CZ177697A3 - Punching and thread-making screw and method of its screwing in - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká děrovacího a závitotvorného šroubu s koncovou částí pro beztřískové děrování, která vybíhá v hrot nebo špičatý tvar, na kterou navazuje dřík opatřený závitem a dále úchytná část pro nasazení nebo zasunutí nástroje.-Vynález se dále týká způsobu zašroubovávání tohoto děrovacího a závitotvorného šroubu.

Dosavadní stav techniky

U závitotvorných šroubů, které si samy vrtají nebo beztřískově vytvářejí otvor pro sebe, bylo až dosud samozřejmostí, že děrovací koncová část šroubu se zhotovovala z vytvrditelného materiálu, tedy z uhlíkaté oceli. Pokud hlava a ostatní části dříku šroubu měly být zhotoveny z nerez materiálu, musela se použít často nákladná řešení. Vrtací hrot z vytvrditelného materiálu, to jest uhlíkaté oceli, se se zbylou částí šroubu svařoval. íV důsledku toho bylo nejen zapotřebí více pracovních operací, ale mimořádně se tak zvyšovaly i výrobní náklady.

Šrouby uvedeného druhu jsou známy v několika provedeních. Například, v dokumentu US-PS 2 015 159 je znázorněn a popsán připevňovací prvek, který je opatřen trnem a odpovídajícím závitem na dříku. Úderem kladiva se trn prorazí skrze tenký kovový plech a následně se otáčivým pohybem zašroubuje úsek se závitem. Tato kombinace trnu se šroubem se až do doby vzniku vynálezu bezpochyby zhotovovala z uhlíkaté oceli, protože v té době ještě nebylo ani pomyšlení na připevňovací prvky z nerez materiálu.

Z dokumentu EP-B1 0 464 071 je znám děrovací a závitotvorný šroub, který je opatřen sbíhající se děrovací částí, přičemž šroub je vyroben vcelku ze zušlechtěné oceli. V důsledku otáčení šroubu vzniknou mezi šroubem a proraženým plechem třecí plochy, takže kovový plech se zahřeje natolik, že jeho materiál se uvede do plastického stavu, čímž se stane v radiálním směru natolik poddajným, že se dosáhne požadovaného roztažení otvoru a přemístění materiálu do tvaru trysky. Také v tomto provedení se jedná o řešeni s uhlíkatou ocelí.

Úkolem vynálezu je tedy dosáhnout u šroubu z nerez materiálu možnosti, aby se s tímto šroubem vytvářel i otvor, aniž by se přitom muselo použít svařování různých materiálů.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých děrovacích a závitotvorných šroubů tohoto druhu do značné míry odstraňuje děrovací a závitotvorný šroub s koncovou částí pro beztřískové děrování, která vybíhá v hrot nebo špičatý tvar, na kterou navazuje dřík opatřený závitem a dále úchytná část pro nasazení nebo zasunuti nástroje, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že koncová část pro beztřískové děrování,-sbíhající se pod ostrým úhlem k ose šroubu, jez nerez materiálu.

Zásluhou předloženého vynálezu byla poprvé dána možnost, aby se otvor pro závitotvorný šroub vytvářel vhodnou koncovou částí šroubu z nerez materiálu. Až dosud se v odborných kruzích považovalo za nemožné, aby se otvor vytvářel šroubem z nerez materiálu. Vycházelo se přitom převážně z toho, že k vyvrtání nebo jednoduše k vytvarování otvoru je skutečně zapotřebí vrtáni nebo přiměřeně vysoké prohřátí předmětu až do plastického stavu. Odborníci až dosud nevyhnutelně předpokládali, že vrtání pomocí odpovídajících břitů z nerez materiálů je zcela nemožné a že vytváření otvorů bez použití vrtacích břitů je možné jen při použití uhlíkaté, to jest zušlechtěné oceli.

Předloženým vynálezem tedy byl překonán odborný předsudek, nebot vynález umožňuje, aby otvor se vytvářel šroubem z nerez materiálu a také s koncovou částí z nerez materiálu. Je tedy možno použít připevňovací prvek, který je jako celek zhotoven z nerez materiálu.

Jedním ze zvláštních a podstatných znaků vynálezu je tedy skutečnost, že z nerez materiálu jsou průběžně všechny části šroubu.

Zmíněným nerez materiálem může být nerez ocel, je však ale také možné, že nerez materiálem jsou lehké kovy nebo slitiny lehkých kovů, popřípadě slitiny s hlavni složkou tvořenou lehkým kovem, například mosaz, měď, hliník nebo podobně. V závislosti na konkrétní aplikaci poskytuje řešení podle vynálezu mimořádnou možnost spočívající v tom, že se použije šroub ze speciálního materiálu. Takto je také umožněno, aby se volba materiálu šroubu přizpůsobila materiálu předmětu, aniž by vždy bylo zapotřebí speciálního svařování nebo připevňováni vrtných destiček z odlišných materiálů.

Koncová část šroubu, kterou se vytváří otvor, může mít různá provedení, přičemž v závislosti na materiálu předmětu a samozřejmě také na materiálu šroubu lze použít různé varianty konstrukce. Takto je například možné, aby koncová část pro beztřískové děrováni sestávala ze dvou nebo více dílčích úseků s navzájem odlišnými úhly vůči ose šroubu. V této souvislosti je také možné, aby koncová část pro beztřískové děrování byla v průřezu trojúhelníková, víceúhelníková, kruhová, eliptická, zhraněná nebo podobně.

Je mimořádně výhodné, jestliže k zašroubování šroubu podle vynálezu se použije speciální metoda. Podle vynálezu je v tomto směru navržen způsob zašroubovávání děrovacího a závitotvorného šroubu spočívající v tom, že při beztřískovém děrovacím otáčení šroubu se na tento šroub přídavně k točivému pohonu působí axiálními rázy. Ukázalo se, že přídavné působení rázy je mimořádně výhodné zejména při použití šroubů z nerez materiálu a že se takto dosáhne rychlejšího proniknutí šroubu skrze předmět, aniž by přitom došlo ke znatelnému vytváření tepla.

Jiné další výhodné opatření spočívá v tom, že rázy se na šroub působí pouze při děrování a při otáčení v průběhu vytváření závitu a při zašroubovávání šroubu do závitu jsou tyto rázy vyřazeny. Rázy se tedy působí pouze ve fázi prorážení otvoru, po jehož vytvoření se s rázy ustane, takže se může optimálním způsobem vytvarovat závit v předmětu. Takto se při vytváření tohoto závitu dosáhne jeho vysoké přesnosti, k níž přispívá i skutečnost, že při předchozím děrování předmětu došlo zčásti k elastickému vytvarování stěny otvoru, která takto v určitém smyslu pružně svírá závit na šroubu.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:

- na obr. 1 boční pohled na šroub při použití k vytvoření otvoru v předmětu a

- na obr. 2 řez předmětem a šroubem po vytvarování závitu v předtím vytvořeném otvoru.

Příklady provedení vynálezu

Šroub 1 sestává podle obr. 1 z koncové části 2, která vybíhá v hrot nebo má špičatý tvar, dříku 4 opatřeného závitem 3 a z úchytné části 5 pro nasazení nebo zasunutí neznázorněného nástroje. Koncová část 2 je provedena tak, aby mohla beztřískově vytvořit otvor 6 v předmětu 7, načež se dříkem 4, který je opatřen závitem 3, vytvoří ve vytvarovaném otvoru £ závit, který vznikne ve směrem dolů protažené boční stěně 8 otvoru 6.

Koncová část 2, která beztřískově vytváří otvor 6, se pod ostrým úhlem zužuje k ose 9 šroubu 1. Podstatný znak šroubu 1 však spočívá v tom, že je zhotoven z nerez materiálu. Jde se přitom tak daleko, že z nerez materiálu jsou všechny části 2, 4 a 5 šroubu 1, takže z nerez materiálu je průběžně celý šroub 1.

Jako nerez materiál se může použít nerez ocel nebo samozřejmě také lehké kovy nebo slitiny lehkých kovů, popřípadě slitiny, jejichž hlavní složkou jsou lehké kovy. Takto je například možné, aby se šrouby 1 podle vynálezu vyráběly z mosazi, mědi, hliníku nebo podobně. Do rámce vynálezu však spadají i takové šrouby 1 z umělé hmoty, přičemž se mohou použít přiměřeně odolné umělé hmoty, aby bylo možno takovými šrouby 1 vytvořit otvory 6 a závity v předmětech 2 z umělé hmoty nebo lehkého kovu či vhodného ocelového plechu.

Jsou možné různé varianty speciálního provedeni koncové části 2 šroubu 1. Ve znázorněném příkladu provedení má koncová část 2 jednoduchý tvar kuželovitého hrotu. Je však také možné, aby tato koncová část 2, která beztřískově vytváří otvor 6, měla tvar jehlanu, komolého kužele či komolého jehlanu. Pokusy se ověřilo, že na koncové části 2 nemusí být za účelem řádného vytváření otvoru 6. bezpodmínečně vytvořen extrémně ostrý hrot. Jsou také možné různé varianty průřezu této koncové části 2, která beztřískově vytváří otvor 6. Tento průřez by tedy mohl být trojúhelníkový nebo víceúhelníkovy, kruhový, eliptický, ohraněný nebo podobně. Bylo by tedy možné i takové provedení, že přímo špička sama bude v půdorysu provedena jako kruhová, eliptická, ohraněná nebo podobně.

Je výhodné, jestliže se takový šroub 1 zašroubovává zvláštním způsobem. Doba potřebná pro vytvoření otvoru £ se podstatně zkrátí tehdy, jestliže se při otáčení tohoto šroubu 1, kterým se beztřískově vytváří otvor 6, přídavně k tomuto otáčení působí na šroub 1 axiálními rázy. Při použití točivého pohonu s příklepem v axiálním směru se tedy dosáhne podstatně rychlejšího vytvoření otvoru 6. Samo o sobě by bylo také myslitelné, aby se na točivý pohon přídavně nasurpenovaly rázy působící ve směru otáčení, což však nemá žádný vliv na účinnost a dobu vytváření otvoru 6.

Je mimořádně výhodné, jestliže po vytvoření otvoru 6. nepůsobily při následném vytváření závitu a zašroubování šroubu 1 již žádné axiální rázy, takže dále je zapotřebí pouze točivý pohon. Takto se dosáhne podstatně přesnějšího zapadnutí závitu 3. na šroubu i do předmětu 7..

V případě šroubu 1, který je znázorněn na obr. 1, se jedná o poměrně krátký šroub 1, na kterém po válcovém úseku 10 následuje závit 3, od kterého až k úchytné části 5 pokračuje úsek 11 bez závitu. Opatření podle vynálezu jsou samozřejmě použitelná na šroubech 1 všech délek a projevují se příznivě zejména u velmi dlouhých šroubů 1, protože právě dlouhé' šrouby 1 je často třeba vyrábět z nerez materiálů. Je také možné, že závit 3. probíhá po celé délce dříku 4 šroubu 1 nebo že je na tomto dříku 4 vytvořeno se vzájemnými odstupy více úseků závitu 3., přičemž tyto úseky závitu 3. mohou mít také různé průměry.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Děrovači a závitotvorný šroub s koncovou částí pro beztřískové děrování, která vybíhá v hrot nebo špičatý tvar, na kterou navazuje dřík opatřený závitem a dále úchytná část pro nasazení nebo zasunutí nástroje, vyznačující se tím, že koncová část (2) pro beztřískové děrování, sbíhající se pod ostrým úhlem k ose (9) šroubu (1), je z nerez materiálu.
2. 2. Děrovací a závitotvorný šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že z nerez materiálu jsou průběžně všechny části (2, 4, 5) šroubu (1).
3. 3. Děrovací a závitotvorný šroub podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nerez materiálem je nerez ocel.
4. 4. Děrovací a závitotvorný šroub podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nerez materiálem jsou lehké kovy nebo slitiny lehkých kovů, popřípadě slitiny s hlavní složkou tvořenou lehkým kovem, například mosaz, měď, hliník nebo podobně.
5. 5. Děrovací a závitotvorný šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncová část (2) pro beztřískové děrování sestává ze dvou nebo více dílčích úseků s navzájem odlišnými úhly vůči ose (9) šroubu (1).
6. 6. Děrovací a závitotvorný šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncová část (2) pro beztřískové děrování je v průřezu trojúhelníková, víceúhelníková, kruhová, eliptická, ohraněná nebo podobně.
7. 7. Způsob zašroubovávání děrovacího a závitotvorného šroubu podle některého nebo více z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že při beztřískovém děrovacím otáčení šroubu (1) se na tento šroub (1) přídavně k točivému pohonu působí axiálními rázy.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že rázy se na šroub (1) působí pouze při - děrování a při otáčení v průběhu vytvářeni závitu a při zašroubovávání šroubu (1) do závitu jsou tyto rázy vyřazeny.