (18) leży pomiędzy 10° i 15°, zwłaszcza pomiędzy 11° i 13°.
3. 3. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że klin (6) osadzony jest w rowku wzdłużnym (5) na warstwie ślizgowej (20).
4. 4. Element mocujący według zastrz. 3, znamienny tym, że warstwa ślizgowa (20) utworzona jest przez płytkę z tworzywa sztucznego, odpowiadającąpowierzchni bazowej (18) rowka wzdłużnego (5).
5. 5. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość zębów (8) zmniejsza się nieznacznie w kierunku do czoła przedniego (13).
6. 6. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że zęby (8) posiadąjąboki o różnej długości, przy czym krótszy bok zęba (19) usytuowanyjest w kierunku zwróconym do czoła przedniego (13).
7. 7. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że na czole przednim (13) elementu mocującego (1) znajduje się krawędź skrobiąca (15) w postaci odsadzenia (14).
8. 8. Element mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że na przednim końcu klina (6) usytuowany jest skos wejściowy (21), rozciągający się do wierzchołka pierwszego zęba (8).
9. 9. Element mocujący według zastrz. 8, znamienny tym, że długość skosu wejściowego (21) równa jest co najmniej długości dwóch zębów (8).
10. 10. Element mocujący według zastrz. 8, znamienny tym, że kąt (β) skosu wejściowego (21) równy jest w przybliżeniu kątowi wzniosu (a) powierzchni bazowej (18) rowka wzdłużnego (5).