Дюбель для теплоизолирующих плит

Дюбель для теплоизолирующих плит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, в частности к креплению теплоизоляционных плит к стенам зданий и сооружений.

Известны дюбели для крепежа элементов строительных конструкций и теплоизолирующих материалов к стенам зданий (патент RU 2083885, МПК F 16 B 13/14 1997, патент RU 1423003, МПК F 16 В 13/04, 1988).

Общим недостатком этих дюбелей является невысокая надежность крепления малопрочных, сильнопористых, рыхлых теплоизолирующих материалов к стенам вследствие слаборазвитой поверхности дюбелей, прижимающей изоляцию к стене.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является дюбель, содержащий полимерный крепежный элемент в виде стержня с продольным отверстием, состоящего из головной зоны с прижимной пластиной на конце ее и основной зоны, а также фиксирующий элемент в виде гвоздя со шляпкой, устанавливаемый в продольном отверстии стержня с возможностью размещения его шляпки в головной зоне, а тела - в основной зоне стержня (Патент RU №2161229, МПК 7 F 16 B 13/02, 2000).

Конструкция этого дюбеля имеет следующие недостатки.

Во-первых, конструкция дюбеля такова, что она не обеспечивает необходимый контакт боковой поверхности шляпки с цилиндрической поверхностью продольного отверстия стержня, что приводит к снижению надежности соединения теплоизоляции с поверхностью стены и, возможно, к нарушению этого соединения. Это происходит вследствие неодинаковости коэффициентов термического расширения стены и теплоизоляции, приводящих к возникновению сил, стремящихся сместить их друг относительно друга в направлении, параллельном поверхности их контакта. Эти силы, действующие на теплоизоляцию, могут передаваться с нее на стену как через тело дюбелей, крепящих изоляцию к стене, так и через клеевое соединение между ними. Последний вариант крайне нежелателен, т.к. может привести к отслаиванию теплоизоляции от стены. Передача же этих сил с теплоизоляции на стену через тело дюбелей, без смещения при этом теплоизоляции относительно стены, возможна только лишь в том случае, если крепежный элемент дюбеля, воспринимающий силу со стороны теплоизоляции и передающий ее на головку жесткого гвоздя (и, затем, с гвоздя на стену), не имеет возможности поперечного смещения относительно гвоздя, т.е. в том случае, когда зазор между боковой поверхностью шляпки и ответной поверхностью продольного отверстия гарантированно отсутствует.

Во-вторых, на боковой поверхности шляпки выполнено одно или несколько радиальных уплотнений, из-за которых во время захода шляпки в продольное отверстие стержня (т.е. при монтаже дюбеля) в этом отверстии возникает герметичная полость, объем которой уменьшается по мере забивания шляпки в отверстие. Сжимающийся в полости воздух увеличивает сопротивление заходу шляпки в отверстие, т.е. усложняет условия монтажа дюбеля.

Техническим результатом при использовании изобретения является повышение надежности фиксации теплоизоляционных плит к стенам, а также упрощение монтажа дюбеля.

Указанный технический результат достигается тем, что в дюбеле для фиксации теплоизолирующих плит, содержащем полимерный крепежный элемент в виде стержня с продольным отверстием, состоящего из головной зоны с прижимной пластиной на конце и основной зоны, а также фиксирующий элемент в виде гвоздя с шляпкой, устанавливаемый в продольном отверстии стержня с возможностью размещения его шляпки в головной зоне, а тела - в основной зоне стержня, шляпка по концам выполнена в виде двух дисков, контактирующих своими боковыми цилиндрическими поверхностями с цилиндрической поверхностью продольного отверстия головной зоны стержня, и размещенных между ними ребер жесткости, сопряженных соответствующими концами с дисками, на боковых цилиндрических поверхностях которых выполнено, по крайней мере, или по одной лыске, или по одной продольной канавке, при этом сопряженная со шляпкой часть гвоздя установлена в продольном отверстии стержня на длине, превышающей длину шляпки, и имеет диаметр, равный диаметру продольного отверстия.

На фиг.1 изображен дюбель, общий вид;

на фиг.2 изображены крепежный и фиксирующий элементы на начальном этапе сборки;

на фиг.3 изображены крепежный и фиксирующий элементы на промежуточном этапе сборки;

на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2;

на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.2.

Дюбель состоит из полимерного крепежного элемента, выполненного в виде стержня 1, и фиксирующего элемента 2. В стержне 1 крепежного элемента на всей длине его выполнено продольное отверстие 3. Стержень 1 состоит из головной зоны 4 с прижимной пластиной 5 и основной зоны 6. Продольное отверстие 3 в головной зоне 4 имеет диаметр, больший, чем в основной зоне 6. Фиксирующий элемент 2 выполнен в виде гвоздя с шляпкой 7. Дюбель предназначен для крепления плиты 8 теплоизоляции к стене 9. Шляпка 7 гвоздя установлена в части продольного отверстия 3, соответствующей головной зоне 4, а тело гвоздя - в части продольного отверстия 3, соответствующей основной зоне 6 стержня. Шляпка 7 по концам выполнена в виде двух дисков 10, контактирующих своими цилиндрическими поверхностями с цилиндрической поверхностью 11 продольного отверстия 3 в головной зоне 4 стержня 1. Наличие контакта между этими поверхностями во всем возможном температурном диапазоне эксплуатации дюбеля предотвращает поперечное смещение головной зоны 4 крепежного элемента относительно шляпки 7 фиксирующего элемента, что повышает надежность фиксации теплоизоляционных плит 8 к стенам 9. Попутно следует отметить, что отсутствие поперечных смещений шляпки 7 относительно прижимной пластины 5 стержня способствует сохранению монолитности слоя покровной штукатурки в зоне ее контакта с прижимной пластиной 5.

Коэффициент температурного расширения у материала стержня 1, как правило, больше, чем у материала шляпки 7. По этой причине даже если при максимальной температуре эксплуатации дюбеля контакт этих элементов по поверхности 10 имеет место с нулевым натягом, то при любой другой температуре в соединении этих элементов возникает натяг, тем больший, чем ниже температура. При забивании шляпки 7 в отверстие 3 с натягом требуется прикладывать к шляпке значительные ударные усилия; это усложняет монтаж дюбеля и требует повышенной ударной прочности материала шляпки. Величину этих усилий можно существенно уменьшить, если площадь контакта боковой поверхности шляпки с поверхностью продольного отверстия уменьшить, не изменяя при этом высоты шляпки. По одному из возможных вариантов реализации этого принципа боковая поверхность шляпки может контактировать с цилиндрической поверхностью 11 продольного отверстия 3 только лишь одним или, предпочтительно, двумя цилиндрическими участками 10. Условия передачи отмеченного выше поперечного усилия, вызванного тепловым расширением (сжатием) теплоизоляции, с головной зоны 4 крепежного элемента на шляпку 7 (и, далее, на тело гвоздя 2 и стену 9) наилучшие в том случае, если эти два цилиндрических участка 10 выполнены при максимально возможном расстоянии между ними, т.е. на концах головки. Таким образом, выполнение шляпки 7 в виде двух дисков по концам ее упрощает условия монтажа дюбеля.

Сопряженная со шляпкой 7 часть 12 гвоздя установлена в продольном отверстии 3 стержня на длине, превышающей длину шляпки 7, и имеет диаметр, равный диаметру продольного отверстия 3. Необходимость этого определяется следующим: во время монтажа дюбеля, т.е. во время забивания гвоздя 2 в продольное отверстие 3 стержня крепежного элемента, шляпка 7 начинает входить в продольное отверстие 3 с натягом. При этом важно, чтобы непосредственно перед входом шляпки 7 в отверстие 3 они были строго соосны (сцентрированы): иначе возможны повреждения тел крепежного элемента или (и) шляпки 7. Тело гвоздя 2 входит в продольное отверстие 3 прежде, чем входит в него шляпка 7, однако, входит оно, как правило, с зазором; вследствие этого заход тела гвоздя в продольное отверстие не может обеспечить их взаимной центровки. Центровка шляпки 7 с отверстием 3 непосредственно перед их соединением может быть обеспечена, если к этому моменту ранее существовавший зазор между телом гвоздя и отверстием уже отсутствует. Это имеет место, если часть 12 гвоздя, сопряженная с шляпкой 7, имеет диаметр, равный диаметру продольного отверстия 3 (см. фиг.2). При этом важно, чтобы длина части 12 гвоздя, на которой реализовано это равенство диаметров, превышала высоту шляпки на 1-2 диаметра тела гвоздя: только в этом случае будет обеспечена надежная центровка шляпки 7 и отверстия 3 непосредственно перед их соединением.

На боковых цилиндрических поверхностях дисков 10 шляпки 7 выполнено, по крайней мере, или по одной лыске, или по одной продольной канавке 13, поверхности которых не контактируют с поверхностью продольного отверстия 3. Через каналы, образованные или лысками или канавками, воздух может беспрепятственно удаляться из полости 14 (см. фиг.3) в атмосферу во время забивания шляпки в продольное отверстие 3, что упрощает монтаж дюбеля.

Тело шляпки 7 между двумя дисками 10 снабжено продольными ребрами 15 жесткости. Необходимость ребер 15 определяется следующим. В случае забивания гвоздя в крепежный элемент ударные нагрузки, прикладываемые к торцевой поверхности шляпки 7, могут быть внецентренными, вызывая значительные деформации изгиба шляпки 7. Эти деформации шляпки 7, находящейся в продольном отверстии 3 головной зоны 4 стержня, приводят к снижению величины натяга в соединении "шляпка - продольное отверстие" по сравнению с величиной натяга, требуемой для обеспечения контакта дисков 10 и поверхности 11 отверстия 3. Ребра 15 жесткости расположены параллельно друг другу в направлении, совпадающем с преимущественным направлением ударных нагрузок, что снижает возможную величину изгибных деформаций головки. Предпочтительно также, чтобы площадь поперечного сечения ребер 15 была распределена на возможно большем удалении от оси шляпки 7 (ребра 15 не должны быть осевыми, т.е. проходящими через центральную ось шляпки 7), т.к. максимальное сопротивление изгибным деформациям шляпки 7 оказывают те участки ребер 15, которые наиболее удалены от центральной оси шляпки 7.

Дюбель для фиксации теплоизолирующих плит работает следующим образом.

Полимерный крепежный элемент 1 вводят в отверстие стены 9, на которую наложена плита теплоизоляции 8. Затем фиксирующий элемент 2 вводят в продольное отверстие 3 стержня. При этом часть 12 гвоздя, примыкающая к шляпке 7, входит в контакт с поверхностью продольного отверстия 3, что обеспечивает центровку фиксирующего элемента 2 относительно продольного отверстия 3 (см. фиг.2). После этого шляпка 7 входит в продольное отверстие 3 в головной зоне 4 стержня (см. фиг.3), и возникает полость 14, объем которой уменьшается в процессе введения шляпки 7 в отверстие 3. Содержащийся в полости 14 воздух беспрепятственно уходит в атмосферу через продольные канавки 13.

Дюбель для фиксации теплоизолирующих плит, содержащий полимерный крепежный элемент в виде стержня с продольным отверстием, состоящий из головной зоны с прижимной пластиной на конце и основной зоны, а также фиксирующий элемент в виде гвоздя с шляпкой, устанавливаемый в продольном отверстии стержня с возможностью размещения его шляпки в головной зоне, а тела - в основной зоне стержня, отличающийся тем, что шляпка по концам выполнена в виде двух дисков, контактирующих своими боковыми цилиндрическими поверхностями с цилиндрической поверхностью продольного отверстия головной зоны стержня, и расположенных между ними ребер жесткости, сопряженных соответствующими концами с дисками, на боковых цилиндрических поверхностях которых выполнено, по крайней мере, или по одной лыске, или по одной продольной канавке, при этом сопряженная со шляпкой часть гвоздя установлена в продольном отверстии стержня на длине, превышающей длину шляпки, и имеет диаметр, равный диаметру продольного отверстия.