CZ2000541A3

CZ2000541A3 - Šroub se zápustnou hlavou

Info

Publication number: CZ2000541A3
Application number: CZ2000541A
Authority: CZ
Inventors: Robert Dicke
Original assignee: A-Z Ausrüstung Und Zubehör Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-08-15
Also published as: US6290444B1; PL191491B1; DE29903232U1; EP1031742A1; CA2299115A1; CN1264795A; ES2237358T3; DE50010134D1; EP1031742B1; PL338571A1; CZ293883B6; HK1030447A1; CA2299115C; CN1188609C

Description

Šroub se zápustnou hlavou

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu se zápustnou hlavou, s hlavou, dříkem a se závitem rozprostírajícím se aspoň po části dříku, přičemž hlava vykazuje minimálně úsekově ve směru k dříku kuželovité probíhající dosedací plochu.

Dosavadní stav techniky

Takové šrouby se zápustnou hlavou jsou známé. Mohou například míti v hlavě hnací prohlubeň, například zářez nebo křížovou drážku pro silové působení šroubováku. Volný konec dříku může býti tvarován jako hrot. Zejména se může jednat o šrouby se zápustnou hlavou, které vytvářejí na materiál, do kterého se šroubují, účinek tvarující nebo řezající závit.

Aby byl v hlavě k dispozici dostatek místa pro hnací prohlubeň, musí hlava býti provedená dostatečně objemná. Aby se toto dosáhlo je například známo, že dosedací plocha probíhající kuželovité k dříku se předvídá s dvěma různými úseky hlavy, v kterých dosedací plocha konverguje pod různými úhly.

Protože se na hlavě nepředvídá závit, může vzniknout problém, že šrouby s objemnou zápustnou hlavou, poté co byly zcela nebo téměř úplně zatočené, vytvářejí nežádoucí poškození zejména povrchu materiálu a to podle druhu materiálu buď tříštění, praskání nebo deformování

-2Podstata vynálezu

Je úlohou vynálezu zlepšit šroub se zápustnou hlavou úvodem popsaného druhu tak, aby se zabránilo výše uvedeným negativním úkazům.

Úloha vynálezu je řešena tím, že ve spodní, k dříku přivráceném úseku dosedací plochy, jsou uspořádaná frézovací žebra.

Frézovací žebra způsobují při zatáčení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou odebírání materiálu, čímž se i u šroubu s větší než normě odpovídající hlavou účinně zabraňuje ničení materiálu.

Další výhodné znaky provedení vynálezu jsou obsažené v závislých nárocích a v následujícím popisu.

Příklady provedení vynálezu

Pomocí dvou na výkrese znázorněných a upřednostněných příkladů provedení má býti vynález v následném blíže vysvětlen. Přitom ukazují:

Obr. 1 v nárysu zvětšené znázornění prvního příkladu provedení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou, obr.2 první provedení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou v pohledu na řez Π - II z obrázku 1, obr. 3 v nárysu zvětšené znázornění druhého příkladu provedení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou, obr. 4 druhé provedené vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou v pohledu na řez podél čáry IV - IV na obrázku 3.

-3Na různých obrázcích výkresu jsou shodné díly označené stejnými vztahovými značkami, takže jsou zpravidla popisované také pouze jednou.

Jak ukazuje obrázek, má první provedení (obrázek 1 a 2) vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou hlavu 1, dřík 2 a minimálně na části dříku se nalézající závit 3. Hlava 1 má minimálně úsekově ve směru k dříku 2 kuželovité probíhající dosedací plochu 4. Ve spodní, k dříku 2 přivrácené oblasti 105 dosedací plochy 4, jsou uspořádaná frézovací žebra 106.

Ve znázorněném provedení se předvídá šest frézovacích žeber 106, může jich však býti více nebo méně, například tři, čtyři, osm nebo více. Počtem a provedením frézovacích žeber 106 se může při zatáčení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou zvýšit nebo snížit odebírání materiálu a tak frézování přizpůsobit materiálu.

Kuželovité ve směru k dříku 2 probíhající dosedací plocha 4 konverguje v prvním, od dříku odvráceném úseku hlavy 5a v úhlu ά přibližné velikosti 90° a v druhém, k dříku 2 přivráceném úseku hlavy 5b v úhlu β o přibližné velikosti 50° až 65°. Tímto způsobem se docílí, že i při relativně úzkém tvaru hlavy J, je v hlavě 1 dostatečný prostor pro blíže neoznačenou, na obrázku 1 čárkovaně znázorněnou křížovou drážku pro vložení šroubováku. Oblast 105 dosedací plochy 4, ve které jsou uspořádaná frézovací žebra 106, je přitom k dříku přivrácený druhý úsek hlavy 5b.

Navíc přesahují frézovací žebra 106 až do oblasti 2a dříku 2 blízko hlavy, kde dřík má poloměr R.s, který je větší než poloměr řezu jádra R_E dříku 2 v oblasti 2b závitu 3. V oblasti 2a blízko hlavy jsou frézovací žebra 106 vždy spojená s dříkem 2, čímž je zaručená vysoká mechanická stabilita frézovacích žeber 106.

Oblast 105 dosedací plochy 4, ve které jsou uspořádaná frézovací žebra 106, není ve své axiální délce Ηρ větší než přibližně 60 procent axiální délky kuželovité se sbíhající dosedací plochy 4. K tomu se přidružuje axiální délka Ηχ v oblasti 2a blízko hlavy, která může dosahovat přibližně třetiny axiální délky Hp oblasti 105, ležící v · « 999 999 9 • 9 β · 9 9 9 9 9 · 9 9 · 9 9999 9999

999 9 9 99 99 99

-4dosedací ploše 4. Tak působí frézovací žebra výhodně až tehdy, když hlava i vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou začíná vnikat do materiálu. Tím se zabrání zničení materiálu tříštěním, praskáním nebo nežádoucím deformováním.

Jak je znázorněno, mohou frézovací žebra 106 ve svém podélném průběhu Lp probíhat podél povrchových přímek dosedací plochy 4, jejichž průmět dopadá do úseku podélné osy šroubu X - X probíhajícím hlavou 1 vynálezeckého šroubu. Tímto způsobem je účinnost frézování případně strouhání, kterou vykonávají frézovací žebra 106 na materiál, zvláště veliká.

Závit 3 má hranu závitu 7, která v hlavní oblasti probíhá ve tvaru šroubovice v konstantním odstupu (vnější poloměr A závitu 3) od dříkem 2 probíhající podélné osy šroubu X - X. Hrana závitu 7 může v koncové oblasti 8 závitu 3 přivrácené k hlavě i míti klesající výšku Ηχ. Frézovací žebra 106 se mohou v optimálním uspořádání pro jejich účinnost -patrném při pohledu zdola nebo v na obrázku 2 znázorněném řezu- nalézat v prstencové oblasti ohraničené na vnější straně přibližně vnějším poloměrem A závitu 3 a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem R_s dříku 2 v oblasti blízko hlavy 2a.

Mimoto je rovněž výhodné, mají-li frézovací žebra 106 ve svém podélném rozměru Lg proměnlivou výšku Hg_t.·. V uváděném znázornění nejdříve narůstá výška Hrf frézovacích žeber 106 na vnější straně relativně k dosedací ploše 4 počínaje hodnotou nula a pak probíhá relativně k dosedací ploše přibližně konstantně. Tím se dosáhne rovnoměrná účinnost frézování podél podélného rozměru Lg frézovacích žeber 106. Maximální hodnota výšky Hgg frézovacích žeber 106 relativně k dosedací ploše 4 může výhodně dosahovat, zejména při vnějším poloměru Rk hlavy I přibližně 4 až 5 mm, asi 0,3 mm.

Optimální tvarování frézovacích žeber 106 se docílí tím -jak je také znázorněno na výkrese- že v půdorysu mají přibližně tvar kruhového segmentu, přičemž je hrana kruhového segmentu 106a ve směru zašroubování E provedená ploše nebo konkávně.

-5Druhé provedení vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou ukazují obrázky 3 a 4. U tohoto provedení se frézovací žebra 106 neliší od výše popsaného prvního provedení. V horní, od dříku 2 odvrácené oblasti 5 dosedací plochy 4 jsou však uspořádaná přídavně brzdící žebra 6. Tato brzdící žebra 6 vytvářejí při zašroubování vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou zvýšený měrný tlak mezi šroubem a materiálem do kterého se šroubují, například do kovového povrchu kování. Tím se zvyšuje odpor třením působící proti momentu otáčení šroubováku, čímž se může účinně zabránit protáčení šroubu.

Ve znázorněném provedení se předvídají čtyři brzdící žebra 6, může jich však foýti více nebo méně, například dvě, tři nebo šest.

Oblast 5 dosedací plochy 4, ve které jsou uspořádaná brzdící žebra 6, je přitom od dříku 2 odvrácený první úsek hlavy 5a.

Oblast 5 dosedací plochy 4, ve které jsou uspořádaná brzdící žebra 6, není ve své axiální délce H_p větší než asi 60 procent axiální délky Η_Δ kuželovité probíhající dosedací plochy 4. Brzdící žebra 6 výhodným způsobem působí až pak, když je vynálezecký šroub se zápustnou hlavou téměř zcela zašroubován. Protáčení šroubu se tím zamezí a v materiálu vytvarované nebo vyříznuté chody závitu se tím ochrání.

Brzdící žebra 6 mohou -tak jak to je znázorněné- probíhat ve svém podélném rozměru Lr po povrchových přímkách dosedací plochy 4, jejichž průmět dopadá na úsek podélné osy šroubu X - X probíhající hlavou i vynálezeckého šroubu. Při tomto způsobuje měrným tlakem mezi šroubem a materiálem zvyšovaná účinnost brzdících žeber 6 zvláště veliká.

Brzdící žebra 6 se mohou v pro účinnost optimálním uspořádání -je patrné při pohledu zdola, případně v řezu na obrázku 4- uspořádat do prstencové oblasti, která je na vnější straně ohraničená přibližně vnějším poloměrem Rk hlavy I a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem A závitu 3.

-tyj • “ - » · ·}

-6-f

Mimoto je výhodné, mají-li brzdící žebra 6 ve svém podélném rozměru L_R měnící se výšku Hr_B. V ukazovaném znázornění probíhá výška Hrb brzdících žeber 6 v jejich podélném rozměru £r od nulové hodnoty relativně k dosedací ploše 4 obloukovitě a končí opět nulovou hodnotou relativně k dosedací ploše 4. Maximální hodnota výšky Hrb brzdících žeber 6 relativně k dosedací ploše 4 může obnášet výhodně, zejména při vnějším poloměru Bx hlavy £ asi 4 až 5 mm, přibližně 0,1 až 0,2 mm.

Jak je znázorněno, mohou brzdící žebra 6 míti vždy dvě boční plochy 6a, 6b konvexního tvaru, zejména tvaru segmentu disku. Boční plochy 6a, 6b na sebe navazují zejména centricky probíhající hranou 6c. Tím se jednak dosahuje při zašroubování vysoký odpor třením, ale oddělování třísky brzdícími žebry se jak u zašroubování tak také při vyšroubování vynálezeckého šroubu dalekosáhle vyloučí.

Vynález není omezen na popsané příklady provedení, ale obsahuje také všechna ve smyslu vynálezu stejně působící provedení. Například se může počet, tvar a uspořádání frézovacích žeber 106 lišit od popsaného provedení. Tak může bytí podle okolností vhodné, aby frézovací žebra neprobíhala -jak je znázorněno- ve svém podélném rozměru Lg podél povrchových přímek dosedací plochy 4, jejichž průmět dopadá na úsek podélné osy šroubu X - X probíhající hlavou £, alč (obdobně jako závit 3) na aspoň částečně ve směru obvodu probíhající šroubovité dráze.

Dále není vynález omezen na v nároku 1 definované kombinace znaků, ale může býti také definován každou libovolnou jinou kombinací všech celkem uvedených jednotlivých znaků. To znamená, že v zásadě prakticky každý jednotlivý znak nároku 1 se může vynechat, případně se může nahradit minimálně jedním na jiném místě přihlášky uvedeným znakem. Proto je nutné považovat nárok 1 pouze za první pokus formulace vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Šroub se zápustnou hlavou (1), dříkem (2) a s aspoň částečně po dříku (2) probíhajícím závitem (3), přičemž má hlava (1) minimálně úsekově ve směru k dříku kuželovité se sbíhající dosedací plochu (4), vyznačující se t í m, že ve spodní k dříku (2) přivrácené oblasti (105) dosedací plochy (4) j sou uspořádaná frézovací žebra (106).
2. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 1, vyznačující se tím, že oblast (105) dosedací plochy (4), ve které jsou uspořádaná frézovací žebra (106), není svou axiální délkou (H_F) větší než přibližně 60 procent axiální délky (Ha) kuželovité se sbíhající dosedací plochy (4),
3. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že frézovací žebra (106) probíhaj í svým podélným rozměrem (L_F) po povrchových přímkách dosedací plochy (4), jejichž průmět dopadá na úsek podélné osy šroubu (X - X) probíhaj ící hlavou (1).
4. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že závit (3) má hranu závitu (7), která probíhá aspoň úsekově nad dříkem (2) s konstantním vnějším poloměrem (A), přičemž se frézovací žebra (106) při pohledu zdola rozprostírají v prstencové oblasti ohraničené na vnější straně přibližně vnějším poloměrem (A) a na vnitřní stráně přibližně vnějším poloměrem (R_E) dříku (2).
5. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že frézovací žebra (106) mají ve svém půdorysu přibližně tvar kruhového segmentu, přičemž hrana (106a) kruhového segmentu směřující do směru zašroubování (E) je provedená ploše nebo konkávně.

OoSM

- 106. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se t í m, že frézovací žebra (106) mají ve svém podélném rozměru (L_F) měnící se výšku (Hrp).

7. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 6, vyznačující se tí m, že výška (Hrp) frézovacích žeber (106) v podélném rozměru (L_F) frézovacích žeber (106) na vnější straně začíná relativně k dosedací ploše (4) nulovou hodnotou, poté nejdříve narůstá a pak probíhá relativně k dosedací ploše (4) přibližně konstantně,

8 Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že maximální hodnota výšky (Hrj) frézovacích žeber (106) relativně k dosedací ploše (4), zejména při vněj ším poloměru (R_K) hlavy (1) přibližně 4 až 5 mm, činí přibližně 0,3 mm.

9. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se čtyřmi až osmi, zejména šesti frézovacími žebry.

10. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se t í m, že kuželovité směrem k dříku (2) se sbíhající dosedací plocha v prvním, od dříku (2) odvráceném úseku hlavy (5a) konverguje pod úhlem (a) přibližně 90° a v druhém, k dříku přivráceném úseku hlavy (5b) pod úhlem (β) přibližně 50° až 65°.

11. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 10, vyznačující se tím, že frézovací žebra (106) jsou uspořádaná ve druhém úseku hlavy (5b) přivráceném k dříku (2).

12. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se t í m, že v horním od dříku (2) odvráceném úseku (5) dosedací plochy (4) jsou uspořádaná brzdící žebra (6).

9 *

- 11 99 9999 99 99 • 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9

99 99 99 99

13. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 12, vyznačující se tím, že oblast (5) dosedací plochy (4), ve které jsou uspořádaná brzdící žebra (6), nemá axiální délku (H_E) větší než přibližně 60 procent axiální délky (H_A) kuželovité se sbíhající dosedací plochy (4).

14. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se t í m, že brzdící žebra (6) probíhají svým podélným rozměrem (L_R) po povrchových přímkách dosedací plochy (4), jejichž průmět (P) dopadá na podélnou osu šroubu (X - X) probíhající hlavou (1).

15. Šroub se zápustnou hlavou podle j ednoho z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že brzdící žebra (6) se při pohledu zdola rozprostírají v prstencové oblasti ohraničené na vnější straně přibližně vnějším poloměrem (R_K) hlavy (1) a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem (A) závitu (3).

16. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 12 až 15, vyznačující se tím, že brzdící žebra (6) mají vždy dvě boční plochy (6a, 6b) konvexního tvaru, zejména tvaru segmentu disku, přičemž boční plochy (6a,
6b) spolu hraničí v zejména centricky položené hraně (6c).

17. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že brzdící žebra (6) mají ve svém podélném rozťněru (L_R) měnící se výšku (Hrb).

18. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 17, vyznačující se tím, že výška (Hrb) brzdících žeber (6) probíhá v podélném rozměru (LR) brzdících žeber (6) od hodnoty nula relativně k dosedací ploše (4) obloukovitě a končí relativně k dosedací ploše hodnotou nula.

• 4 99·· ·4 ·· • 9 · 4 9 '·
9 9 · 9 9 9 9

9 9 ··· 49 · • 9 · 9 9 · · 4 • 9 ·9 99 ·9

- 1219. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 12 až 18, vyznačující se tím, že maximální hodnota výšky (Hrb) brzdících žeber (6) relativně k dosedací ploše (4) činí, zejména při vnějším poloměru (R_K) hlavy (1) přibližně 4 až 5 mm, přibližně 0,1 až 0,2 mm.

20. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 12 až 19, vyznačující se dvěmi až šesti, zejména čtyřmi brzdícími žebry (6).

21. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 12 až 20, vyznačující se tím, že brzdící žebra (6) jsou uspořádaná v od dříku (2) odvráceném prvním úseku hlavy (5a).