RU2060406C1 - Barbed expansion bolt - Google Patents

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: expansion bolt has head part, housing with longitudinal cut, and head. The expansion bolt is all-steel, the head part being polyhedral and provided with barbs on its free end. The diameter of the circumference described over the free end face of the polyhedron is 0.3-0.6 of the housing diameter. The head part length is 1.5-1.0 of the housing diameter. The lines of intersection of the adjacent barb planes are inclined to the expansion bolt axis at 45-90°. The number of barbs is 3-6. The number of sides is 2-12. The longitudinal cuts are triangles in cross-sections. The length of the equilateral triangle side is 0.03-0.07 of the housing diameter. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к строительно-монтажной технике, а точнее к дюбелям, и может быть использовано в различных крепежных устройствах ударного типа. The invention relates to construction equipment, and more specifically to dowels, and can be used in various fastening devices of shock type.

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.Known dowels with a multifaceted cross-section, which provides an increase in efficiency compared to axisymmetric equivalents [1,2]
However, almost all of them have sharp peaks, which aggravate their rebound when driving at an angle from the normal to the surface of the barrier or reinforcement.

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.Of the known dowels, the closest in technical essence is a dowel with longitudinal notches [3]
The dowel contains a pointed head part, a body with longitudinal sinusoidal notches and a stepped hat.

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. A disadvantage of the known dowel is the absence of a superficial blunting of the head and indicating rational blunting values depending on the elongation of the head, necessary to reduce the resistance to movement of the dowel in concrete obstacles.

Целью изобретения является улучшение антирикошетных свойств за счет увеличения глубины наклонного проникания дюбеля, выстреливаемого из монтажного пистолета. The aim of the invention is to improve the anti-ricochet properties by increasing the depth of inclined penetration of the dowel, shot from the mounting gun.

Цель достигается благодаря тому, что дюбель выполнен с многогранной головной частью, имеющей оптимальную геометрию привершинного затупления. The goal is achieved due to the fact that the dowel is made with a multifaceted head part having the optimal geometry of the near-surface blunting.

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". Unlike the closest analogue, the real dowel is made with a special form of surface blunting, which carries non-obviousness. Therefore, this device meets the criteria of the invention of "novelty."

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. Comparison with analogues indicates their lack of bluntness in the form of a flat end of a rational diameter, linked to an elongation of the head. To increase the efficiency of the dowel and the manufacturability of its serial production of longitudinal notches on the body, they are made triangular in cross section with the optimal sides of the triangle. This allows us to conclude that the claimed dowel is inventive.

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. In FIG. 1 shows a gear dowel; in FIG. 2- section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4, section BB in FIG. 1; in FIG. 5 section GG in FIG. 1; in FIG. 6 is a section DD in FIG. 5; in FIG. 7 shows the results of testing a gear dowel in a ballistic installation at various angles of approach to the obstacle.

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. The toothed dowel comprises a housing 1 with longitudinal notches, with a cap 2 and a head part 3. The head part is made in the form of a truncated polyhedron with multi-ribbed teeth 4 at the free end.

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 Ψ^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.The letter α in FIG. 6 shows the angle of the external intersection of adjacent tooth planes, β is the angle of inclination of the internal intersection, δ is the side of the equilateral triangle of the longitudinal notches of the body. The number 5 in FIG. Figure 7 shows the experimental dependence of the ratio of the depth G _{w of} penetration of a toothed dowel with a V-ribbed bluntness to the depth of G _{to the} penetration of an axisymmetric equivalent with a conical head on the angle Ψ ^{o of the} approach to the obstacle, measured from the normal to the last. The number 6 corresponds to a similar curve for a toothed dowel with a flat dulling. Dependence 7 refers to the dowel variant with longitudinal plates mounted on it. One can see the equidistance of the described dependences and a significant increase in the efficiency of dowels with an increase in the angle of approach to the obstacle. Laboratory studies have shown that to expand the exposure range, the dowel must be made of hardened steel and non-rotating. Otherwise, when introduced into concrete, the teeth crack and the head of the gear dowel breaks. When firing from a smoothbore pistol, the teeth and corners of the faces of the polyhedron, being stress concentrators, create a favorable rheodynamic environment for the penetration of the body with a rationally truncated polyhedron. The optimal limits for changing the diameters described around the polyhedron, depending on its elongation, were obtained experimentally. The diameter of the relatively relatively free end face of the polyhedron of the circle is 0.3-0.6 of the diameter of the body with corresponding extensions of the head from 1.5 to 1. The number of teeth and twice the number of faces of the head are also determined empirically. It was found that an optimum in the number of teeth is equal to 4. The angles of inclination of the outer and inner lines of intersection of planes of adjacent teeth are in the range ^of 45-90, like framing optimum angle blunting axisymmetric cone (60 ° ^C). In the multi-wedge case, the optimum for the angle α is provided for the toothed dowel at 80 ^about . Outside the mentioned limits for changing the parameters of the gear dowel, there is a sharp deterioration in its penetrating and anti-ricochet characteristics.

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. The revealed advantages of the toothed dowel in terms of anti-ricochet penetration are most evident when it is sighted (V ≅ 600 m / s) in reinforced concrete, when the dowel meets rebar or hard pebbles on its trajectory. In this case, the polycline blunting and the multifaceted warhead, by organizing stress concentrators in the barrier, provide increased anti-ricochet properties of the toothed dowel. A longitudinal notch on the body contributes to a decrease in the friction resistance during high-speed penetration, and to an increase when stopped, which leads to an increase in the dowel retention in the barrier. The limits of change in the depth of the notch are selected from the condition of a dynamic compromise of the strength penetrating and retaining properties of the toothed dowel. Longitudinal notches are made in the form of a triangular profile with an equilateral triangle side from 0.03 to 0.07 case diameter.

Проведенные эксперименты на баллистической установке при скоростях соударения v 200-600 м/с показали, что при Ψ 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.The experiments carried out on a ballistic installation at impact velocities of v 200-600 m / s showed that at Ψ 0 and 45 ° ^a toothed dowel with a conical equivalent of polycline blunting provides an increase in penetration depth of almost 30 and 70% compared with the axisymmetric equivalent with a sharp conical head . At the same time, due to the rough surface of the housing, additional biting of the dowel and keeping it in the barrier during its operation is achieved. This ensures the high efficiency of the inventive dowel.

Claims (2)

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 12.1. A toothed dowel mainly for a reinforced concrete barrier, comprising a head part, a body with longitudinal notches and a hat, characterized in that the head part is made in the form of a truncated polyhedron with teeth on the free end, the diameter of the circle described with respect to the free face of the polyhedron is 0.3 0, 6 body diameter in accordance with the length of the head part equal to 1.5 1.0 of the diameter of the body, with the angle of inclination of the lines of intersection of adjacent tooth planes to the dowel axis 45 90 ^o , with the number of teeth 3 6 and the faces of the head part 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. 2. The expansion bolt shield according to claim 1, characterized in that the longitudinal notches have a triangular profile with an equilateral triangle side length of 0.03 0.07 case diameter.

Images