PL65715Y1 - Kotwa dystansowa - Google Patents

Description

2 PL 65 715 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest kotwa dystansowa, zwłaszcza do mocowania przedmiotów na ścianie zewnętrznie ocieplonej izolacją typu lekkiego.

We współczesnym budownictwie często wykonuje się ocieplanie ścian konstrukcyjnych budynków od strony zewnętrznej, z zastosowaniem izolacji typu lekkiego, wykonanej np. ze styropianu lub wełny mineralnej. Dla zamocowania przedmiotów na zewnątrz budynku, po wykonaniu ocieplenia stosuje się kołki rozporowe ze szpilką dłuższą od kołka przynajmniej o wymiar grubościowy zewnętrznego ocieplenia. Rozwiązanie takie nie zapewnia dogodnego i pewnego mocowania cięższych elementów, takich jak antena satelitarna, markiza, klimatyzator itp.

Opis wynalazku P 314747 ujawnia kotwę do mocowania elementów budowlanych do ściany. Kotwa składa się z cylindrycznego elementu mocującego, który ma postać rury z umieszczonym wewnątrz elementem rozszerzającym, którego osiowe przesunięcie wzdłużne powoduje rozszerzanie elementu mocującego w kierunku promieniowym. Kotwa jest przeznaczona zwłaszcza do przejściowego mocowania ram okna do ściany, tak, aby zapewnić możliwość korygowania położenia ramy w trakcie montażu. Kotwa ta nie jest przeznaczona do mocowania przedmiotów na ścianie ocieplonej np. styropianem czy wełną mineralną.

Celem wzoru użytkowego jest dostarczenie kotwy dystansowej, zwłaszcza do mocowania przedmiotów na ścianie zewnętrznie ocieplonej izolacją typu lekkiego.

Kotwa dystansowa, zwłaszcza do mocowania przedmiotów na ścianie zewnętrznie ocieplonej izolacją typu lekkiego, mająca tuleję mieszczącą element cylindryczny, według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że tuleja jest przegrodzona na jednym końcu zasadniczo poprzeczną płytką przeznaczoną do mocowania do ściany, a w przeciwległym otwartym końcu tulei umieszczony jest element cylindryczny mający kołnierz przy swym zakończeniu wystającym poza tuleję, mocowany zasadniczo poprzecznie do osi elementu cylindrycznego, który to kołnierz ma centralny otwór przeznaczony do przyjęcia szpilki do zamocowania przedmiotu na ścianie, przy czym wewnętrzna powierzchnia tulei oraz zewnętrzna powierzchnia elementu cylindrycznego są współpracującymi ze sobą powierzchniami gwintowanymi. Tuleja w sąsiedztwie otwartego końca jest lekko zwężona, przy czym wewnętrzna powierzchnia tulei jest powierzchnią gwintowaną zasadniczo tylko w obszarze zwężenia. Współpracujące ze sobą gwintowane powierzchnie, wewnętrzna gwintowana powierzchnia tulei oraz zewnętrzna gwintowana powierzchnia elementu cylindrycznego, zapewniają wprowadzanie elementu cylindrycznego w tuleję do ustalenia w położeniu montażowym, w którym odległość od końca tulei zaopatrzonego w płytkę do spodu kołnierza zasadniczo odpowiada grubości izolacji typu lekkiego ściany, do której mocowana jest kotwa. Zasadniczo poprzeczna płytka przegradzająca tuleję jest zaopatrzona w centralny otwór do przeprowadzenia szpilki mocującej tuleję do ściany. Ewentualnie, zasadniczo poprzeczna płytka przegradzająca tuleję jest zaopatrzona w co najmniej dwa otwory, korzystnie symetrycznie rozmieszczone, do przeprowadzenia szpilek mocujących tuleję do ściany.

Kołnierz w widoku od czoła ma kształt figury foremnej, korzystnie wybranej z grupy obejmującej kwadrat, sześciokąt i ośmiokąt foremny. Ewentualnie, w widoku od czoła kołnierz ma kształt kołowy. W widoku od czoła, kołnierz ma wykonane w powierzchni kołnierza dwa nieprzelotowe otwory dla płaskiego dwuramiennego klucza mającego na końcach ramion krótkie bolce prostopadłe do ramion, wzajemnie rozstawione tak, że po przyłożeniu klucza do strony czołowej powierzchni kołnierza bolce wchodzą w otwory nieprzelotowe zapewniając uchwycenie i obrót kołnierza kluczem. Albo, w widoku od czoła, kształt kołnierza odpowiada kształtowi koła, pomniejszonemu o dwa odcinki koła, których cięciwy są równoległe i równe.

Ewentualnie, centralny otwór w kołnierzu jest gwintowany.

Kotwa dystansowa według wzoru użytkowego umożliwia proste, szybkie a zarazem dostatecznie wytrzymałe mocowanie nawet stosunkowo ciężkiego przedmiotu do ściany mającej zewnętrzne ocieplenie typu lekkiego. Celem wykonania montażu w ściance styropianowej wierci się, przelotowo do murowanej ściany zewnętrznej, otwór dopasowany do zewnętrznej średnicy kotwy, osadza tuleję kotwy w otworze i przylegle do tej ściany za pomocą np. kołka rozporowego lub kilku kołków, a następnie wkręca się element cylindryczny kotwy w tuleję, aż kołnierz kotwy oprze się o zewnętrzną powierzchnię ocieplonej ściany budynku. Zakres regulacji pozwala na zastosowanie kotwy jednego typu do ścian mających różną grubość warstwy ocieplenia. Rozwiązanie według wzoru użytkowego uwzględnia także kotwy o różnych zakresach regulacji, jak i kotwy o zróżnicowanych średnicach, 3 PL65 715 Υ1 przy czym kotwy o mniejszych średnicach służą do mocowania przedmiotów lekkich i/lub przeciętnie ciężkich, a kotwy o większych średnicach służą do mocowania przedmiotów ciężkich.

Rozwiązanie według wzoru użytkowego jest przedstawione szczegółowo na rysunku, zgodnie z którym fig. 1 przedstawia widok kotwy według wzoru użytkowego w przekroju, w stanie zsuniętym, fig. 2 przedstawia widok kotwy według wzoru użytkowego w przekroju, w stanie maksymalnie rozsuniętym, fig. 3 przedstawia widok tulei kotwy w przekroju, a fig. 4 przedstawia widok elementu cylindrycznego kotwy w przekroju.

Fig. 1 przedstawia kotwę dystansową 1 składającą się z tulei 2 oraz elementu cylindrycznego 3 wprowadzonego do wnętrza tulei 2. W rozwiązaniu według wzoru użytkowego, współpracujące ze sobą powierzchnie - zewnętrzna walcowa powierzchnia 4 elementu cylindrycznego i wewnętrzna walcowa powierzchnia 5 tulei - są powierzchniami gwintowanymi, co zapewnia, że element cylindryczny 3 może być wkręcany z wsuwaniem się do wnętrza tulei 2, albo wykręcany z wysuwaniem się z tulei 2. Zarazem współpraca powierzchni gwintowanych 4 i 5 zapewnia, że w ustalonym położeniu montażowym zazębianie powierzchni gwintowanych jest wystarczające do przeniesienia sił spowodowanych obciążeniem kotwy po zamocowaniu przedmiotu, zasadniczo bez zmiany wzajemnego położenia tulei 2 i elementu cylindrycznego 3. Natomiast na fig. 2 przedstawiono kotwę 1 według wzoru użytkowego, w postaci, gdzie element cylindryczny 3 jest w maksymalnym stopniu wysunięty z tulei 2, tj. przedstawia kotwę 1 w stanie maksymalnego rozsunięcia, przy którym jeszcze jest zapewnione wystarczające mocowanie przedmiotu na ścianie zewnętrznie ocieplonej izolacją typu lekkiego.

Tuleja 2 kotwy 1 została dokładniej przedstawiona w indywidualnym przekroju według fig. 3. Walcowa powierzchnia 4 wewnętrzna tulei 2 jest zaopatrzona w gwint. Korzystnie tuleja 2 jest zwężona na jednym końcu i zasadniczo tylko w obszarze zwężenia walcowa powierzchnia wewnętrzna 4 tulei 2 jest zaopatrzona w gwint. W bezpośrednim sąsiedztwie przeciwległego końca tulei 2 znajduje się, poprzecznie do osi tulei 11, okrągła płytka 6, mocowana w obrębie wewnętrznego prześwitu tulei 2 poprzez zaciskanie na prasie. Rozważane są także rozwiązania, według których połączenie płytki 6 z tuleją 2 jest uzyskiwane poprzez zgrzewanie lub klejenie. Połączenie płytki 6 z tuleją 2 może być także wykonane jako połączenie gwintowe lub spawane. W innym wykonaniu tuleja 2 z płytką 6 może być wykonana jako element monolityczny metodą obróbki plastycznej. Płytka 6 może być zaopatrzona w centralny otwór 7 do przeprowadzenia szpilki, wkrętu czy śruby celem zamocowania tulei 2 na ścianie, z wykorzystaniem np. kołka rozporowego wprowadzonego w otwór wykonany w materiale ściany. Tuleja 2 może być także zaopatrzona w płytkę 6 bez otworu (do wykonania otworu w dowolnym miejscu płytki przez użytkownika w trakcie wykonywania montażu), jak i może być zaopatrzona w płytkę 6 z otworami różnie rozmieszczonymi, w różnej liczbie, na przykład z czterema otworami (otwór centralny z trzema otworami rozmieszczonymi obwodowo), z pięcioma otworami (otwór centralny z czterema otworami rozmieszczonymi obwodowo), albo zaopatrzona w płytkę 6 mającą tylko otwory obwodowe, bez otworu centralnego. Liczba i rozmieszczenie otworów w płytce 6 jest uzależniona od wielkości i planowanego obciążania kotwy 1. Np. w przypadku kotwy 1 o średnicy 100 mm, przeznaczonej do przenoszenia dużych obciążeń, konieczne jest mocowanie tulei 2 do ściany z użyciem np. kilku kołków rozporowych.

Element cylindryczny 3 kotwy 1 został dokładniej przedstawiony w indywidualnym przekroju według fig. 4. Na końcu elementu cylindrycznego 3 (przeciwległym do końca wkręcanego w tuleję 2) element cylindryczny 3 jest zaopatrzony w kołnierz 8 umieszczony poprzecznie do osi 11 elementu cylindrycznego 3, zasadniczo prostopadle do osi elementu cylindrycznego 3. Kołnierz 8 jest trwale połączony z gwintowaną częścią walcową elementu cylindrycznego 3, na przykład przez spawanie. Możliwe są także rozwiązania, według których połączenie kołnierza 8 z korpusem elementu cylindrycznego 3 jest uzyskiwane poprzez zgrzewanie, klejenie, albo zaprasowanie. Połączenie kołnierza 8 z korpusem elementu cylindrycznego 3 może być także wykonane jako połączenie gwintowe. Kołnierz 8 ma centralnie umieszczony otwór 9, który może być wykonany jako otwór niegwintowany, albo jako otwór gwintowany (np. o gwincie M6, M8 albo M10) do wkręcenia śruby mocującej przedmiot, który ma być osadzony na ocieplonej ścianie.

Kołnierz 8 w widoku od czoła może mieć kształt kołowy. Korzystnie kołowy kołnierz 8 zawiera wybrania albo stażowania do chwycenia kołnierza 8 kluczem, dla ułatwienia (przy montażu) obrotowego korygowania zagłębienia elementu cylindrycznego 3 w tulei 2 (poprzez wkręcanie albo wykręcanie). W jednej realizacji kołnierza 8 o kształcie kołowym, od strony czołowej powierzchni kołnierza 8 są wykonane dwa nieprzelotowe otwory 10a, 10b (widoczne w przekroju według fig. 2), dla płaskiego dwuramiennego klucza mającego na końcach ramion krótkie bolce prostopadłe do ramion, wzajemnie 4 PL65 715Y1 rozstawione tak, że po przyłożeniu klucza do strony czołowej powierzchni kołnierza bolce wchodzą w otwory nieprzelotowe zapewniając „zazębienie" klucza na kołnierzu. Klucze tego typu stanowią np. wyposażenie standardowych szlifierek kątowych. Kołnierz 8 może mieć kształt kolisty z równoległymi dwoma sfazowaniami do chwycenia np. kluczem nastawnym (tj. kształt koła, z którego odjęto dwa odcinki koła o cięciwach równych i wzajemnie równoległych), albo kształt kwadratu, sześciokąta foremnego, czy ośmiokąta foremnego.

Kotwa 1 jest korzystnie wykonana ze stali, na przykład stali węglowej, korzystnie ze stali ocynkowanej (np. cynkowanej galwanicznie, ewentualnie ogniowo), albo stali zabezpieczonej powłoką malarską (np. antykorozyjną), albo jest wykonana ze stali nierdzewnej. W przykładowej realizacji według wzoru użytkowego, kotwa 1 jest wykonana ze stali St3 cynkowanej galwanicznie. W jednej z możliwych realizacji, gwint na walcowej powierzchni zewnętrznej elementu cylindrycznego 3 i odpowiadający mu gwint na walcowej powierzchni wewnętrznej tulei 2, jest gwintem drobnozwojowym.

Kotwa 1 może być wykonana w różnych postaciach wielkościowych, o różnych średnicach (dostosowanych do zróżnicowanych obciążeń) oraz z różnymi długościami gwintowanej części elementu cylindrycznego 3, przy różnej głębokości tulei 2. A zatem kotwa 1 może być dostarczana z różnymi zakresami regulacji tak, aby dostosować kotwę 1 do określonej grubości ocieplenia zewnętrznego. W przykładowych, najbardziej typowych realizacjach, zakres regulacji wynosi 80-140 mm. Przewidywany jest także zestaw kotew uzyskiwany przez zestawienie tulei wybranej ze zbioru zawierającego kilka standaryzowanych tulei z elementu cylindrycznego wybranego ze zbioru zawierającego kilka standaryzowanych elementów cylindrycznych.

Podczas montażu przedmiotu na ścianie budynku, zewnętrznie ocieplonej np. styropianem, w ściance styropianowej wierci się otwór przelotowo aż do powierzchni murowanej ściany zewnętrznej. Tuleję 2 osadza się przylegle do murowanej ściany zewnętrznej za pomocą np. kołka rozporowego lub kilku kołków, a następnie wprowadza się (wkręca) element cylindryczny 3 w takim stopniu, aby kołnierz 8 oparł się o zewnętrzną powierzchnię ocieplenia. Brzeg otworu wykonanego w ociepleniu można uszczelnić na styku z kołnierzem 8, np. z użyciem spoiwa silikonowego.

Próby wytrzymałościowe

Próba I

Na stalowej płycie o grubości 100 mm zamocowano tuleję 2 kotwy 1 o średnicy 40 mm przy pomocy śruby gatunkowej 8,8 (śruba imbusowa sześciokątna ze stali węglowej w klasie wytrzymałości 8.8, tj. stali o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 800 N/mm2, oraz o granicy plastyczności 640 N/mm2). Do kołnierza 8 elementu cylindrycznego 3 przyspawano sztywną rurę, a następnie element cylindryczny 3 (wraz z rurą) wkręcono w tuleję 2 na głębokość 15 mm (tak, że odległość kołnierza 8 od płyty wynosiła 125 mm, co odpowiadało maksymalnemu rozsunięciu kotwy 1, tj. takiemu usytuowaniu elementu cylindrycznego 3 względem tulei 2, jak przedstawiono na fig. 2). W takim najbardziej rozsuniętym ustawieniu kotwy 1, odległość od powierzchni płyty stalowej do oddalonego końca zamocowanej rury wynosiła 1 m.

Oddalony koniec rury obciążano statycznie, stopniowo zwiększając obciążenie. Przy obciążeniu 70 kg śruba gatunkowa uległa rozerwaniu w rejonie niegwintowanej części śruby, a tuleja 2 kotwy 3 w rejonie bezpośrednio przylegającym do stalowej płyty wgniotła się na głębokość 2,2 mm. Z przeprowadzonej próby I wynika, że wytrzymałość mechaniczna kotwy przekracza wytrzymałość śruby mocującej kotwę do ściany.

Próba II W ścianie wykonanej z pełnej cegły silikatowej, ocieplonej warstwą otynkowanego styropianu, wywiercono otwór dla osadzenia kotwy 1. Osadzono kotwę 1 o średnicy 40 mm zgodnie z założeniem technicznym, przy pomocy typowej, handlowo dostępnej szpilki rozporowej M6 o długości 100 mm. Dokręcono do kotwy element umożliwiający statyczne obciążanie kotwy. Przy zwiększaniu obciążenia do 90 kg kotwa zaczęła się wysuwać ze ściany. Zaprzestano dalszego obciążania, wykręcono kotwę. Oględziny nie wykazały żadnych odkształceń na kotwie. Z przeprowadzonej próby II wynika, że tarcie między szpilką rozporową a murem nie wytrzymało próby obciążeniowej. Natomiast konstrukcja kotwy według wzoru użytkowego pozwala na przenoszenie obciążeń co najmniej zbliżonych do takich, jak w próbie, bez odkształcenia kotwy.

Próba III W ścianie wykonanej z pełnej cegły silikatowej, ocieplonej warstwą otynkowanego styropianu, wywiercono otwór dla osadzenia kotwy 1. Osadzono kotwę 1 o średnicy 40 mm zgodnie z założeniem

Claims (10)

1. 5 PL 65 715 Υ1 technicznym, przy pomocy kołka rozporowego z tworzywa o średnicy 14 mm i długości 120 mm. Dokręcono do kotwy element umożliwiający statyczne obciążanie kotwy. Przy zwiększaniu obciążenia do 70 kg kotwa zaczęła się wysuwać ze ściany. Zaprzestano dalszego obciążania, wykręcono kotwę. Oględziny nie wykazały żadnych odkształceń na kotwie. Z przeprowadzonej próby III wynika, że tarcie między szpilką rozporową a murem nie wytrzymało próby obciążeniowej. Natomiast konstrukcja kotwy według wzoru użytkowego pozwala na przenoszenie obciążeń co najmniej zbliżonych do takich, jak w próbie, bez odkształcenia kotwy. Zastrzeżenia ochronne 1. Kotwa dystansowa, zwłaszcza do mocowania przedmiotów na ścianie zewnętrznie ocieplonej izolacją typu lekkiego, mająca tuleję mieszczącą element cylindryczny, znamienna tym, że tuleja (2) jest przegrodzona na jednym końcu zasadniczo poprzeczną płytką (6) przeznaczoną do mocowania do ściany, a w przeciwległym otwartym końcu tulei (2) umieszczony jest element cylindryczny (3) mający kołnierz (8) przy swym zakończeniu wystającym poza tuleję (2), mocowany zasadniczo poprzecznie do osi (11) elementu cylindrycznego (3), który to kołnierz (8) ma centralny otwór (9) przeznaczony do przyjęcia szpilki do zamocowania przedmiotu na ścianie, przy czym wewnętrzna powierzchnia (4) tulei (2) oraz zewnętrzna powierzchnia (5) elementu cylindrycznego (3) są współpracującymi ze sobą powierzchniami gwintowanymi.
2. 2. Kotwa dystansowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja (2) w sąsiedztwie otwartego końca jest lekko zwężona, przy czym wewnętrzna powierzchnia (4) tulei (2) jest powierzchnią gwintowaną zasadniczo tylko w obszarze zwężenia.
3. 3. Kotwa dystansowa według zastrz. 2, znamienna tym, że współpracujące ze sobą gwintowane powierzchnie, wewnętrzna gwintowana powierzchnia (4) tulei (2) oraz zewnętrzna gwintowana powierzchnia (5) elementu cylindrycznego (3), zapewniają wprowadzanie elementu cylindrycznego (3) w tuleję (2) do ustalenia w położeniu montażowym, w którym odległość od końca tulei (2) zaopatrzonego w płytkę (6) do spodu kołnierza (8) zasadniczo odpowiada grubości izolacji typu lekkiego ściany, do której mocowana jest kotwa (1).
4. 4. Kotwa dystansowa według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że zasadniczo poprzeczna płytka (6) przegradzająca tuleję (2) jest zaopatrzona w centralny otwór (7) do przeprowadzenia szpilki mocującej tuleję (2) do ściany.
5. 5. Kotwa dystansowa według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że zasadniczo poprzeczna płytka (6) przegradzająca tuleję (2) jest zaopatrzona w co najmniej dwa otwory (7), korzystnie symetrycznie rozmieszczone, do przeprowadzenia szpilek mocujących tuleję (2) do ściany.
6. 6. Kotwa dystansowa według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że kołnierz (8) w widoku od czoła ma kształt figury foremnej, korzystnie wybranej z grupy obejmującej kwadrat, sześciokąt i ośmiokąt foremny.
7. 7. Kotwa dystansowa według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że w widoku od czoła kołnierz (8) ma kształt kołowy.
8. 8. Kotwa dystansowa według zastrz. 7, znamienna tym, że w widoku od czoła kołnierz (8) ma wykonane w powierzchni kołnierza (8) dwa nieprzelotowe otwory (10a, 10b) dla płaskiego dwuramien-nego klucza mającego na końcach ramion krótkie bolce prostopadłe do ramion, wzajemnie rozstawione tak, że po przyłożeniu klucza do strony czołowej powierzchni kołnierza (8) bolce wchodzą w otwory nieprzelotowe (10a, 10b) zapewniając uchwycenie i obrót kołnierza (8) kluczem.
9. 9. Kotwa dystansowa według zastrz. 7, znamienna tym, że w widoku od czoła kształt kołnierza (8) odpowiada kształtowi koła, pomniejszonemu o dwa odcinki koła, których cięciwy są równoległe i równe.
10. 10. Kotwa dystansowa według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że centralny otwór (9) w kołnierzu (8) jest gwintowany.