PL196248B1 - Kołek z tworzywa sztucznego - Google Patents

Abstract

1. Kolek z tworzywa sztucznego z posze- rzalna tuleja z tworzywa sztucznego i ze sru- ba rozporowa, która przy wkrecaniu w tuleje kolka poszerza te tuleje, przy czym sruba rozporowa ma srubowy gwint, którego tylne wzgledem kierunku wkrecania zbocze jest nachylone w odniesieniu do wzdluznej osi sruby rozporowej pod katem wynoszacym co najwyzej okolo 45°, znamienny tym, ze tylne w kierunku wkrecania zbocze (22) srubowego gwintu (20) jest wklesle. PL PL PL PL PL PL PL

Description

(13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 338257 ^{(51) Int.Cl.}

F16B 13/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 04.02.2000 (54)

Kołek z tworzywa sztucznego

(30) Pierwszeństwo: 06.02.1999,DE,19904876.2 05.08.1999,DE,19936927.5	(73) Uprawniony z patentu: fischerwerke Artur Fischer GmbH & Co.KG, Waldachtal,DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 14.08.2000 BUP 17/00	(72) Twórca(y) wynalazku: Willi Haug,Freudenstadt-Musbach,DE Rainer Fischer,Waldachtal,DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.12.2007 WUP 12/07	(74) Pełnomocnik: Rogozińska Alicja, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

⁽⁵⁷⁾ 1. Kołek z tworzywa sztucznego z poszerzalną tuleją z tworzywa sztucznego i ze śrubą rozporową, która przy wkręcaniu w tuleję kołka poszerza tę tuleję, przy czym śruba rozporowa ma śrubowy gwint, którego tylne względem kierunku wkręcania zbocze jest nachylone w odniesieniu do wzdłużnej osi śruby rozporowej pod kątem wynoszącym co najwyżej około 45°, znamienny tym, że tylne w kierunku wkręcania zbocze (22) śrubowego gwintu (20) jest wklęsłe.

PL 196 248B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kołek z tworzywa sztucznego, zawierający poszerzalną tuleję z tworzywa sztucznego oraz śrubę rozporową, która przy wkręcaniu w tuleję kołka powoduje jej rozszerzanie.

Tego typu kołki z tworzyw sztucznych są znane. Mają one tuleję z tworzywa sztucznego, w którą wkręcana jest śruba rozporowa, przy czym śruba rozporowa przy wkręcaniu rozszerza tuleję kołka. Zazwyczaj tuleja kołka ma wzdłużne lub ustawione pod kątem do wzdłużnej osi szczeliny, dzielące tuleję na segmenty, rozpierane przy wkręcaniu śruby rozporowej. Rozszerzanie względnie rozpieranie powoduje zakotwienie kołków z tworzyw sztucznych w wywierconym, na przykład w murze, otworze.

Znane kołki z tworzyw sztucznych mają tę wadę, że przy poszerzeniu wywierconego otworu, na przykład wskutek pękania, poluzowują się one w murze, zaś siła ich zakotwienia względnie wyciągania staje się coraz mniejsza.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE-A-195 05 311 znany jest kołek rozporowy z tworzywa sztucznego z leżącą wewnątrz śrubą rozporową, przeznaczony do mocowania elementów mebli. Śruba rozporowa ma gwint o przekroju w kształcie zębów piły, którego bardziej płaskie i dłuższe zbocze jest w kierunku wkręcania śruby rozporowej umieszczone z tyłu, to znaczy jest zwrócony w stronę łba śruby. Wewnętrzny gwint kołka z tworzywa sztucznego jest uformowany komplementarnie. Bardziej płaskie i dłuższe, usytuowane z tyłu zbocze gwintu tworzy rodzaj stożkowej powierzchni rozporowej, która rozciąga się na całej długości kołka i rozpiera go równomiernie na tej długości. Rozpieranie kołka ₃ z tworzywa sztucznego następuje poprzez /4 obrotu śruby rozporowej w kołku z tworzywa sztucznego.

Celem wynalazku jest zaproponowanie kołka z tworzywa sztucznego opisanego na wstępie rodzaju, który nadaje się do kotwienia w murze i który przy poszerzaniu wywierconego otworu zachowywał dużą siłę zakotwienia względnie wyciągania.

Kołek z tworzywa sztucznego z poszerzalną tuleją z tworzywa sztucznego i ze śrubą rozporową, która przy wkręcaniu w tuleję kołka poszerza tę tuleję, przy czym śruba rozporowa ma śrubowy gwint, którego tylne względem kierunku wkręcania zbocze jest nachylone w odniesieniu do wzdłużnej osi śruby rozporowej pod kątem wynoszącym co najwyżej około 45°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu jest wklęsłe.

Korzystnie śrubowy gwint śruby rozporowej ma przekrój w kształcie zębów piły, przy czym bardziej strome i krótsze zbocze gwintu jest umieszczone w kierunku wkręcania śruby rozporowej z przodu, zaś bardziej płaskie i dłuższe zbocze gwintu jest umieszczone w kierunku wkręcania śruby rozporowej z tyłu.

Korzystnie tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu śruby rozporowej jest nachylone pod kątem około 16° względem wzdłużnej osi śruby rozporowej.

Korzystnie śruba rozporowa ma gwint wprowadzający.

Korzystnie gwint wprowadzający jest umieszczony na przednim końcu śruby rozporowej.

Korzystnie w położeniu całkowitego wkręcenia śruby rozporowej w tuleję gwint wprowadzający znajduje się poza tuleją.

Korzystnie śruba rozporowa i/lub tuleja ma powłokę poślizgową.

Korzystnie przedni kąt wyjścia wklęsłego zbocza gwintu na zewnętrznej średnicy śrubowego gwintu wynosi od 25 do 35°, zaś tylny kąt wyjścia gwintu, graniczący z rdzeniem gwintu, wynosi od 5 do 15°.

Śruba rozporowa kołka z tworzywa sztucznego według wynalazku ma zatem śrubowy gwint, którego tylne w kierunku wkręcania zbocze jest nachylone pod kątem około 45° lub mniejszym w stosunku do wzdłużnego wymiaru śruby rozporowej. Tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu tworzy powierzchnię ukośną lub rozporową, która przy osiowym obciążaniu śruby rozporowej w kierunku wyciągania dodatkowo poszerza lub rozpiera tuleję kołka. Śrubowy gwint tworzy podobny do stożka element rozporowy, przy czym tworzywo sztuczne kołka jest w obszarze śruby wygładzone i uszczelnione. Jeżeli wywiercony otwór, w którym zakotwiony jest kołek według wynalazku, ulega poszerzeniu, wówczas - przy obciążeniu śruby rozporowej w kierunku osiowym - śruba rozporowa zostaje o niewielki odcinek wyciągnięta w kierunku osiowym z tulei kołka. Nachylone pod kątem 45° lub mniejszym do wzdłużnego wymiaru, tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu rozpiera wówczas dalej tuleję kołka, kołek zostaje dodatkowo rozparty i pozostaje zakotwiony w wywierconym otworze przy zachowaniu w przybliżeniu niezmienionej siły zakotwienia.

PL 196 248B1

Dodatkowo tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu jest wklęsłe. Dzięki temu kąt wierzchołkowy gwintu jest nieco mniejszy, w związku z czym gwint łatwiej wcina się w materiał. Ponadto wyjście zbocza gwintu jest dzięki wklęsłemu ukształtowaniu bardziej płaskie, co zmniejsza tarcie na początku osiowego przesuwu śruby rozporowej w tulei przy dodatkowym rozpieraniu kołka z tworzywa sztucznego i zwiększa je dopiero przy postępującym przesuwie osiowym. W ten sposób osiąga się dodatkowe rozpieranie, w którym siła rozpierająca kołka wzrasta progresywnie z postępem przesuwu osiowego.

Kołek z tworzywa sztucznego według wynalazku ma zaletę w postaci możliwości dodatkowego rozpierania, w związku z czym nadaje się do stref, w których występują naprężenia rozciągające. Kolejną zaletę stanowi duża siła zakotwienia, również w otworze nie ulegającym poszerzeniu, a także korzystny stosunek między momentem wkręcania śruby rozporowej, niezbędnym do rozpierania tulei kołka, i siłą zakotwienia kołka z tworzywa sztucznego w wywierconym otworze.

Ukształtowanie śrubowego gwintu śruby rozporowej w postaci gwintu w kształcie zębów piły, którego bardziej płaskie i dłuższe zbocze, stanowiące powierzchnię rozporową, jest umieszczone w kierunku wkręcania śruby rozporowej z tyłu, zapewnia korzystne zachowanie śruby rozporowej przy wkręcaniu w tuleję kołka. Kolejną zaletę stanowi duża, utworzona przez tylne w kierunku wkręcania, zbocze gwintu, powierzchnia rozporowa w stosunku do osiowej długości śrubowego gwintu.

Jeżeli tylne w kierunku wkręcania zbocze śrubowego gwintu śruby rozporowej jest nachylone pod kątem około 16° do dłuższego wymiaru śruby rozporowej, wówczas kąt wierzchołkowy stożka wynosi około 30-35°, przy czym kąt wierzchołkowy oznacza kąt tylnego w kierunku wkręcania zbocza śrubowego gwintu we wzajemnie przeciwległych miejscach. Kąt ten zapewnia dobrą proporcję między siłą osiową, wywieraną na śrubę rozporową w kierunku wyciągania, i siłą rozpierającą, wywieraną wskutek tego przez śrubę rozporową na tuleję kołka.

Aby ułatwić wprowadzanie śruby rozporowej w tuleję kołka, śruba rozporowa jest zaopatrzona w gwint wprowadzający. Gwint wprowadzający jest korzystnie umieszczony na przednim końcu śruby rozporowej i znajduje się przed śrubowym gwintem z płaskim, tylnym zboczem. Gwint wprowadzający ma przykładowo postać znanego gwintu ostrego o ostrym kącie nachylenia zbocza. Jest to zwłaszcza gwint samonacinający, który powoduje wciąganie śruby rozporowej przy wkręcaniu w tuleję kołka. Przy całkowicie wkręconej w tuleję śrubie rozporowej gwint wprowadzający znajduje się korzystnie przed tuleją kołka, to znaczy, przy całkowicie wkręconej śrubie rozporowej gwint wprowadzający znajduje się poza tuleją kołka, dzięki czemu nie przeszkadza on w osiowym przesuwie śruby rozporowej w tulei kołka, potrzebnym do dodatkowego rozpierania kołka z tworzywa sztucznego.

Aby uprościć wkręcanie śruby rozporowej w tuleję kołka, zwłaszcza zaś osiowy przesuw śruby rozporowej w tulei przy dodatkowym rozpieraniu kołka z tworzywa sztucznego, w następnej korzystnej postaci wykonania wynalazku na śrubie rozporowej i/lub wewnątrz tulei kołka umieszczona jest zmniejszająca tarcie powłoka poślizgowa.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kołek z tworzywa sztucznego w częściowym przekroju, zaś fig. 2 - śrubę rozporową w innym przykładzie wykonania.

Przedstawiony na fig. 1 kołek 10 z tworzywa sztucznego według wynalazku ma tuleję 12 z tworzywa sztucznego, w którą wkręcona jest śruba rozporowa 14 ze stali. Tuleja rozporowa 12 jest zaopatrzona we wzdłużne szczeliny 16, dzielące tuleję 12 na segmenty rozporowe 18, rozpierane przez śrubę rozporową 14.

Śruba rozporowa 14 ma gwint śrubowy 20 o przekroju w kształcie zębów piły. Dłuższe, przebiegające pod płaskim kątem do wzdłużnej osi śruby rozporowej 14, zbocze 22 jest przy tym zwrócone ku tylnemu, zaopatrzonemu w łeb 26, końcowi śruby rozporowej 14. To tylne zbocze 22 gwintu stanowi powierzchnię ukośną lub rozporową 22 śruby rozporowej 14. Strome i krótsze zbocze 24 jest zwrócone ku przedniemu, zaopatrzonemu w ostre zakończenie 28 śruby, końcowi śruby rozporowej 14.

Tylne zbocze 22 gwintu 20 śruby stanowią swego rodzaju ścięte stożki, ustawione osiowo w szeregu jeden za drugim. Tylne zbocze 22 można również potraktować jako boczną powierzchnię stożka ściętego, owiniętą spiralnie (śrubowo) wokół śruby rozporowej 14. Kąt b, pod którym tylne zbocze 22 gwintu przebiega względem wzdłużnego wymiaru śruby rozporowej 14, wynosi w przedstawionym przykładzie wykonania około 16°. Daje to w rezultacie kąt wierzchołkowy g równy około 32°, przy czym kąt wierzchołkowy oznacza tutaj kąt, pod którym tylne zbocze 22 gwintu 20 śruby rozporowej 14 biegnie we wzajemnie przeciwległych miejscach.

PL 196 248B1

Na ostrym zakończeniu 28 śruby gwint 20 śruby rozporowej 14 przechodzi w gwint wkręta do drewna lub gwint ostry, stanowiący gwint wprowadzający 30 śruby rozporowej 14. Przy śrubie rozporowej 14 całkowicie wkręconej w tuleję 12 kołka gwint wprowadzający 30 znajduje się przy tym w całości, jak przedstawiono, przed tuleją 12.

W celu zmniejszenia tarcia pomiędzy tuleją 12 kołka i śrubą rozporową 14 śruba rozporowa 14 jest pokryta powłoką poślizgową, na przykład warstwą środka smarnego lub warstwą tworzywa sztucznego.

W celu zakotwienia kołka 10 z tworzywa sztucznego według wynalazku w wywierconym, na przykład w murze z betonu, otworze 32, tuleję 12 kołka wkłada się w wywiercony otwór 32. Następnie śrubę rozporową 14 przekłada się przez otwór przelotowy w mocowanym przedmiocie, w przedstawionym przykładzie wykonania we wsporniku 36, i wkręca się w tuleję 12. Tuleja 12 kołka może być zaopatrzona w gwint wewnętrzny, w przedstawionym przykładzie wykonania tuleja 12 kołka nie ma początkowo gwintu wewnętrznego, jest on bowiem wycinany w tulei 12 przez śrubę rozporową 14. W celu wkręcenia śruby rozporowej 14 następuje najpierw nacięcie gwintu wprowadzającego 30 w tulei 12 kołka, co powoduje wciągnięcie dalszego śrubowego gwintu 20 w kształcie zębów śruby w tuleję 12 kołka. Śruba rozporowa 14 zostaje wkręcona, jak przedstawiono, na tyle daleko, że jej ostre zakończenie 28 z gwintem wprowadzającym 30 wystaje do przodu z tulei 12 kołka, co oznacza, że gwint wprowadzający 30 znajduje się poza tuleją 12 kołka, gdy śruba rozporowa 14 jest całkowicie wkręcona w tuleję 12.

Wkręcona śruba rozporowa 14 poszerza tuleję 12 kołka, rozpiera segmenty rozporowe 18 i powoduje w ten sposób zakotwienie kołka 10 z tworzywa sztucznego w otworze 32 wywierconym w murze 34.

Jeżeli śruba rozporowa 14 zostanie obciążona osiową siłą, działającą w kierunku wyciągania, jak zaznaczono na rysunku strzałką F, wówczas tylne zbocze 22, przebiegające pod ostrym kątem b do wzdłużnego wymiaru śruby rozporowej 14, wywiera siłę rozpierającą na tuleję 12 kołka i jej segmenty rozporowe 18, która zwiększa siłę zakotwienia kołka 10 z tworzywa sztucznego w wywierconym otworze 32. Tylne zbocze 22 śrubowego gwintu 20 śruby rozporowej 14 tworzy owiniętą spiralnie wokół śruby rozporowej 14, powierzchnię rozporową, która przy osiowym obciążeniu śruby rozporowej 14 w kierunku wyciągania zwiększa siłę rozporową, wywieraną na segmenty rozporowe 18 tulei rozporowej 12.

W przypadku poszerzenia wywierconego otworu 32, na przykład wskutek powstawania pęknięć w betonie 34, siła F powoduje w kierunku wyciągania krótki osiowy przesuw śruby rozporowej 14 w tulei 12 kołka. Nad tylnym zboczem 22 śrubowego gwintu 20 krótki osiowy przesuw śruby rozporowej 14 w tulei 12 kołka powoduje dalsze rozpieranie segmentów rozporowych 18, czyli dodatkowe rozparcie kołka 10 z tworzywa sztucznego według wynalazku, co oznacza, że kołek 10 nawet przy poszerzeniu wywierconego otworu pozostaje zakotwiony w wywierconym otworze 32 z praktycznie niezmienioną siłą zakotwienia.

Ponieważ przy zakotwionym kołku 10 z tworzywa sztucznego gwint wprowadzający 30 śruby rozporowej 14 znajduje się poza tuleją 12 kołka, gwint wprowadzający 30 nie stanowi przeszkody w osiowym przesuwie śruby rozporowej 14 w tulei 12 kołka, co oznacza, że gwint wprowadzający 30 nie przeszkadza w dodatkowym rozpieraniu kołka 10 z tworzywa sztucznego.

Na figurze 2 ukazany jest inny przykład wykonania śrubowego gwintu 20, w którym bardziej płaskie i dłuższe zbocze 22 jest wklęsłe. Wklęsłe zaokrąglenie powoduje powstanie przedniego kąta wyjścia b1 równego około 30° i tylnego kąta wyjścia b2 równego około 8°. Osiąga się w ten sposób dodatkowe rozpieranie, w którym siła rozpierająca wzrasta progresywnie wraz ze wzrostem osiowego przesuwu śruby rozporowej 14 względem kołka z tworzywa sztucznego. Jednocześnie zmniejsza się kąt ostrego zakończenia gwintu, dzięki czemu łatwiej nacina się on w materiale kołka.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kołek z tworzywa sztucznego z poszerzalną tuleją z tworzywa sztucznego i ze śrubą rozporową, która przy wkręcaniu w tuleję kołka poszerza tę tuleję, przy czym śruba rozporowa ma śrubowy gwint, którego tylne względem kierunku wkręcania zbocze jest nachylone w odniesieniu do wzdłużnej osi śruby rozporowej pod kątem wynoszącym co najwyżej około 45°, znamienny tym, że tylne w kierunku wkręcania zbocze (22) śrubowego gwintu (20) jest wklęsłe.

   PL 196 248B1
2. 2. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że śrubowy gwint (20) śruby rozporowej (14) ma przekrój w kształcie zębów piły, przy czym bardziej strome i krótsze zbocze (24) gwintu jest umieszczone w kierunku wkręcania śruby rozporowej (14) z przodu, zaś bardziej płaskie i dłuższe zbocze (22) gwintu jest umieszczone w kierunku wkręcania śruby rozporowej (14) z tyłu.
3. 3. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że tylne w kierunku wkręcania zbocze (22) śrubowego gwintu (20) śruby rozporowej (14) jest nachylone pod kątem około 16° względem wzdłużnej osi śruby rozporowej (14).
4. 4. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że śruba rozporowa (14) ma gwint wprowadzający (30).
5. 5. Kołek według zastrz. 4, znamienny tym, że gwint wprowadzający (30) jest umieszczony na przednim końcu (28) śruby rozporowej (14).
6. 6. Kołek według zastrz. 4, znamienny tym, że w położeniu całkowitego wkręcenia śruby rozporowej (14) w tuleję (12) gwint wprowadzający (30) znajduje się poza tuleją (12).
7. 7. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że śruba rozporowa (14) i/lub tuleja (12) ma powłokę poślizgową.
8. 8. Kołek według zastrz. 1, znamienny tym, że przedni kąt (b1) wyjścia wklęsłego zbocza (22) gwintu na zewnętrznej średnicy śrubowego gwintu (20) wynosi od 25 do 35°, zaś tylny kąt (b2) wyjścia gwintu, graniczący z rdzeniem gwintu, wynosi od 5 do 15°.