PL166846B1 - Kolek rozprezny z powloka zmniejszajaca tarcie PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Kolek rozprezny z powloka zmniejszajaca tarcie i ze sworzniem kotwowym, którego cylindrycz- ny trzpien w obszarze koncowym ma rozszerzenie w kierunku osadzania, a na koncu odwróconym od roz- szerzenia nosi srodki robocze do przyjmowania obcia- zenia, przy czym sworzen kotwowy przynajmniej wzdluz czesci trzpienia jest otoczony przesuwna wzgledem niego tuleja rozprezna, która ma co naj- mniej jedna szczeline wzdluzna, otwarta ku koncowi od strony kierunku osadzania, a na swoim zarysie zewnetrznym jest zaopatrzona w promieniowo odcho- dzace wystepy, znam ienny tym , ze na zarysie zewne- trznym sa um ieszczone dw a w ystepy (11, 12), tworzace pare i lezace jeden za drugim w kierunku wzdluznym i co najmniej jedna z powierzchni styko- wych, utworzona przez wspólprace zarysu wewnetrz- nego tulei rozpreznej (7) i zarysu zewnetrznego rozszerzania (3) trzpienia (2), jest zaopatrzona w zmniejszajaca tarcie; powloke (10,13). Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kołek rozprężny z powłoką zmniejszającą tarcie ze sworzniem kotwowym, którego cylindryczny trzpień w obszarze końcowym ma rozszerzenia w kierunku osadzania, a na końcu odwróconym od rozszerzenia nosi środki robocze do przyjmowania obciążenia, przy czym sworzeń kotwowy przynajmniej wzdłuż części trzpienia jest otoczony przesuwną wzdłuż niego tuleją rozprężną, która ma co najmniej jedną szczelinę wzdłużną, otwartą ku końcowi od strony kierunku osadzania, a na swoim zarysie zewnętrznym jest zaopatrzona w promieniowo odchodzące występy.

Kołki rozprężne tego rodzaju służą przykładowo do mocowania przedmiotów obrabianych na części konstrukcyjnej, przy czym otwór w części konstrukcyjnej, jak również otwór w mocowanym przedmiocie obrabianym są tak zwymiarowane, że kołek rozprężny po umieszczeniu przedmiotu obrabianego na części konstrukcyjnej w przewidzianym położeniu mocowania może być wsunięty przez nakładające się otwory. Przez obracanie środka roboczego, ukształtowanego przykładowo jako nakrętka, za pomocą odpowiedniego narzędzia, sworzeń kotwowy swoim rozszerzeniem zostaje wciągnięty do tulei rozprężnej, tak że wskutek rozszerzania kotwi się ona w otworze części konstrukcyjnej.

166 846

Z opisu patentowego Wlk. Brytanii nr 1 333 893 jest znany kołek, w którym sworzeń kotwowy znajduje się na końcu tulei rozprężnej od strony otworu i dlatego też tuleja rozprężna jest roztłaczana przy osadzaniu na końcu od strony otworu. Kołek rozprężny składa się z podłużnego, cylindrycznego sworznia kotwowego, który na jednym końcu ma stożkowe rozszerzenie, oraz z rozszerzalnej tulei rozprężnej, umieszczonej na sworzniu kotwowym. Zawiera ona występy, które są wykonane od wewnątrz tulei rozprężnej w kierunku na zewnątrz. Występy są tak umieszczone, że wystają na największym obwodzie sworznia kotwowego lub tulei rozprężnej.

Siła rozprężna, powstająca po osadzeniu kołka rozprężnego, powoduje powstanie zasadniczo jednakowej siły tarcia między sworzniem kotwowym a tuleją rozprężną, jak również między ściankami otworu i tuleją rozprężną. Wskutek tego kołek rozprężny charakteryzuje się bardzo złym stanem rozprężania wtórnego przykładowo w pękniętej strefie rozciąganej, ponieważ nie można zagwarantować przesuwania sworznia kotwowego względem tulei rozprężnej. Wskutek zasadniczo jednakowych sił tarcia, tuleja rozprężna może się przesuwać wraz ze sworzniem kotwowym względem ścianek otworu. Występy umieszczone na tulei rozprężnej służą do nieruchomego utrzymywania tulei rozprężnej w otworze po zamocowaniu kołka rozprężnego. Występy te nie są umieszczone na promieniowo rozszerzalnym obszarze tulei rozprężnej i dlatego też nie spełniają odpowiedniej funkcji mocującej w pękniętej strefie rozciąganej.

Ponadto w przypadku kołków rozprężnych tego rodzaju ze stali nierdzewnej jest wiadome, że mają one skłonność do zakłóceń funkcjonowania wskutek tarcia między sworzniem kotwowym a tuleją rozprężną. Wyeliminowanie tegQ zjawiska tarcia jest istotne zwłaszcza w przypadku kołków rozprężnych, które są osadzane w miejscach, gdzie mogą powstawać pęknięcia w strefach rozciąganych, aby zapewnić pewne rozprężenie wtórne w szczelinie.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie kołka rozprężnego, który jest wytwarzany w sposób ekonomiczny i ma pewny stan rozprężania wtórnego w pękniętej strefie rozciąganej.

Zadanie to według wynalazku rozwiązano dzięki temu, że na zarysie zewnętrznym są umieszczone dwa występy tworzące parę i leżące jeden za drugim w kierunku wzdłużnym i co najmniej jedna z powierzchni stykowych, utworzona przez współpracę zarysu wewnętrznego tulei rozprężnej i zarysu zewnętrznego trzpienia, jest zaopatrzona w powłokę zmniejszającą tarcie.

Dzięki ukształtowaniu według wynalazku tarcie między sworzniem kotwowym a tuleją rozprężną jest mniejsze od tarcia między ściankami otworu a tuleją rozprężną. Ponadto unika się obracania się tulei rozprężnej, niekorzystnego przy osadzaniu kołka rozprężnego.

Korzystnie powłokę zmniejszającą tarcie stanowi lakier przeciwcierny. Dzięki lakierowi przeciwciernemu uzyskuje się zazwyczaj całkowite oddzielenie powierzchni ślizgowych przez warstwę smaru. Lakier przeciwcierny może być nanoszony warstwą o grubości 5 do 20 mikrometrów. Nanoszenie powłoki można realizować w postaci nanoszenia powłok metalowych przez natryskiwanie np. molibdenu lub aluminium. Przy tym chodzi o płytkowe smary stałe z lub bez struktury sieci warstwowej. Do smarów stałych ze strukturą sieci warstwowej należy grafit, siarczek molibdenu i dwusiarczek wolframu. Do smarów stałych bez struktury sieci warstwowej zaliczają się między innymi polimery, jak np. politetrafluoroetylen i polietyleny.

Najszersze zastosowanie znajdują płytkowe smary stałe siarczek molibdenu i grafit. Skuteczność smarowa polega na strukturze sieci warstwowej i ładunkach elektrycznych warstwy granicznej. Pakiet płytek znosi wysokie obciążenie poprzeczne przy niskim tarciu przesuwu wzdłużnego.

Celowo powłokę stanowi ługoodporny układ żywiczny. Dzięki temu powlokajest odporna chemicznie na wszystkie szkodliwe czynniki, które mogą pochodzić z betonu, otoczenia lub środowiska naturalnego i ze zjawisk atmosferycznych.

Korzystnie układ żywiczny jest zbudowany na bazie żywicy epoksydowej. Chodzi przy tym o duroplast (tworzywo termoutwardzalne), który charakteryzuje się różnymi zaletami, np. dobrą przyczepnością do prawie wszystkich materiałów, wysoka odporność na działanie chemikaliów, przede wszystkim ługów,duża wytrzymałość i odporność na procesy starzenia.

166 846

Korzystnie układ żywiczny jest zbudowany na bazie żywicy poliuretanowej. W tym przypadku chodzi również o duroplast, którego charakterystyczne właściwości polegają głównie na niewielkim skurczu, dobrej przyczepności do wszystkich materiałów, wysokiej odporności na ścieranie, niewielkiej absorpcji wody i odporności na działanie chemikaliów lub warunków atmosferycznych.

Celowo układ żywiczny zawiera smar stały. Do tego celu nadaje się szczególnie siarczek molibdenu, grafit i politetrafluoroetylen. Są to smary z lub bez struktury sieci warstwowej. Między poszczególnymi warstwami powstają jedynie niewielkie siły spójności, które umożliwiają łatwe przesuwanie warstw po sobie. Korzystnie stosuje się płytkowe smary stałe ze strukturą sieci warstwowej, jak siarczek molibdenu i grafit.

Korzystnie powłoka jest umieszczona na zarysie zewnętrznym trzpienia. Ze względów produkcyjnych i ekonomicznych preferuje się umieszczenie powłoki na zarysie zewnętrznym trzpienia. Ponieważ, w przeciwieństwie do tulei rozprężnej, w przypadku trzpienia chodzi o zamkniętą powierzchnię, tak więc możliwe jest naniesienie powłoki o równomiernej grubości.

Celowo na obwodzie tulei rozprężnej są równomiernie rozdzielone trzy pary stanowiące występy. W celu lepszego rozprężania tulei rozprężnej są one zaopatrzone przynajmniej częściowo w trzy szczeliny wzdłużne od końca od strony kierunku osadzania. Na powstających przy tym segmentach rozprężnych są umieszczone jeden za drugim w ich kierunku wzdłużnym każdorazowo dwa występy, tworzące parę. Występy wystają poza tuleję rozprężną w kierunku promieniowym i zapewniają utrzymanie styku tulei rozprężnej ze ściankami otworu, jeżeli otworzy się pęknięcie. W ten sposób tuleja rozprężna może utrzymać swoje położenie osiowe i spełnić funkcję rozprężania wtórnego.

Korzystnie występy są ukształtowane w kierunku osadzaniajako zukosowane i przeciwnie do kierunku osadzania - jako ostrokrawędziowe. Aby kołek rozprężny mógł być łatwiej wprowadzony w otwór w elemencie konstrukcyjnym lub mógł być przeprowadzony przez otwór w narzędziu, obydwa występy są zukosowane w kierunku wprowadzania. W celu zapewnienia funkcji rozprężania wtórnego kołka rozpreżnego w pękniętej strefie rozciąganej, występy są wykonane jako podobne do zakrzywionego haczyka. Przy osiowym ruchu kołka rozprężnego przeciwnie do kierunku osadzania występy te rozprężają się lepiej w ściankach otworu i umożliwiają osiowe przesuwanie sworznia kotwowego względem tulei rozprężnej.

Korzystnie przednie występy, patrząc w kierunku osadzania są zukosowane aż do zarysu zewnętrznego tulei rozprężnej. Kąt zukosowanych występów leży między 10° a 30° względem głównej osi kołka. W ten sposób powstaje zarys, służący do wprowadzania kołka rozprężnego, który zapewnia ściskanie w kierunku promieniowym tulei rozprężnej. Dzięki temu średnica tulei rozprężnej, leżąca z przodu w kierunku osadzania, jest podczas procesu osadzania mniejsza od średnicy na naprzeciwległym końcu tulei rozprężnej.

Występy umieszczone w przednim obszarze tulei rozprężnej są ukształtowane jako wycięcia pierścieniowe, które przy naprężaniu sworznia kotwiącego· wchodzą w ścianki otworu. Występy leżące za wycięciami pierścieniowymi są ukształtowane jako zgrubienia, które przy zwiększającym się rozprężeniu sworznia kotwowego wchodzą również w ścianki otworu. Średnica zgrubień i długość wycięć pierścieniowych w kierunku obwodowym odpowiada w przybliżeniu jedno- do dwukrotnej grubości ścianek tulei rozprężnej.

Przy większych przesunięciach sworznia kotwowego, przede wszystkim w pękniętej strefie rozciąganej, zgrubienia zapewniają styk ze ściankami otworu. Ma to szczególne znaczenie wówczas, gdy wskutek odkształcenia tulei rozpreżnej, mającego w przekroju poprzecznym postać banana, wycięcia pierścieniowe tracą stopniowo styk ze ściankami otworu.

Korzystna wysokość wycięć pierścieniowych i zgrubień odpowiada w przybliżeniu 0,4 - do 0,5-krotnej grubości ścianek tulei rozprężnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kołek rozprężny według wynalazku, w widoku, fig. 2 - rozszerzenie trzpienia kołka rozprężnego od strony kierunku osadzania, bez tulei rozprężnej, w powiększeniu, a fig. 3 - tuleję rozprężną w powiększeniu i w przekroju.

Na figurze 1 jest przedstawiony kołek rozprężny ze sworzniem kotwowym 1, którego cylindryczny trzpień 2 zawiera rozszerzenie 3, a na naprzeciwległym końcu środek roboczy z

166 846 gwintem 4, podkładką 5 i nakrętką 6. Sworzeń kotwowy 1 jest podcięty cylindrycznie przynajmniej wzdłuż części trzpienia 2 w obszarze rozszerzenia 3. Obszar ten jest otoczony przez przesuwną tuleję rozprężną 7. Tuleja rozprężna 7 ma dwa częściowe podłużne i jedno całkowite rozcięcie szczelinowe od końca od strony kierunku osadzania.

Dwie szczeliny 8 rozciągają się przez połowę długości tulei rozprężnej 7, a szczelina 9 - na całej długości tulei 7. Tuleja rozprężna 7 jest wskutek tego podzielona na trzy segmenty rozprężne 7a, przy czym na każdym z elementów rozprężnych 7a są umieszczone dwa występy 11,12, leżące w kierunku wzdłużnym jeden za drugim. Cały przedni obszar sworznia kotwowego 2 wraz z obszarem przyjmowania tulei rozprężnej 7 jest pokryty powłoką.

Na figurze 2 jest uwidocznione w powiększeniu rozszerzenie 3 sworznia kotwowego 1 od strony kierunku osadzania. Od cylindrycznie podciętej części 1 a sworznia kotwowego 1 rozciąga się rozszerzenie stożkowo do zewnętrznej średnicy sworznia kotwowego 1. Cały przedni obszar wraz w obszarem przyjmowania tulei rozprężnej 7 jest zaopatrzony w powłokę 10 zmniejszającą tarcie. ,

Fig. 3 przedstawia w przekroju tuleję rozprężną 7. Przy tym widoczne są występy 11, 12, usytuowane na segmentach rozprężnych 7a. Występy 11 w przednim obszarze od strony kierunku osadzania są wycięciami pierścieniowymi. Dalsze występy 12 są ukształtowane w postaci zgrubień. Obydwa występy 11, 12 są zukosowane w kierunku osadzania, co podczas procesu wsuwania powoduje promieniowe zmniejszenie tulei rozprężnej w przednim obszarze. Przeciwnie do kierunku osadzania, występy 11,12 są ukształtowane jako ostrokrawędziowe, tak że mogą one wchodzić w ścianki otworu przy naprężaniu sworznia kotwowego.

Wewnętrzna średnica tulei rozprężnej 7 rozszerza się stopniowo do końca od strony kierunku osadzania. Wycięcia pierścieniowe, usytuowane na segmentach rozprężnych 7a, znajdują się w tym stożkowo rozszerzającym się obszarze 7b. Zgrubienia są umieszczone w tym obszarze tulei rozprężnej, w którym ścianki mają największą grubość.

Tuleja rozprężna 7 zawiera na swojej powierzchni wewnętrznej powłokę 13 zmniejszającą tarcie, która od strony budowy jest identyczna z powłoką 10 według fig. 2.

166 846

Fin. 2

7b

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,(00 zł.

Claims (10)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kołek rozprężny z powłoką zmniejszającą tarcie i ze sworzniem kotwowym, którego cylindryczny trzpień w obszarze końcowym ma rozszerzenie w kierunku osadzania, a na końcu odwróconym od rozszerzenia nosi środki robocze do przyjmowania obciążenia, przy czym sworzeń kotwowy przynajmniej wzdłuż części trzpienia jest otoczony przesuwną względem niego tuleją rozprężną, która ma co najmniej jedną szczelinę wzdłużną, otwartą ku końcowi od strony kierunku osadzania, a na swoim zarysie zewnętrznym jest zaopatrzona w promieniowo odchodzące występy, znamienny tym, że na zarysie zewnętrznym są umieszczone dwa występy (11,12), tworzące parę i leżące jeden za drugim w kierunku wzdłużnym i co najmniej jedna z powierzchni stykowych, utworzona przez współpracę zarysu wewnętrznego tulei rozprężnej (7) i zarysu zewnętrznego rozszerzania (3) trzpienia (2), jest zaopatrzona w zmniejszającą tarcie powłokę (10,13).

2. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę (10,13) stanowi lakier przeciwcierny.

3. Kołek według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że powłokę (10,13) stanowi ługoodporny układ żywiczny.

4. Kołek według zastrz. 3, znamienny tym, że układ żywiczny jest zbudowany na bazie żywicy epoksydowej.

5. Kołek według zastrz. 3, znamienny tym, że układ żywiczny jest zbudowany na bazie żywicy poliuretanowej.

6. Kołek według zastrz. 4 lub 5, znamienny tym, że układ żywiczny zawiera smar stały.

7. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka (10,13) jest usytuowana na zarysie zewnętrznym trzpienia (2).

8. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że trzy pary tworzące występy (11, 12) są rozdzielone równomiernie na obwodzie tulei rozprężnej (7).

9. Kołek według zastrz. 8, znamienny tym, że występy (11,12) w kierunku osadzania są wykonane jako zukosowane, a w kierunku przeciwnym do kierunku osadzaniajako ostrokrawędziowe.

10. Kołek według zastrz. 8, znamienny tym, że przednie występy (11) w kierunku osadzania są zukosowane aż do zarysu zewnętrznego tulei rozprężnej.