Зубчатый дюбель

 

Использование: неразъемное соединение конструктивных элементов на строительно-монтажных работах. Сущность изобретения: зубчатый дюбель содержит головную часть, корпус с продольными насечками и шляпку. Дюбель выполнен цельностальным, при этом его головная часть - многогранной с поликлиновыми зубцами на свободном торце. Диаметр описанной относительно свободного торца многогранника окружности равен от 0,3 до 0,6 диаметра корпуса в соответствии с длиной головной части, равной 1,5 - 1,0 диаметра корпуса. Угол наклона линий пересечения смежных плоскостей зубцов к оси дюбеля - 45-90^o, количество зубцов - 3-6, количество граней - 6-12. Продольные насечки имеют треугольный профиль. Длина стороны равностороннего треугольника равна - 0,03-0,07 диаметра корпуса. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к строительно-монтажной технике, а точнее к дюбелям, и может быть использовано в различных крепежных устройствах ударного типа.

Известны дюбели с многогранным поперечным сечением, обеспечивающие по сравнению с осесимметричными эквивалентами повышение эффективности [1,2] Однако практически все они имеют острые вершины, что усугубляют их рикошет при забивании под углом от нормали к поверхности преграды или арматуры.

Из известных дюбелей наиболее близким по технической сущности является дюбель с продольными насечками [3] Дюбель содержит заостренную головную часть, корпус с продольными насечками синусоидальной формы и ступенчатую шляпку.

Недостатком известного дюбеля является отсутствие привершинного затупления головной части и указания рациональных величин затупления в зависимости от удлинения головной части, необходимых для уменьшения сопротивления движению дюбеля в бетонных преградах.

Целью изобретения является улучшение антирикошетных свойств за счет увеличения глубины наклонного проникания дюбеля, выстреливаемого из монтажного пистолета.

Цель достигается благодаря тому, что дюбель выполнен с многогранной головной частью, имеющей оптимальную геометрию привершинного затупления.

В отличие от наиболее близкого аналога настоящий дюбель выполнен со специальной формой привершинного затупления, которая несет в себе неочевидность. Следовательно, данное устройство удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Сравнение с аналогами указывает на отсутствие у них затупления в виде плоского торца рационального диаметра, увязанного с удлинением головной части. Для повышения эффективности дюбеля и технологичности его серийного изготовления продольной насечки на корпусе выполнены треугольными в поперечном сечении с оптимальными сторонами треугольника. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого дюбеля изобретательскому уровню.

На фиг. 1 изображен зубчатый дюбель; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 7 представлены результаты апробирования зубчатого дюбеля в баллистической установке при различных углах подхода к преграде.

Зубчатый дюбель содержит корпус 1 с продольными насечками, с шляпкой 2 и головной частью 3. Головная часть выполнена в виде усеченного многогранника с поликлиновыми зубцами 4 на свободном торце.

Буквой α на фиг. 6 обозначен угол внешнего пересечения смежных плоскостей зубцов, β -угол наклона внутреннего пересечения, δ сторона равностороннего треугольника продольных насечек корпуса. Цифрой 5 на фиг. 7 обозначена экспериментальная зависимость отношения глубины Г_з.д проникания зубчатого дюбеля с поликлиновым затуплением к глубине Г_к проникания осесимметричного эквивалента с конической головкой от угла ϑ^o подхода к преграде, измеренного от нормали к последней. Цифра 6 соответствует аналогичной кривой для зубчатого дюбеля с плоским затуплением. Зависимость 7 относится к варианту дюбеля с установленными на нем продольными пластинами. Видны эквидистантность описанных зависимостей и существенное возрастание эффективности дюбелей при увеличении угла подхода к преграде. Лабораторные исследования показали, что для расширения диапазона воздействия дюбель должен быть выполнен из закаленной стали и невращающимся. В противном случае при внедрении в бетон происходит раскрошение зубцов и поломка головной части зубчатого дюбеля. При выстреливании из гладкоствольного пистолета зубцы и углы граней многогранника, являясь концентраторами напряжений, создают благоприятную реодинамическую обстановку для проникания корпуса с рационально усеченным многогранником. Оптимальные пределы изменения диаметров, описанных вокруг многогранника, в зависимости от его удлинения получены опытным путем. Диаметр описанной относительно свободного торца многогранника окружности равен 0,3-0,6 диаметра корпуса при соответствующих удлинениях головной части от 1,5 до 1. Количество зубцов и удвоенное число граней головной части также определялись опытным путем. Получено, что оптимум по количеству зубцов равен 4. Углы наклона внешних и внутренних линий пересечения смежных плоскостей зубцов лежат в диапазоне 45-90^о, как бы обрамляя оптимальный угол затупления осесимметричного конуса (60^оС). В поликлиновом случае оптимум для угла α обеспечивается у зубчатого дюбеля при 80^о. Вне названных пределов изменения параметров зубчатого дюбеля наблюдается резкое ухудшение его проникающих и антирикошетных характеристик.

Выявленные преимущества зубчатого дюбеля по антирикошетному прониканию наиболее проявляются при его пристрелке (V ≅ 600 м/c) в железобетон, когда дюбель на своей траектории встречает арматуру или твердую гальку. В этом случае поликлиновое затупление и многогранная головная часть, организуя концентраторы напряжений в преграде, обеспечивают повышенные антирикошетные свойства зубчатому дюбелю. Продольная насечка на корпусе способствует при высокоскоростном проникании уменьшению сопротивления трения, а при остановке увеличению, что приводит к возрастанию удержания дюбеля в преграде. Пределы изменения глубины насечки выбраны из условия динамического компромисса прочностных проникающих и удерживающихся свойств зубчатого дюбеля. Продольные насечки выполнены в виде треугольного профиля со стороной равностороннего треугольника от 0,03 до 0,07 диаметра корпуса.

Проведенные эксперименты на баллистической установке при скоростях соударения v 200-600 м/с показали, что при ϑ 0 и 45^о зубчатый дюбель с коническим эквивалентом поликлинового затупления обеспечивает увеличение глубины проникания почти на 30 и 70% по сравнению с осесимметричным эквивалентом с острой конической головкой. При этом за счет шероховатой поверхности корпуса достигается дополнительное закусывание дюбеля и удерживание его в преграде при эксплуатации ее. Тем самым обеспечивается высокая эффективность заявляемого дюбеля.

Формула изобретения

1. Зубчатый дюбель преимущественно для железобетонной преграды, содержащий головную часть, корпус с продольными насечками и шляпку, отличающийся тем, что головная часть выполнена в виде усеченного многогранника с зубцами на свободном конце, диаметр описанной относительно свободного торца многогранника окружности равен 0,3 0,6 диаметра корпуса в соответствии с длиной головной части, равной 1,5 1,0 диаметра корпуса, с углом наклона линий пересечения смежных плоскостей зубцов к оси дюбеля 45 90^o, с количеством зубцов 3 6 и граней головной части 6 12.

2. Дюбель по п.1, отличающийся тем, что продольные насечки имеют треугольный профиль с длиной стороны равностороннего треугольника, равной 0,03 0,07 диаметра корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7