CZ20013346A3 - ©roub se zápustnou hlavou - Google Patents

Description

Šroub se zápustnou hlavou

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu se zápustnou hlavou, s hlavou, s dříkem a s minimálně na části dříku se nalézajícím závitem, přičemž hlava má ve směru k dříku zúžující se dosedací plochu s obrysem, který v prvním úseku hlavy, odvráceném od dříku, konverguje pod prvním úhlem a v druhém úseku hlavy, přivráceném k dříku, pod druhým menším úhlem.

Dosavadní stav techniky

Takové šrouby se zápustnou hlavou jsou známé. Mohou například v hlavě míti hnací prohloubení, například drážku nebo křížovou drážku pro záběr šroubováku. Volný konec dříku může býti

tvarován jako hrot. Zejména se může jednat o šrouby se zápustnou hlavou, které v materiálu, do kterého se šroubují, vytvářejí nebo řezají závit. Aby bylo pro hnací prohloubení v hlavě dostatek místa, musí tato býti tvarovaná dostatečně objemně. Aby se to dosáhlo, předvídají se pro kuželovité ve směru k dříku probíhající dosedací plochu dva různé úseky hlavy, ve kterých konverguje dosedací plocha pod rozdílnými úhly. První úhel má jak známo přednostně 90° a druhý úhel přibližně 40° až 60°.

Protože se na hlavě nepředvídá závit, může se vyskytnout problém, že u šroubů s objemnou zápustnou hlavou , poté co jsou téměř zcela vešroubované, vzniká nežádoucí ničení matriálu především na jeho povrchu, například -podle druhu materiálu- tříštění, praskání nebo nežádoucí deformování.

Podstata vynálezu

Je úkolem vynálezu vylepšit šroub se zápustnou hlavou úvodem uvedeného druhu tak, aby se zamezilo výše uvedeným negativním jevům.

		4*
•	* ·		4··
• 4	* 4	•
	• · 4 ·	4	4
4 4	•	4	4
4 ·	··		♦ ♦

Úkol vynálezu je řešen šroubem se zápustnou hlavou úvodem jmenovaného druhu, u kterého jsou v oblasti dosedací plochy uspořádaná třecí žebra, která probíhají přes oba úseky hlavy a svými vnějšími hranami sledují konvergující základový obrys hlavy, takže vnější hrany třecích žeber vždy prvního úseku hrany ležícího v prvním úseku hlavy a druhého úseku hrany ležící v druhém úseku hlavy spolu svírají tupý úhel, přičemž dosedací plocha vůči konvergujícímu základovému obrysu hlavy odskakuje radiálně ve směru k dříku.

Šroubem se zápustnou hlavou podle vynálezu se zejména při φ vešroubování do měkkého materiálu, jako je dřevo, dosahuje v porovnání s běžným šroubem menší ničení matriálu, zejména menší rozlamování. Tím, -> že dosedací plocha vůči konvergujícímu základovému obrysu hlavy odskakuje radiálně ve směru k dříku, dochází mimoto při vešroubování k minimalizovanému zatlačování materiálu, protože objem hlavy je menší než u známých šroubů. Přes existující drážkování a menší objem tvaru hlavy může však býti stabilizujícím působením třecích žeber zaručena v oblasti hlavy dostatečně vysoká pevnost šroubu se zápustnou hlavou podle vynálezu.

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

Přehled obrázků na výkrese

V následujícím bude pomocí upřednostněného příkladu provedení

Obr. 1 zvětšené znázornění šroubu se zápustnou hlavou podle vynálezu v nárysu,

Obr. 2 v nárysu řez šroubem se zápustnou hlavou podél čáry II - II na výkrese 1,

Obr. 3 podél čáry III - III na obrázku 2 částečný řez zvláštním tvarem provedení třecího žebra šroubu se zápustnou hlavou podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na různých obrázcích výkresu jsou shodné díly označené stejnými vztahovými značkami, takže zpravidla budou také vždy pouze jednou popsány.

Jak ukazuje výkres, má šroub se zápustnou hlavou podle vynálezu hlavu 1, dřík 2 a závit 3 probíhající aspoň částečně po dříku ý. Hlava 1_ má ve směru k dříku 2 zúžující se dosedací plochu 4_. Mimoto má hlava základový obrys 5, který v prvním, od dříku 2_ odvráceném úseku 5a hlavy konverguje pod prvním úhlem a, a v druhém, k dříku přivráceném úseku hlavy 5b pod druhým, menším úhlem j?. První úhel a může přitom přednostně přibližně činit 90° a druhý úhel přednostně přibližně 40° až 60°. Tímto způsobem se dosáhne, že přes relativně úzký tvar hlavy 1 je v hlavě 1 k dispozici dostatečný prostor pro blíže neoznačenou, na obrázku 1 čárkovaně označenou křížovou drážku pro záběr šroubováku.

V oblasti dosedací plochy £ jsou uspořádaná třecí žebra 6, která se rozprostírají přes oba úseky 5a, 5b hlavy. Třecí žebra 6 sledují svými vnějšími hranami K v podstatě konvergující základový obrys 5 hlavy ý. Přitom svírají vždy první, v oblasti prvního úseku 5a ležící úsek 6a hrany a druhý, v oblasti druhého úseku 5b hlavy ležící úsek 6b hrany vnějších hran K třecích žeber 6 spolu vždy tupý úhel γ, který příznivě ovlivňuje lehké axiální vnikání šroubu do materiálu.

Dosedací plocha 4_ odskakuje vůči konvergujícímu základovému obrysu 5 hlavy ý radiálně ve směru k dříku 2, čímž se při vešroubování minimalizuje zatlačování materiálu. Existence třecích žeber 6 zaručuje vysoký plošný moment setrvačnosti průřezu hlavy jL a tím požadovanou pevnost v kroucení šroubu.

Ve znázorněném provedení se předvídají čtyři třecí žebra 6, může jich však býti více nebo méně, například tři, šest, osm nebo více. Počtem a provedením třecích žeber 6 se může při vešroubování šroubu se zápustnou hlavou podle vynálezu odstupňovaně nastavit požadované působení a tím přizpůsobení materiálu.

První úsek 5a hlavy, ve kterém je uspořádán první úsek 6a hrany třecích žeber 6, by neměl býti svou axiální délkou H_B větší než přibližně 60 procent axiální délky H_A dosedací plochy 4_. Stejně by a» a» 9'9 %9 99_ 9 • > 9 9 t »t 9 9 999 « ··· 9 · 91 9 9 99 • 9 9 9 * · ··· 9999 • 99 99 9999 • 999 ·· ·· ·♦ ·*·*· neměl býti druhý úsek 5b hlavy, ve kterém je uspořádán druhý úsek 6b hrany třecích žeber 6, svou axiální délkou H_c větší než přibližně 60 procent axiální délky H_A dosedací plochy 4. Takovým vzájemným sladěním axiálních délek H_B, H_c jednotlivých úseků 6a, 6b hran dosedací plochy 4 s celkovou axiální délku H_A dosedací plochy 4_ se dá výhodným způsobem, v závislosti na tom jak daleko je šroub se zápustnou hlavou podle vynálezu již vešroubován, nastavit rozdílné reakce při vešroubování.

Třecí žebra (j mohou -jak je znázorněno- svým délkovým rozměrem

Lr probíhat po povrchových přímkách dosedací plochy _4, jejichž projekce P dopadá na hlavou 1. probíhající úsek podélné osy X - X

vynálezeckého šroubu. Při takovém uspořádání je účinek tření, který vytvářejí žebra 6, zvláště veliký.

Závit 3 má hranu Ί_ závitu, která v hlavní oblasti probíhá ve tvaru šroubovice v konstantním odstupu (vnější poloměr A závitu) od dříkem 2 probíhajícího úseku podélné osy X - X šroubu. Hrana závitu 1_ přitom může v koncové oblasti ý závitu 3, přivrácené k hlavě jL,míti klesající výšku H_K.

První úsek 6a hran třecích žeber 6 může v optimálním uspořádání pro účinnost třecích žeber 6 -při pohledu zdola, případně v na obrázku 2 znázorněném řezu- probíhat v oblasti prstence , který je na vnější straně ohraničen straně přibližně vnějším vnějším poloměrem R_K poloměrem A.

hlavy 1 a na vnitřní

Druhý úsek 6b hran pro účinnost třecích žeber 6 -při pohledu třecích žeber 6 může v optimálním uspořádání zdola, případně v na obrázku 2 znázorněném řezu- probíhat v oblasti prstence, který je na vnější straně ohraničen vnějším poloměrem A závitu 3 a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem R_s dříku 2 na přechodu k druhé oblasti 5b hlavy.

Vrchol tupého úhlu γ mezi oběma úseky 6a, 6b třecích žeber 6 tak leží vždy přibližně na vnějším poloměru A závitu 3.

Přitom je mimo tohoto další výhodou, když dosedací plocha £ vůči základovému obrysu ý hlavy 1 odskakuje po celém podélném rozměru Lr třecích žeber 6 s měnící se výškou H_R, ohraničenou zejména kruhovým

»9 • *	•	4 9 •	•	49 • ·	•	• 9		9 ·«
9	*♦·	•	•	9 ·			4	Φ
•	9	•	• ·	•	• M	» 9		9
•	A	•	•	•	•	•		*	9
	99			··

obloukem o poloměru R. Následkem toho narůstá například -jak je znázorněno- výška H_R vnějších hran K třecích žeber 6 po podélném rozměru L_R třecích žeber 6 -počínaje hodnotou nula relativně k dosedaci ploše £- minimálně místy v prvním úseku 5a hlavy a snižuje se minimálně místy v druhém úseku 5b hlavy, aby opět skončila hodnotou nula relativně k dosedaci ploše £. Maximální hodnota výšky H_R třecích žeber 6 relativně k dosedaci ploše může přitom dosahovat, zejména při vnějším poloměru R_K hlavy, přibližně 4 až 5 mm, přednostně přibližně 0,3 až 0,7 mm.

Optimální tvarování třecích žeber 6 se dosahuje, když tato mají vždy v každém z úseků 5a, 5b -jak to je znázorněné na výkrese- vždy dvě, zejména symetricky k sobě provedené boční plochy 6c, 6d konvexního tvaru (obrázek 2). Symetrickým tvarováním třecích žeber 6 se dosahuje jak při vešroubování ve směru vešroubování E, tak také při vyšroubování vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou proti směru vešroubování E stejný účinek.

Pevnost stabilizující působení třecích žeber 6 se pozitivně ovlivní zejména tehdy, když -jak je rovněž znázorněno- jsou vnější hrany K třecích žeber J5 tvořené plochami hran (šířka B) se kterými hraničí boční plochy 6c, 6d. Šířka B ploch hran přitom může výhodně dosahovat přibližně 0,3 až 0,7 mm, zejména u již jako příklad uvedeného vnějšího poloměru R_K hlavy ý přibližně 4 až 5 mm.

Vynález není omezen na výše popsaný příklad provedení, ale

zahrnuje všechna provedení působící ve smyslu vynálezu. Například se může od popsaného provedení lišit počet, tvar a uspořádání třecích žeber 6. Podle okolností může býti vhodné, aby třecí žebra 6 neprobíhala -jak je znázorněno- svým podélným rozměrem L_R po povrchových přímkách dosedaci plochy £, jejichž projekce P dopadá na hlavou 1_ probíhající úsek podélné osy X - X šroubu, ale aby (podobně jako závit 3) ležely na aspoň částečně ve směru obvodu probíhající šroubovité dráze.

Může býti rovněž výhodné, když -jak je dodatečně znázorněno na obrázku 3- aspoň některá třecí žebra 6, zejména ve svém prvním úseku 6a hran, vůči svému (jak bylo popsáno konvergujícímu) základovému obrysu 5 (na obrázku 3 znázorněno čárkovaně) hlavy 1 vystupují při pohledu od dříku 2 směrem ven, například zaoblením vytvořenou

	9·	• 9			9
• 99 ·		i i 9	• 9	ΐ	9 9
• 999 ·		9 9 9		9
• 9 9 9 9		9 ···	9 9	9	9
• 9 9 9		9 9	9	9	9 999
9999 ··	99	99	9 9

nadmírou M. Tím vzniká v poslední oblasti vešroubování vynálezeckého šroubu se zápustnou hlavou brzdicí působení, což může miti při použití strojních šroubováků význam především u krátkých šroubů, jako například u šroubů na pobití, protože se tím zamezí tomu, aby se šrouby, poté co jsou zcela nebo téměř zcela vešroubované, protáčely, tj. točily se na místě, aniž by vnikaly hlouběji do materiálu a tím zničily v materiálu vytvarované nebo vyříznuté chody závitů. Nadmíra M úseku 6a hrany se přitom může volit s výhodou tak malá, že se po vešroubování měrným tlakem téměř zploští materiálem, do kterého se šroub vešroubovává.

Také může býti způsob, jakým odskakuje dosedací plocha £ vůči základovému obrysu 5 hlavy 1 po podélném rozměru L_R třecích žeber 6 jiný, než bylo znázorněno. Místo kruhového oblouku (obrázek 1) to může býti eliptický oblouk, parabola nebo bikonický obrys (podobný úsekům 6a, 6b hran, avšak s odpovídajícími jinými úhly konvergence).

Dále není vynález omezen na v nároku 1 definované kombinace znaků, ale může býti definován každou jinou libovolnou kombinací všech celkem uvedených 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 lze nárok 1 považovat pouze za první pokus formulace vynálezu.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1.

   Šroub se zápustnou hlavou dříku (2) se nalézajícím směrem obrys
2. 2.

   Τ'
3. 3.

   444»

   Φ Φ 1 • Φ·'· • Φ *

   Φ *·

   ΦΦΦ· ··
4. 4 944 • 1 ♦ * φ Φ ·♦ • ΦΦ Φ«·

   Φ ΦΦ

   Φ Φ· >

   &4-23ýr • 9 9

   Φ ΦΦΦ

   ΦΦφ

   ΦΦΦ

   ΦΦΦ

   Φ Φ ··· (1), dříkem (2) a s aspoň částečně na závitem (3), přičemž hlava (1) má k dříku zúžující se dosedací plochu (4) a základový konverguje úseku (5b)

   Že který v prvním, prvním úhlem (a) od dříku odvráceném a druhým, k dříku (2) úseku (5a) přivráceném konverguje druhým, načující s menším úhlem (β), e tím, oblasti dosedací plochy (4) jsou uspořádaná probíhající přes oba úseky (5a, 5b) hlavy a svými vnějšími hranami (K) sledují konvergující základový obrys (5) hlavy (1), takže vždy první úsek (6a) hrany ležící v oblasti prvního úseku v oblasti druhého úseku (5b) ležící úsek (6b) (6) spolu svírají tupý úhel (4) vůči konvergujícímu odskakuje radiálně ve směru třecí žebra (6) (5a) a druhý vnějších hran (γ), přičemž (K) třecích žeber dosedací plocha základovému obrysu (5) hlavy (1) k dříku (2).

   Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 1, vyznačující se tím, přibližně 90° a druhý úhel (β) přibližně

   Šroub se zápustnou hlavou vyznač ve kterém u j í c í s je uspořádán svou axiální podle první nároku úsek že nedosahuje procent axiální délky (H_A) že první úhel (a) činí 40° až 60°.

   nebo 2, první úsek (5a) hlavy, délkou (H_b) dosedací plochy (4).

   více než přibližně 60

   Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že druhý úsek (5b) hlavy, ve kterém je uspořádán druhý úsek (6b) hrany třecích žeber (6), nedosahuje svou axiální délkou (H_c) více než přibližně 60 procent axiální délky (H_A) dosedací plochy (4).

   00 00 0 · ·. 0 0 · · 0 0 0 » 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0· 0 0
5. 5. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že třecí žebra (6) svým podélným rozměrem (L_R) probíhají po povrchových přímkách dosedací plochy (4), jejichž projekce (P) dopadá na hlavou (1) probíhající úsek podélné osy šroubu (X - X) .
6. 6. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že závit (3) má hranu (7) závitu, probíhající aspoň úsekově s konstantním vnějším poloměrem (A), přičemž první úsek (6a) hrany třecích žeber (6) je uspořádán v prstencové oblasti, která je -při pohledu zdolaohraničena na vnější straně přibližně vnějším poloměrem (R_K) hlavy (1) a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem (A).
7. 7. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se t i m, že závit (3) má hranu (7) závitu probíhající aspoň úsekově s konstantním vnějším poloměrem (A) po dříku (2), přičemž druhý úsek (6b) hrany třecích žeber (6) je uspořádán v prstencové oblasti, která je při pohledu zdola- na vnější straně ohraničena přibližně vnějším poloměrem (A) závitu (3) a na vnitřní straně přibližně vnějším poloměrem (R_s) dříku (2).

   Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že třecí žebra (6) mají vždy dvě zejména vzájemně symetricky uspořádané boční plochy (6c, 6d) vyznačující se v každém z úseku (5a, 5b) hlavy vždy konvexním tvarem.

   9. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c i s e t í m, že vnější hrany (K) třecích žeber (6) jsou tvořené plochami hran (šířka Β), s kterým hraničí boční plochy (6c, 6d) .

   'fž '55 •9 9
8. 9 *·· 9< 99

   9 9·

   99999·

   9 9 · 9 &

   9 9 9 9 • 9 9 ·

   9 9 999 9

   9 9 9 ·» 99
9. 10. Šroub se zápustnou hlavou podle nároku 9, vyznačující se tím, že šířka (B) ploch hran (šířka B) činí přibližně 0,3 až 0,7 mm.
10. 11.

    Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že dosedací plocha (4) odskakuje vůči základovému obrysu (5) hlavy (1) po podélném rozměru (L_R) třecích žeber (6) s měnící se výškou (H_R) , určenou zejména kruhovým obloukem (poloměr R).
11. 12. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 11, •i vyznačuj ící se t i m, že výška (H_R) vnější hrany (K) třecích žeber (6) narůstá po podélném rozměru (L_R) třecích žeber (6) od hodnoty nula relativně k dosedací ploše (4) aspoň úsekově v prvním úseku (5a) a aspoň úsekově klesá v druhém úseku (5b) hlavy a končí hodnotou nula relativně k dosedací ploše (4).
12. 13. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že maximální hodnota výšky (H_r) třecích žeber (6) relativně k dosedací ploše (4),zejména

    při vnějším poloměru (R_K) hlavy (1) 4 až 5 mm, činí přibližně 0,3 až 0,7 mm. 14 . Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 13, vyznačuj ící s e dvěma až osmi, zejména čtyřmi třecími žebry. 15. Šroub se zápustnou hlavou podle jednoho z nároků 1 až 14, vyznačující s e t í m, že minimálně některá třecí žebra (6) ve svém prvním úseku (6a) hran obskakují vůči

    základovému obrysu (5) hlavy (1) - při pohledu od dříku (2) směrem ven nadmírou (M).