CZ16294A3

CZ16294A3 - Screw head and a punch

Info

Publication number: CZ16294A3
Application number: CZ94162A
Authority: CZ
Inventors: John H Grady
Original assignee: Philips Screw Company
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1994-05-18
Also published as: HUT69217A; JP2535726B2; CN1069322A; IE75912B1; CA2113085C; US5203742A; CZ282184B6; EP0595830B1; WO1993003284A1; CA2113085A1; HU216698B; MX9203193A; EP0595830A1; DE69212605D1; DE69212605T2; IE922050A1; KR0145364B1; TW228484B; BR9206311A; TW294767B

Description

Hlava šroubu a razník _ ; ..

Oblast techniky

Vynález se týká hlavy šroubu, opatřené žebrem na ploše, která je v záběru se šroubovákem, tvořené boční stěnou, přičemž žebro má plochu, která přechází do vrcholu, a která zabírá s hranou šroubováku, pro snížení náchylnosti šroubováku k vyklouznutí ven ze záběru s boční stěnou, a přičemž hlava šroubu je vytvořena razníkem na tváření kovů, způsobujícím tečení kovu v předem stanoveném směru. Tato hlava šroubu je typu, popsaného v patentu US 4 084 478 z 18. dubna 1978 všeobecně na obr. 2 a 3. Vynález se dále týká razníku pro vytvoření plochy určené pro záběr se šroubovákem v otočném upevňovacím prostředku.

Dosavadní stav techniky

Takové hlavy šroubů jsou na svých plochách opatřeny žebry, sloužícími pro záběr s hranami šroubováku, kterým se provádí zašroubování těchto šroubů, pro snížení tendence vyklouznutí šroubováku ze záběru s hlavou šroubu při zašroubovávání a vyšroubovávání.

Při výrobě těchto žeber pomocí kovového razníku dochází k tečení materiálu kovové hlavy šroubu jednak směrem ven od osy šroubu a jednak v axiálním směru, takže tento materiál nemůže zcela vyplnit při ražení hlavy šroubu místa, v nichž se vytvářejí žebra.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky cdztraňuje hlava šroubu, opatřená žebrem na ploše, která je v záběru se šroubovákem, tvořené boční stěnou, přičemž žebro má plochu, která přechází do vrcholu, a která zabírá s hranou šroubováku, pro snížení náchylnosti šroubováku k vyklouznutí ven ze záběru s boční stěnou, a přičemž hlava šroubu je vytvořena razníkem na tváření kovů, způsobujícím tečení kovu v předem stanoveném směru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že žebro je přímé a má trojúhelníkový příčný průřez, přičemž vrchol trojúhelníku tvoří hranu žebra pro záběr s hranou šroubováku, osa žebra je skloněna nahoru a směrem ven od osy šroubu ve směru tečení kovu o úhel sklonu žebra vůči rovině rovnoběžné s osou žebra, přičemž úhel sklonu žebra má velikost v rozsahu od 1’ do 10°, přidružená boční stěna je skloněna směrem ven od osy šroubu o malý úhel sklonu svislého křídla, který má hodnotu v rozmezí mezi 1’ a 10“, žebro má vrcholový úhel dostatečně velký, takže svislý řez skloněným žebrem vytvoří základní úhel plochy žebra, který je stejný jako úhel sklonu svislého křídla nebo menší, přičemž vrcholový úhel je měřen v rovině kolmé k hraně žebra.

Při ražení hlavy šroubu podle vynálezu tedy materiál vyplní spolehlivě všechna místa, v nichž se vytvářejí žebra, přičemž vrcholový úhel žebra, měřeno kolmo k úhlu sklonu žebra, je dostatečně velký pro to, aby žebro nebránilo vytažení razícího nástroje z vytvořené hlavy šroubu.

Výše uvedené nedostatky dále odstraňuje razník pro tváření ploch pro záběr se šroubovákem na konci otočného upevňovacího prostředku, sestávající z hlavní části, která má osu, a která má koncovou oblast ležící ve směru této osy, přičemž koncová oblast má primární plochy, tvořící primární geometrický tvar odpovídající v podstatě geometrickému tvaru primárních ploch pro záběr se šroubovákem, které mají být vytvořeny, a prostředku tvořícího alespoň jednu podélnou drážku s relativně malými rozměry příčného průřezu v alespoň jedné z uvedených primárních ploch uvedené koncové oblasti, přičemž podélné drážky se rozkládají v podstatě podél uvedené osy, a přičemž když narazí koncová část razníku do materiálu otočného upevňovacího prostředku vytvoří primární plochy koncové oblasti uvedené geometricky tvarované primární plochy pro záběr se šroubovákem a podélná drážka vytvoří výstupek s relativně malým rozměrem příčného průřezu, vystupující z alespoň jedné uvedené primární plochy pro záběr se šroubovákem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že podélná drážka má trojúhelníkový příčný průřez, přičemž vrchol trojúhelníku tvoří hranu žebra pro záběr s žebrem šroubováku, osa drážky je skloněna nahoru a směrem ven od osy razníku ve směru tečení kovu a úhel vůči rovině rovnoběžné s osou razníku přičemž úhel sklonu žebra má velikost v rozsahu od 1’ do 10°, přidružená boční stěna je skloněna směrem ven od osy šroubu o malý úhel sklonu svislého křídla, který má hodnotu v rozsahu mezi 1° a 10°, žebro má vrcholový úhel dostatečně velký, takže svislý řez skloněným žebrem vytvoří základní úhel plochy žebra, který je stejný jako úhel sklonu svislého křídla nebo menší, přičemž vrcholový úhel je měřen v rovině kolmé k hraně žebra.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1, 2a 3 jsou převzaty z patentu US 4 084 478 a znázorňují v nárysu hlavu šroubu s vloženým koncem šroubováku, půdorys hlavy šroubu a podélný řez hlavou šroubu, obr. 3A znázorňuje podélný řez hlavou šroubu podle vynálezu podobný obr. 3, kde je vidět sklon žebra, obr. 3B je podobný obr. 3 z uvedeného patentu '478 a znázorňuje takzvaný úhel křídla, což je úhel, o který se boční stěna odchyluje od středové osové roviny křídla, jakož i úhel polohy čáry c-c řezu, obr. 4 znázorňuje ve zvětšeném měřítku řez podél čáry c-c z obr. 3B, pro znázornění úhlu, označovaného jako základní úhel, obr. 5 čelní pohled na razník použitý pro tváření žebra znázorněného na obr. 3A a 3B a obr. 6 bokorys razníku z obr. 5.

Příklady provedení vynálezu

Pro úplné pochopení řešení podle vynálezu se uvádí odkaz na dřívější patent stejného přihlašovatele č. 4 084 478 z 18. dubna 1978. Jak již bylo uvedeno výše, obr. 1, 2 a 3 jsou přímo převzaty z tohoto patentu '478, aby se zamezilo nepotřebnému opakování jeho obsahu. Celé řešení podle tohoto patentu '478 souvisí s řešením podle předloženého vynálezu.

Na obr. 3A je znázorněn pohled stejný jako na obr. 3 s tím rozdílem, že na obr. 3A je znázorněn úhel A sklonu, o který se vrchol žebra odchyluje od přímky rovnoběžné s osou hlavy šroubu. Na obr. 3A je pro názornější ilustraci znázorněn tento úhel A v přehnaném měřítku. Ve skutečnosti musí mít hodnotu v rozsahu od 1’ do 10°, s výhodou od 1’ do 6°, pro přizpůsobení se úhlu tečení kovu. Přesná velikost úhlu A může být snadno určena vhodnými pokusy a bude funkcí velikosti křídlových štěrbin, hloubky hlavy šroubu, charakteristických veličin tečení kovu, teploty tváření atd.

Protože razník, který vytvoří toto zkosené žebro, musí být vytažen ze zpracovávaného šroubu ve směru rovnoběžném s jeho osou, nesmí vytvořené žebro nijak ovlivňovat vytahování razníku. Pro zajištění této skutečnosti je žebro vytvořeno s vrcholovým úhlem, který je dosti velký, s výhodou větší, než 90’. Pro objasnění tohoto vztahu slouží obr. 4, kde plocha žebra, znázorněného v řezu podél čáry c-c, která je rovnoběžná s osou šroubu, bude mít sklon pod základním úhlem D vůči úhlu B sklonu svislého křídla. Tento základní úhel D musí být stejně velký jako úhel B sklonu svislého křídla nebo menší. Jakákoli plocha razníku, která spolupracuje s plochou žebra, se může pohybovat ve svislém směru po celém příčném průřezu, aniž by nějak ještě s žebrem zabírala.

Pro bližší pochopení se uvádí, že úhel D je uvažován jako základní úhel D a úhel B je označován jako úhel B sklonu svislého křídla. Jak vyplývá z obr. 3B a obr. 4, tak jestliže vrcholový úhel je malý, bude v rovině řezu žebrem, rovnoběžná s osou šroubu, vidět zvětšený základní úhel D a razník se po vytvoření hlavy šroubu nebude moci uvolnit.

U nejběžnějších šroubů má úhel B sklonu svislého křídla velikost řádově 4’ až 5’. Když bude úhel A sklonu žebra v rozmezí od 1’ do 6’, vrcholový úhel 90’ nebo větší, tak výsledkem toho bude, že základní úhel D bude menší než úhel B sklonu svislého křídla. Jestliže je vrcholový úhel řádově 70’ a úhel A sklonu žebra 12’, bude mít základní úhel D hodnotu 16’, která je větší než úhel B sklonu svislého křídla. V tomto případě by nemohl být razník vytažen ven. Odborníkům je známé, že u řešení podle vynálezu existuje několik kritických míst.

Úhel A sklonu žebra musí mít velikost od 1’ do 10°, s výhodou od 1’ do 6 ’, pro přizpůsobení se úhlu tečení kovu. Vrcholový úhel žebra, měřeno kolmo k žebru, musí být dostatečně velký, s výhodou větší než 95’, v závislosti na velikosti úhlu B sklonu svislého křidla plochy, se kterou bude zabírat šroubovák. Jestliže se úhel B sklonu svislého křídla zvětší, vrcholový úhel žebra se zmenší. Jestliže se úhel B sklonu svislého křídla zmenší, potom musí být vrcholový úhel žebra větší. V každém případě musí být základní úhel D, vytvořený v řezu plochou žebra a měřený v ploše svislého křídla, menší než úhel B sklonu svislého křídla.

I když bylo výše popsáno specifické příkladné provedení, mohou být základní principy aplikovány na všechna žebra (včetně zkosených zužujících se žeber) hlavy šroubu, znázorněné ve zmíněném patentu '478 s výjimkou toho, kde je úhel B sklonu svislého křídla roven 0’ (například na obr. 39 zmíněného patentu '478). V této souvislosti je nutno uvést odkaz na obr. 38 tohoto patentu, který zjevně znázorňuje mírnou odchylku žebra 76. Toto žebro však leží ve v podstatě svislé rovině. Toto žebro 76 není zkoseným žebrem jako u předloženého vynálezu. Okraj žebra podle předloženého vynálezu je skloněn vůči ose šroubu a tudíž leží v rovině, která není rovnoběžná s osou šroubu.

být vytvořeno pomocí razících strojů. Na

Výše popsané uspořádání žeber může běžných způsobů a komerčně používaných obr. 5 a 6 je znázorněn razník provedení přizpůsobeného tvaru žebra, znázorněného na obr. 3A a 3B. Tyto obr. 5 a 6 jsou podobné obr. 58 a 59 patentu US 4 151 621, znázornění řešení podle vynálezu byly modifikovány.

avšak pro

Razník 150 může být vytvořen jako běžný razník pro tváření, avšak pro účely řešení podle vynálezu je modifikován. Razník 150 sestává z hlavní části 152, opatřené čelem 154 a integrální špičkou 156. která vyčnívá z čela 154. Špička 156 má tvar doplňkový k tvaru zahloubení v hlavě šroubu a čelo 154 razníku 150 má tvar doplňkový neboli komplementární k tvaru tvářené hlavy šroubu, která je pro ilustraci uváděna jako plochá hlava šroubu, špička 156 je tvořena středovým jádrem

158 a několika břity 160, vystupujícími v podstatě radiálně směrem ven z jádra 158. Každý z břitů 160 má pár bočních ploch 162, 164 a koncovou plochu 166, která je skloněna nahoru a směrem ven z vnější oblasti jádra 158. Břity 160 přecházejí na svých horních koncích do čela 154 razníku 150 a tvoří s ním integrální jednolitou konstrukci. Všechny boční plochy 162 a /nebo 164 břitů 160 jsou opatřeny drážkami 168, které jsou omezeny bočními stěnami 170. Tyto drážky 168 mají plochu příčného průřezu a její tvar v podstatě identický s plochou příčného průřezu a tvarem žebra 26./ které se má vytvořit na boční stěně drážky 168. Drážky 168 mají proto hloubku řádově několika setin milimetru nebo menší a jejich relativní rozměry jsou na obrázcích znázorněny pro názornost přehnaně.

Drážky 168 mohou být vytvořeny na jedné nebo několika bočních plochách 162 nebo podle potřeby na bočních plochách 162 i bočních plochách 164. Ve znázorněném provedení razníku 150 jsou drážky 168 vytvořeny na bočních plochách 162 několika břitů 160. tvořících stěny, o které se bude opírat šroubovák. Drážky 168 vystupují od spodního okraje 172 příslušné boční plochy 162 a/nebo 164 břitů 160, kde se napojují na koncové plochy 166, a rozkládají se nahoru do požadované velikosti. Drážky 168 mohou zasahovat až k vrcholu břitů 160 k čelu 154 razníku 150, nebo mohou končit pod spojením břitů 160 s čelem 154 v závislosti na provedení žebra, které má být vytvořeno.

Každá drážka 168 je vytvořena tak, že má trojúhelníkový příčný průřez, přičemž vrchol trojúhelníku tvoří hranu žebra 26, se kterou bude v záběru šroubovák. Osa drážky 168 je skloněna nahoru a směrem ven od osy razníku 150 ve směru tečení kovu o úhel A vůči rovině rovnoběžné k ose razníku 150. Tento úhel A (viz obr. 3A a 6) má hodnotu mezi 1° a 10°. Přidružená boční stěna 162 razníku 150 je skloněna směrem ven od osy razníku 150 o malý úhel B sklonu svislého křídla (viz obr. 3A a 6), který je v rozmezí od 1’ do 10’. Drážka 168 má vrcholový úhel dostatečně velký, takže svislý řez drážkou 168 (a vytvářeným žebrem 26) vytvoří pro drážku 168 (a plochu žebra 26) základní úhel D (viz obr. 4), který je stejně velký jako úhel B sklonu svislého křídla nebo menší, přičemž vrcholový úhel je měřen v rovině kolmé k vrcholu drážky 168.

Protože má razník 150 plochu přesně komplementární ke konečné hlavě šroubu, jsou výhodné rozsahy velikostí úhlu A a úhlu B sklonu svislého křídla stejné, jako rozsahy uvedené u hlavy šroubu.

Claims

462-%

PATENTOVÉ N Á R O K Y

1. Hlava šroubu, opatřená žebrem na ploše, která je v záběru se šroubovákem, tvořené boční stěnou, přičemž žebro má plochu, která přechází do vrcholu, a která zabírá s hranou šroubováku, pro snížení náchylnosti šroubováku k vyklouznutí ven ze záběru s boční stěnou, a přičemž hlava šroubu je vytvořena razníkem na tváření kovů, způsobujícím tečení kovu v předem stanoveném směru, vyznačující se tím, že žebro (26) je přímé a má trojúhelníkový příčný průřez, přičemž vrchol trojúhelníku tvoří hranu žebra (26) pro záběr s hranou šroubováku, osa žebra je skloněna nahoru a směrem ven od osy šroubu ve směru tečení kovu o úhel (A) sklonu žebra (26) vůči rovině rovnoběžné s osou žebra, přičemž úhel (A) sklonu žebra (26) má velikost v rozsahu od 1’ do 10°, přidružená boční stěna (22) je skloněna směrem ven od osy šroubu o malý úhel (B) sklonu svislého křídla, který má hodnotu v rozmezí mezi 1’ a 10°, žebro (26) má vrcholový úhel dostatečně velký, takže svislý řez skloněným žebrem (26) vytvoří základní úhel (D) plochy žebra (26), který je stejný jako úhel (B) sklonu svislého křídla nebo menší, přičemž vrcholový úhel je měřen v rovině kolmé k hraně žebra (26).
2. Hlava šroubu podle nároku tím, že úhel (A) sklonu žebra

1, vyznačuj je v rozsahu od 1° í c í do 6°.

3. Hlava šroubu se tím, že úhel 4. Hlava šroubu se tím, že úhel

podle nároku 1, (A) sklonu žebra podle nároku 1, (A) sklonu žebra vyznačuj ící je 3 ’.

vyznačuj ící je 5’.

5. Hlava šroubu podle nároku 1, v y z n a č u j ící se t í m, že úhel (A) sklonu žebra je v rozsahu od 3’ do

6’.
6. Razník pro tváření ploch pro záběr se šroubovákem na konci otočného upevňovacího prostředku, sestávající z hlavní části, která má osu, a která má koncovou oblast ležící ve směru této osy, přičemž koncová oblast má primární plochy, tvořící primární geometrický tvar odpovídající v podstatě geometrickému tvaru primárních ploch pro záběr se šroubovákem, které mají být vytvořeny, a prostředku tvořícího alespoň jednu podélnou drážku s relativně malými rozměry příčného průřezu v alespoň jedné z uvedených primárních ploch uvedené koncové oblasti, přičemž podélné drážky se rozkládají v podstatě podél uvedené osy, a přičemž když narazí koncová část razníku do materiálu otočného upevňovacího prostředku vytvoří primární plochy koncové oblasti uvedené geometricky tvarované primární plochy pro záběr se šroubovákem a podélná drážka vytvoří výstupek s relativně malým rozměrem příčného průřezu, vystupující z alespoň jedné uvedené primární plochy pro záběr se šroubovákem, vyznačující se tím, že podélná drážka (168) má trojúhelníkový příčný průřez, přičemž vrchol trojúhelníku tvoří hranu žebra (26) pro záběr s žebrem šroubováku, osa drážky (168) je skloněna nahoru a směrem ven od osy razníku (150) ve směru tečení kovu a úhel (A) vůči rovině rovnoběžné s osou razníku (150) přičemž úhel (A) sklonu žebra (26) má velikost v rozsahu od 1’ do 10°, přidružená boční stěna (22) je skloněna směrem ven od osy šroubu o malý úhel (B) sklonu svislého křídla, který má hodnotu v rozmezí mezi 1° a 10°, žebro (26) má vrcholový úhel dostatečné velký, takže svislý řez skloněným žebrem (26) vytvoří základní úhel (D) plochy žebra (26), který je stejný jako úhel (B) sklonu svislého křídla nebo menší, přičemž vrcholový úhel je měřen v rovině kolmé k hraně žebra (26).
7. Razník podle nároku 6, vyznačující se tím, že úhel (A) sklonu žebra má velikost v rozsahu od 1° do 6°.
8. Razník tím, že úhel podle nároku 6, (A) sklonu žebra má vyznačuj velikost 3 ⁰.

ící
9. Razník tím, že úhel podle nároku 6, vyznačuj (A) sklonu žebra má velikost 5’.

ící
10. Razník podle nároku 6,vyznačující se tím, že úhel (A) sklonu žebra má velikost v rozsahu od 3’ do 6’.

Seznam vztahových značek boční stěna 22 žebro 26 razník 150 hla-Aií část 152 čelo V54 <

špička\156 jádro 158 / břit 160 / boční plocřia 162, 164 koncová yíocha 166 drážka 1/68 \ boční stěna^170 spodny okraj\172 úhel /A úheV B úhel c \ základní úhel D

462-%· m

ro <

ΓΟ

OJ ^2-94