Цвях

Реферат: Цвях має стрижень (1) із загостреним кінцем (2) в нижній частині стрижня (1) і головку (3) у верхній частині стрижня (1). В центральній частині стрижня (1) є перше заглиблення (4), що має дно (5), верхню стінку (6) і нижню стінку (7), в якому розташований подовжений елемент (8) певної довжини (h1), який відділений від дна (5) першого заглиблення (4) щілиною (9) і який в своїй нижній частині виконаний як одне ціле з нижньою стінкою (7). У верхній частині має скіс (10), причому зовнішня поверхня (11) елемента (8) в поперечному перерізі має діаметр (d), який співпадає з діаметром стрижня (1). В нижній частині стрижня (1) є два других заглиблення (13), які симетричні відносно осі цвяха і кожне має дно (14), верхню стінку (15) і нижню стінку (16), а на поверхні стрижня (1), яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані насічки (12). Між верхньою стінкою (6) першого заглиблення (4) і кінцем скосу (10) є проміжок певної довжини (h2) для заповнення першого заглиблення (4) деревиною при забиванні цвяха. Співвідношення довжини (h1) елемента (8) і довжини (h2) проміжку для заповнення першого заглиблення (4) деревиною складає 1,01,2. На дні (14) кожного другого заглиблення (13) є рифлення (15), яке відповідає об'ємному товарному знаку виробника цвяха. Нижня стінка (16) кожного другого заглиблення (13) виконана під гострим кутом () до дна (14) другого заглиблення (13). Насічки (12) на поверхні стрижня (1), яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані у вигляді мірної лінійки. UA 115404 U (54) ЦВЯХ UA 115404 U UA 115404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до кріпильних виробів, призначених для з'єднання деталей з деревини або прикріплення до дерев'яних елементів деталей, виконаних з інших матеріалів. Цвяхи мають загострений стрижень і головку. Стрижень може бути будь-якої форми в поперечному перерізі, але переважно має круглу форму. Головка може бути різної форми, мати ребра жорсткості, заглиблення і інші елементи, що покращують експлуатаційні якості цвяха. Головка може мати секторальний виріз, що спрощує точність забивання цвяха. На лицьовій поверхні головки може бути нанесений логотип виробника і/або штрихкод, а прилегла до головки частина стрижня може мати додаткові елементи. Широко відомі стандартні цвяхи, які звичайно виконують у вигляді циліндричних стрижнів із загостреними кінцями та плоскими або опуклими головками. Загострені кінці стрижнів мають форму, яка забезпечує заглиблення цвяха в дерев'яний виріб. Виготовляють такі цвяхи з круглих пруткових заготівок. Тримаються такі цвяхи в дерев'яному елементі тертям між циліндричною поверхнею стрижня і деревиною. Але при тривалій експлуатації такі цвяхи не забезпечують надійного з'єднання деталей у вузлі в умовах механічних і кліматичних впливів, наприклад, вібрацій, в основному від землетрусів, вітру, вологи, тепла, холоду і т.п., особливо при їх спільній дії в пересувних конструкціях, що знаходяться на відкритому повітрі. Ці цвяхи під впливом сил залишкової напруги в дерев'яних конструкціях, зовнішніх впливів на деталі конструкції, наприклад перепадів температур, вологи, пересихання деревини та т.п., поступово мимовільно виходять з дерев'яного виробу (далі по тексту "вилізають з виробу"). При цьому, між деталями вузла з'являється зазор, який під впливом механічних навантажень поступово збільшується. Цвях вилізає ще більше i конструкція може бути зруйнована. Таким чином, широко відомі цвяхи не забезпечують надійне, тривале з'єднання деталей. Наприклад, при кріпленні такими цвяхами покрівлі до основи з деревини і при послабленні кріплення (вилізанні цвяхів) під час сильного вітру, урагану, торнадо покрівля може відірватися, що принесе великі збитки і навіть призвести до загибелі людей. Є намагання підвищити тертя між стрижнем і деревиною, виконуючи поверхні стрижнів більш шорсткими (так звані єршені цвяхи), наприклад, роблячи на поверхнях стрижнів різні гвинтові (так звані гвинтові цвяхи) і іншої форми нарізки, насічки [наприклад, патент Росії 2117191, патент США 2811964, патент США 20040047713 А1, заявка ФРН 3302640], або виконуючи стрижні з різними розтискними ділянками або колінами [наприклад, патенти Росії, 2044932, 2082906], утвореними в стрижнях з прорізами, або цвяхи DBZ HILTI, BIERBAH (https://www.hilti.co.uk/anchor-systems/other-metal-anchors/r1134), дюбель-цвяхи ETCD (www.metalvis.ua). які мають клинові ділянки. Однак через симетричність стрижнів, описаний вище ефект вилізання цвяха, хоча і утруднюється, але не в достатній мірі, щоб забезпечити надійну роботу цвяха. Відомі патенти США [1100252 А, 20140199134 А1], де на поверхні стрижня виконують виступи, які повинні ускладнити вилізання цвяха. Але при забиванні таких цвяхів ці виступи утворюють в деревині прорізи, які призводять до розщеплення деревини і тим зменшують ефект не вилізання цвяха. Для ускладнення вилізання цвяха були спроби створити цвяхи, які згинаються в міру їх входження в деревину [наприклад, патент. СРСР SU969991]. В таких цвяхах перешкоджання вилізанню цвяха забезпечується не тільки тертям між стрижнем і деревиною, але і за рахунок вигнутої форми цвяха, забитого в дерев'яний елемент. Відомі цвяхи [див. патенти NZ 9,436, RU 2373435, RU 2370333], стрижень яких являє собою два стрижневих елементи, які з'єднані з головкою і мають однобічний скіс на кінці кожного стрижневого елемента, при цьому скоси направлені в протилежні боки. Такі цвяхи мають покращені експлуатаційні властивості тому, що заглиблюючись в деревину, вони вигинаються, отримуючи залишкову деформацію, що в значній мірі виключає їх вилізання з виробу в процесі експлуатації. Однак, ці цвяхи мають той експлуатаційний недолік, що при забиванні таких цвяхів потрібно здійснювати удари по головці точно по осі цвяха, що практично неможливо при забиванні цвяхів молотком. При ударі по головці цвяха хоча б під невеликим кутом вигини стрижневих елементів стають не однаковими, що призводить до непередбачуваності напрямку забивання цвяха, що для багатьох кріпильних вузлів є неприпустимим. Крім того, в початковій стадії забивання цвяха це призводить до порушення цілісності деревини, що призводить до послаблення утримання цвяха. Конструктивно це пов'язано з відсутністю елемента, який направляв би цвях. Останнім часом для підвищення тертя цвяха по деревині пропонують цвяхи виготовляти не з пруткової заготівки, а з полоси. При цьому цвяхи отримують порожнистими, а площа поверхні тертя відносно деревини є більшою за площу поверхні тертя цвяха з прутка при однаковій площі поперечного перерізу. Відомий такий цвях (див. патент України на корисну модель № 99061) має стрижень, загострений в нижній частині, і головку. Стрижень виконаний у вигляді 1 UA 115404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 порожнистої конструкції, верхня частина якої з боку головки має вигляд прямокутного паралелепіпеда з поперечним перерізом прямокутної форми, а нижня частина має поперечний переріз П-подібної форми і утворена продовженням трьох граней верхньої частини. При цьому в нижній частині конструкції розташований криволінійний елемент, який є продовженням четвертої грані прямокутного паралелепіпеда. Але цей цвях має також декілька недоліків, основними з яких є недостатній ступінь утримання цвяха від вилізання криволінійним елементом, направленим донизу, складність виготовлення цвяха у зв'язку з П-подібним профілем стрижня, а також збільшена металомісткість. Для усунення цих недоліків в заявці на патенті України на корисну модель U201605135 (є висновок про видачу деклараційного патенту) стрижень цвяха, виконаний з полоси, має нижній елемент, що відходить догори від загостреного кінця стрижня, і верхній елемент, що відходить донизу від головки з іншого кінця стрижня. Але, як показала практика застосування таких цвяхів, вони є недостатньо жорсткими. Задачею корисної моделі є створення такої конструкції цвяха, яка б усувала вище описані недоліки і тим самим поліпшувала експлуатаційні властивості цвяха. Поставлена задача вирішується тим, що цвях в центральній частині стрижня має перше заглиблення, що має дно, верхню стінку і нижню стінку, в якому розташований подовжений елемент певної довжини), який відділений від дна першого заглиблення щілиною і який в своїй нижній частині виконаний як одне ціле з нижньою стінкою, а у верхній частині має скіс. Згідно з корисною моделлю зовнішня поверхня елемента в поперечному перерізі має діаметр, який співпадає з діаметром стрижня, а в нижній частині стрижня є друге заглиблення з дном, а на поверхні стрижня, яка вільна від заглиблень, виконані насічки. При цьому, ці насічки можуть бути виконані у вигляді мірної лінійки. Додатково, між верхньою стінкою першого заглиблення і кінцем скосу є проміжок певної довжини для заповнення першого заглиблення деревиною при забиванні цвяха, а співвідношення довжини елемента і довжини проміжку для заповнення першого заглиблення деревиною складає 1,01,2. Крім того, на дні другого заглиблення є рифлення, яке відповідає об'ємному товарному знаку виробника цвяха. На фіг. 1 показаний цвях, що заявляється. На фіг. 2 показаний вигляд по стрілці А на фіг. 1. На фіг. 3 показаний поперечний переріз Б-Б на фіг. 2 у збільшеному масштабі. На фіг. 4 показаний вигляд по стрілці В на фіг. 1. На фіг. 5 показаний, як приклад, товарний знак виробника. На фіг. 6 показаний цвях на фіг. 1 в забитому в деревину стані. На фіг. 7 показаний цвях на фіг. 2 в забитому в деревину стані. На фіг. 8 показаний цвях на фіг. 5 в забитому в деревину стані як анкер. Цвях (фіг. 1,2) складається з стрижня 1, який в своїй нижній частині має загострений кінець 2, і головки 3 у верхній частині стрижня 1. В центральній частині стрижня 1 є перше заглиблення 4, що має дно 5, верхню стінку 6 і нижню стінку 7, в якому розташований елемент 8 довжиною h1. Елемент 8 відділений від дна 5 першого заглиблення 4 щілиною 9. Для забезпечення достатньої міцності цвяха дно 5 першого заглиблення 4 виконано на відстані L, що дорівнює 2/3 діаметра d стрижня (фіг. 3). Елемент 8 в своїй нижній частині виконаний як одне ціле з нижньою стінкою 7, а у верхній частині елемент 8 має скіс 10. Зовнішня поверхня 11 елемента 8 (фіг. 3) в поперечному перерізі має діаметр d, який співпадає з діаметром стрижня, а на поверхні стрижня (1), яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані насічки (12). Між верхньою стінкою 6 першого заглиблення 4 і кінцем скосу 10 елемента 8 є проміжок h2 для заповнення першого заглиблення 4 деревиною при забиванні цвяха. Як показали дослідження, виконані автором, найбільш доцільне співвідношення h1/h2=1,01,2 В нижній частині стрижня 1 є два однакових других заглиблення 13, симетричні відносно осі цвяха (фіг. 2, 4). Кожне з цих заглиблень має дно 14, верхню стінку 15 і нижню стінку 16, яка в одному з варіантів здійснення виконана під гострим кутом α до дна 14 другого заглиблення 13. В одному з варіантів здійснення, на дні 14 кожного другого заглиблення 13 є об'ємне рифлення 17, яке відповідає товарному знаку виробника цвяха (наприклад, який показаний на фіг. 5). В іншому варіанті здійснення, насічки 12 на поверхні стрижня 1, яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані у вигляді мірної лінійки (фіг. 4). Слід зауважити, що на поверхні головки 3 цвяха також може бути виконаний заглиблений товарний знак виробника. 2 UA 115404 U 5 10 15 20 Цвях працює наступним чином. При забиванні цвяха (фіг. 6) елемент 8, зовнішній діаметр якого (фіг. 3) дорівнює діаметру d стрижня 1, не створює перешкоди входженню стрижня в деревину. Деревина за рахунок пружності, що виникла під час забивання цвяха, заповнює перше 4 і другі 13 заглиблення, в тому числі і щілину 9, а також заповнює проміжки насічки 12. При дії на конструкцію, що кріпиться до дерев'яного виробу (наприклад, кріплення покрівлі дому до дерев'яних балок основи покрівлі) за допомогою вбитого в неї цвяха, навантаження (вітер, вібрація і т.п.) спонукає цвях до вилізання з дерев'яного виробу. Але цьому протидіють: тертя між поверхнями цвяха і деревиною, а також необхідність подолання зусилля перерізу деревини, яка зайшла в перше заглиблення 4, в щілину 9, в другі заглиблення 13, які мають на дні 14 рифлення 17, в проміжки насічки 12. При намаганні цвяха мимовільно вилізти з деревини остання буде діяти на скіс 10 елемента 8, спонукаючи його до відхилення (див. пунктиром на фіг. 6), чим буде ускладнено мимовільне вилізання цвяха. Мимовільному вилізанню цвяха також буде протидіяти загострені кінці нижніх стінок 16 других заглиблень 13, які утворені розташуванням нижніх стінок 16 під гострим кутом α до дна 14. Така конструкція цвяха забезпечує надійне його з'єднання з деревиною виробу і неможливість з часом його поступового мимовільного виходу з дерев'яного виробу, а тому і можливість зменшення кількості цвяхів для з'єднання. Крім того, виконання рифлення 17 на дні 14 других заглиблень 13 у вигляді об'ємного логотипу виробника цвяха, а насічки 12 у вигляді мірної лінійки (фіг. 5) дозволяє розширити експлуатаційні властивості цвяха. Користувач може легко відрізнити дані цвяхи від інших по логотипу, а мірна лінійка дозволяє, за потреби, використовувати цвях при столярних роботах, або при використанні цвяха як анкера (фіг. 8) для кріплення необхідного виробу (наприклад, картини) до тіла цвяха під головкою на певній відстані ((e) на фіг. 8), яку визначають по мірній лінійці. Таким чином досягається визначена мета даної корисної моделі. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Цвях, що має стрижень (1) із загостреним кінцем (2) в нижній частині стрижня (1) і головку (3) у верхній частині стрижня (1), який відрізняється тим, що в центральній частині стрижня (1) є перше заглиблення (4), що має дно (5), верхню стінку (6) і нижню стінку (7), в якому розташований подовжений елемент (8) певної довжини (h1), який відділений від дна (5) першого заглиблення (4) щілиною (9) і який в своїй нижній частині виконаний як одне ціле з нижньою стінкою (7), а у верхній частині має скіс (10), причому зовнішня поверхня (11) елемента (8) в поперечному перерізі має діаметр (d), який співпадає з діаметром стрижня (1), в нижній частині стрижня (1) є два других заглиблення (13), які симетричні відносно осі цвяха і кожне має дно (14), верхню стінку (15) і нижню стінку (16), а на поверхні стрижня (1), яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані насічки (12). 2. Цвях за п. 1, який відрізняється тим, що між верхньою стінкою (6) першого заглиблення (4) і кінцем скосу (10) є проміжок певної довжини (h2) для заповнення першого заглиблення (4) деревиною при забиванні цвяха. 3. Цвях за п. 2, який відрізняється тим, що співвідношення довжини (h1) елемента (8) і довжини (h2) проміжку для заповнення першого заглиблення (4) деревиною складає 1,01,2. 4. Цвях за п. 3, який відрізняється тим, що на дні (14) кожного другого заглиблення (13) є рифлення (15), яке відповідає об'ємному товарному знаку виробника цвяха. 5. Цвях за п. 1, який відрізняється тим, що нижня стінка (16) кожного другого заглиблення (13) виконана під гострим кутом () до дна (14) другого заглиблення (13). 6. Цвях за п. 1, який відрізняється тим, що насічки (12) на поверхні стрижня (1), яка вільна від заглиблень (4, 13), виконані у вигляді мірної лінійки. 3 UA 115404 U 4 UA 115404 U 5 UA 115404 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6