крепежный элемент

Формула изобретения

1. Крепежный элемент, состоящий из анкерного болта (1) со стержнем (3) и зажимающегося клина (2), при этом на заднем конце (4) анкерного болта (1) предусмотрен фланец (5) с отверстием (11) для зажимающегося клина (2), стержень (3) в своей передней области снабжен областью клина (9), которая наклонена к продольной оси (6) анкерного болта (1), начиная от переднего конца (10) анкерного болта (1) в направлении к заднему концу (4), причем к этой области клина (9) примыкает поверхность (7), в основном располагающаяся параллельно продольной оси (6) до заднего конца (4), причем зажимающийся клин (2) в нераспорном состоянии прилегает опорной поверхностью (12) к параллельной оси (6) поверхности (7) и поверхностью распорки (13) - к области клина (9), при этом передний конец зажимающегося клина (2) простирается не до переднего конца (10) стержня (3), а задний конец зажимающегося клина (2) выступает над фланцем (5), причем зажимающийся клин (2) снабжен заданной областью излома (15), расположенной между фланцем (5) и поверхностью распорки (13), отличающийся тем, что заданная область излома (15) выполнена с плоским отрезком (24) клина, который имеет два расположенных на расстоянии друг от друга в направлении продольной оси (6) заданных места излома (25, 26), которые проходят поперечно продольной оси (6) и приблизительно параллельной ей поверхности (7) анкерного болта (1).

2. Крепежный элемент по п.1, отличающийся тем, что расстояние l между заданными местами излома (25, 26) значительно больше, чем толщина е отрезка (24) клина.

3. Крепежный элемент по п.2, отличающийся тем, что отношение расстояния l между заданными местами излома (25, 26) к толщине е отрезка (24) клина выбрано из 5 l/е10.

4. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отрезок (24) клина выполнен с приблизительно постоянной толщиной е.

5. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отрезок (24) клина между заданными местами излома (25, 26) имеет большую ширину в поперечном направлении относительно центральной продольной оси (6).

6. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, от одного заданного места излома (25, 26) отрезка (24) клина осуществлен переход наклонных поверхностей (27, 28) в наружную поверхность (17).

7. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, на одном заданном месте излома выполнены перпендикулярно центральной продольной оси (6) и параллельной ей опорной поверхности (12) зажимающегося клина (2) надрезы (29, 30).

8. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что анкерный болт (1) и зажимающийся клин (2) выполнены из высоколегированной хромоникелевой стали.

9. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что зажимающийся клин (2) выполнен из холоднотянутой нержавеющей стали.

10. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что зажимающийся клин (2) имеет твердость от полутора до двух раз выше по сравнению с анкерным болтом (1).

11. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что зажимающийся клин (2) в области фланца (5) выполнен с изогнутой относительно стержня (3) отрезной частью (14), пронизывающей фланец (5).

12. Крепежный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что выполнен из конструкционной стали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается крепежного элемента в соответствии с общим понятием п.1 формулы изобретения.

Крепежный элемент такого рода известен из DE 2913090 А1. Там заданная область излома образуется при помощи двух исходящих с боков прямоугольных частей, между которыми остается перемычка. Когда при забивке зажимающегося клина приложенная к зажимающемуся клину сила превышает заданное значение, тогда происходит разрушение перемычки, так что затем обе остаточные отдельные части зажимающегося клина могут задвинуться друг в друга. Обе отрезные части могут скользить друг в друга вокруг аксиального пространства углубления без противодействующего упомянутого сопротивления. В этой конструкции хотя и может достигаться, что расположенный снаружи торец клина расположится с фланцем заподлицо, но, однако, не исключено, что крепежный элемент может снова осадиться, то есть анкерный болт, в определенной мере, выйдет из рассверленного отверстия, в котором он расположен. Это в особенности имеет место, когда рассверленное отверстие расширяется вследствие образования трещин.

Задачей изобретения является разработать такой крепежный элемент, чтобы он надежно держался в рассверленном отверстии даже при образовании трещин.

Задача решается благодаря особенностям конструкции, изложенным в п.1 формулы.

Суть изобретения состоит в том, что при вбивании зажимающегося клина разрушается одно из двух заданных мест излома, и находящийся между ними отрезок клина поворачивается наружу относительно неразрушенного заданного места излома, при этом происходит сжимание зажимающегося клина отрезком клина в области сломанного заданного места излома и он давит наружу.

Таким образом, отрезок клина, появившийся вследствие слома в заданном месте излома, вонзается кромкой в строительный материал, в котором рассверлено отверстие, в которое помещается крепежный элемент.

Дальнейшие преимущества и развитие изобретения понятны из нижеследующих патентных притязаний.

Другие отличительные черты, преимущества и детали изобретения поясняются на конкретных примерах с помощью последующего описания и прилагаемых чертежей, где:

на фиг.1 изображен анкерный болт, вид сбоку, соответствующий виду по стрелке I на Фиг.2;

на фиг.2 - анкерный болт с другим видом сбоку, соответствующий виду по стрелке II на Фиг.1;

на фиг.3 - анкерный болт, вид сверху, соответствующий виду по стрелке III на Фиг.1;

на фиг.4 - зажимающийся клин, вид сбоку, соответствующий виду по стрелке IV на Фиг.5;

на фиг.5 - другой вид сбоку зажимающегося клина, соответствующий виду по стрелке V на Фиг.4;

на фиг.6 - крепежный элемент, состоящий из анкерного болта и зажимающегося клина, в нераздвинутом состоянии, вид сбоку, соответствующий виду по стрелке VI на Фиг.7;

на фиг.7 - другой вид сбоку крепежного элемента, соответствующий виду по стрелке VII на Фиг.6;

на фиг.8 - вид сверху на крепежный элемент, соответствующий виду по стрелке VIII на Фиг.6;

на фиг.9 - продольный вид крепежного элемента в установленном в отверстие состоянии.

Представленный на чертеже крепежный элемент состоит из анкерного болта 1 и зажимающегося клина 2. Анкерный болт 1 в своей конструкции состоит из стержня 3 и располагающегося на заднем конце 4 дискообразного фланца 5, причем стержень 3 и фланец 5 изготавливаются монолитными, например соответствующей формовкой из проволоки. Стержень 3 конструктивно состоит из массивной цилиндрической части с центральной продольной осью 6, которая для упрощения указывается как ось 6 анкерного болта 1 и всего крепежного элемента. С заднего конца 4 стержня 3 простирается занимающая от половины до двух третей общей длины L поверхность 7, расположенная параллельно оси 6, а именно в ее близи, так что цилиндрическая поверхность стержня 3 распространяется в этой области только на угол охвата от 190 до 200°, как это видно из Фиг.3 и 8. В передней области стержня 3 простирается восходящая от поверхности 7 область клина 9, которая имеет уклон от переднего конца 10 стержня 3 к оси 6.

На переднем конце 10 поперечное сечение стержня 3 приближается снова к, разумеется, еще не полному кругу, как это видно на Фиг.3 и 8. Область клина 9 и поверхность 7 соответственно плоские, однако это не обязательно. Во фланце 5 выполнено круглое цилиндрическое отверстие 11, располагающееся параллельно оси 6. Оно проходит касательно к поверхности 7 и размещено перед цилиндрической поверхностью 8, как это видно из Фиг.3 и 8. Зажимающийся клин 2 имеет опорную поверхность 12, которая подогнана к поверхности 7 стержня 3. В передней области зажимающегося клина 2 поверхность распорки 13 соединяется с опорной поверхностью 12, которая прилегает в нераспорном состоянии к крепежному элементу, по меньшей мере частично, к поверхности клина 9 стержня 3, как это видно из Фиг.6 и 7. В этом нераспорном состоянии находится определяющаяся опорной поверхностью 12 и поверхностью распорки 13 область зажимающегося клина 2 внутри контура, образованного дополняющей цилиндрической поверхностью 8, и, таким образом, выдающаяся вперед не радиально над этой поверхностью. Зажимающийся клин 2 имеет в области, прилегающей к фланцу 5, отрезную часть 14, отогнутую от поверхности 7, которая располагается параллельно оси 6, проходит через отверстие 11 и выступает над фланцем 5. В своей средней части зажимающийся клин 2 имеет так называемую заданную область излома 15, образованную за счет небольшого паза 16 на опорной поверхности 12 зажимающегося клина 2, имеющего наружную поверхность 17. Более подробное описание следует ниже. Зажимающийся клин 2 состоит из изогнутой отрезной части 14, а именно, выполненной со стороны торцевой поверхности 18, из двух перегородкообразных выступов 19, расположенных в одной параллельной плоскости к поверхности 7 и диаметрально противоположных друг другу, причем внешний размер а друг от друга немного больше, чем диаметр d отверстия 11. Наибольшая ширина b зажимающегося клина 2 в области изогнутой отрезной части 14 наоборот немного меньше, чем диаметр d. Изогнутая отрезная часть 14 имеет внутреннюю поверхность 20, обращенную к поверхности 7 и не прилегающую в этой области к отверстию 11. Зажимающийся клин 2 имеет в области поверхности распорки 13 лопаткообразный расширенный участок 21. Его ширина с больше, чем диаметр d отверстия 11. Причина расширения расширенного участка 21 относительно изогнутой отрезной части 14 и промежуточной области 22 заключается в том, что вследствие ограничения диаметра d отверстия 11 отрезная часть 14 должна стать, по меньшей мере, более тонкой.

Заданная область излома 15 в основном образованная пазом 16, открыта для проникновения наружной поверхности 17 зажимающегося клина 2, имеющего торец 23, и ограничивается к своему основанию отрезком 24 клина, который имеет примерно соразмерную толщину е и находится на одной прямой с опорной поверхностью 12. Как видно из Фиг.5 и 7, отрезок 24 клина выступает по бокам, так что он имеет в продольном направлении на обоих своих концах на месте сопряжения с нормальным поперечным сечением зажимающегося клина 2 свою самую малую ширину. Эти обе конечные области образуют заданные места излома 25, 26. Эти заданные места излома 25, 26 распространяются поперечно оси 6 и параллельно опорной поверхности 12. Из этих заданных мест излома 25, 26 отрезок 24 клина соответственно посредством наклонных поверхностей 27, 28 переходит в наружную поверхность 17 зажимающегося клина 2, причем эти наклонные поверхности 27, 28, исходящие от отрезка 24 клина, наклонены к торцу 23 или расширенному участку 21. К соответствующим заданным местам излома 25 или 26, то есть к переходу от отрезка 24 клина в соответствующие наклонные поверхности 27 или 28, могут быть дополнительно выполнены малые надрезы 29, 30.

Длина 1 отрезка 24 клина в продольном направлении зажимающегося клина 2, то есть расстояние между заданными местами изломов 25, 26, больше, чем его толщина е, а именно, в 5-10 раз больше. Кроме того, в области заданных мест изломов 25, 26 вследствие условий производства могут существовать микротрещины или хрупкие места, что усиливает желаемый эффект заданного места излома.

Анкерный болт 1 и зажимающийся клин 2 оба выполнены из одинакового материала, а именно, из высоколегированной нержавеющей стали, хромоникелевой стали. Например, анкерный болт 1 имеет предел прочности на растяжение около 700 Н/мм². Как уже ранее упоминалось, анкерный болт 1 может быть выполнен формовкой из проволоки, из отрезка материала цилиндрической формы (круглая заготовка) с формированием фланца 5. Поверхность 7 и область клина 9 формируются штамповкой из цилиндрического тела 3 после приформовки фланца 5.

Зажимающийся клин 2 также изготавливается из круглой заготовки, которая после так называемого вытягивания обладает пределом прочности на растяжение от 1300 до 1400 Н/мм². Она имеет твердость по Роквеллу приблизительно 42 HRc (твердость по шкале С Роквелла). Предел прочности при растяжении и повышенная твердость материала, из которого изготавливается зажимающийся клин 2, были удвоены благодаря вытягиванию по сравнению с заготовкой, не обработанной таким способом. Зажимающийся клин 2 принимает изображенную форму посредством процесса штамповки, то есть без снятия стружки. Однако после процесса штамповки он не имеет еще изображенных на Фиг.4 и 5 выступов 19. Затем зажимающийся клин 2 толкают изогнутой отрезной частью 14 со стороны стержня в отверстие 11, пока он не заталкивается как можно дальше до фланца 5, то есть пока изогнутая отрезная часть 14 полностью или почти полностью не пройдет сквозь отверстие 11. Наружная поверхность 17 прилегает при этом к поверхности 7. Поверхность распорки 13 находится, по меньшей мере, частично в перекрытии с поверхностью 7. Теперь при помощи процесса штамповки на зажимающемся клине 2 формируются выступы 19. Затем зажимающийся клин 2 снова сдвигают в направлении заднего конца 4 тела 3, при этом выступы 19 частично запрессовываются во фланец 5, а именно своей торцевой поверхностью 18. Они проникают, как это видно из Фиг.8, не полностью во фланец 5. При помощи выступов 19 и расширенного участка 21 образуется защита от потери зажимающегося клина 2 по отношению к анкерному болту 1, так как зажимающийся клин 2 не может ни в каком направлении выскользнуть из фланца 5. При помощи изображенного заклинивания выступов 19 во фланце 5, в свою очередь, создается соединение сцепления.

Когда заранее собранный, но еще не закрепленный распорками крепежный элемент вставляется в рассверленное отверстие 31 и при этом вбивается легким ударом молота по торцу 23 зажимающегося клина 2, то тогда анкерному болту 1 передается движение через выступы 19, которые, как было уже описано, пронизывают фланец 5 только со стороны его внешней торцевой поверхности 18. Когда передний конец 10 анкерного болта 1 в отверстии 31 достигает дна 32 отверстия 31 или когда анкерный болт 1 не может уже глубже проникнуть в сверленое отверстие вследствие уже плотного прилегания фланца 5, то тогда осуществляется забивка зажимающегося клина 2, который скользит своей поверхностью распорки 13 по области клина 9 и при этом смещается наружу радиально относительно оси 6. Только теперь выступы 19 полностью пронизывают фланец 5 и попадают частично или полностью вместе со стержнем 3 в перекрытие. Когда заклинивание завершено, часть изогнутой отрезной части 14, однако, еще обычно выступает над торцевой поверхностью 18 фланца 5, и отрезная часть 14 может быть вбитой далее, причем тогда отклоняющийся клин 2 укорачивается, изгибаясь в области своей заданной области излома 15. При этом, как изображено на Фиг.9, ломается, как правило, только заданное место излома 25, а именно, в преобладающем числе случаев, расположенное вблизи торца 23 заданное место излома 25, следствием чего является то, что отрезок 24 клина изгибается наружу относительно другого заданного места излома 26, скользит наружу по наклонной поверхности 27 и погружается в стройматериал 33, в котором расположено рассверленное отверстие 31. Возникшая на заданном месте излома 25 кромка 34 отрезка 24 клина скользит по наклонной поверхности 27, пока эта кромка не достигнет стройматериала 33. Существенно, что часть зажимающегося клина 2, на которой сломано заданное место излома 25 или 26, сдвигается под отрезок 24 клина и поддерживает его, как это изображено на Фиг.9. Теперь отрезок 24 клина работает как зубец. Но и если ломается другое заданное место излома 26, то отрезок 24 клина также заклинивается в стройматериале 33. Если теперь, например, вследствие растрескивания диаметр рассверленного отверстия незначительно расширится, следствием чего является то, что может произойти ослабление заклинивания анкерного болта 1 с зажимающимся клином 2 в отверстии 31 и соответствующее незначительное выскальзывание анкерного болта 1 из отверстия 31, то тогда расширенный участок 21 зажимающегося клина 2 закрепляется в отверстии 31, соскальзывает немножко дальше на область клина 9 анкерного болта 1, следствием чего является то, что снова образуется заклинивание. Это обеспечивается благодаря заклиниванию отрезка 24 клина в стройматериале 33, так что увеличивается сопротивление извлечению крепежного элемента из отверстия 31.

Хотя представленный и описанный крепежный элемент и предлагается изготавливать из высоколегированной хромоникелевой стали, крепежный элемент равным образом может выполняться из конструкционной стали, причем тогда зажимающийся клин 2 может быть закален.