CZ229192A3 - Screw - Google Patents

Description

2Dlast_ techniky.

Vynález se týká šroubu se zahloubením nebo s výstupkem pro vložení nebo nasazení nástroje, případně pro vytvoření poháněcího provedení šroubu.

_2-_techniky

U známého provedení šroubu je zahloubení pro vložení šroubováku vytvořeno ve tvaru kříže, takže takový šroub je také nazýván jako šroub s křížovým zářezem. Boční stěny zahloubení, které slouží pro přenos kroutícího momentu vytvářeného obsluhou, působí v určitém sklonu vzhledem k podélnému řezu šroubu. Při působení kroutícího momentu se část síly na podkladě tohoto šikmého průběhu převádí na sílu, která se snaží vytlačit šroubovák ze zářezu. Při šroubu s obtížným chodem se proto vytváří tendence vytlačující šroubovák ze zářezu. Z tohoto důvodu je rotační síla, která je k dispozici pro zašroubování šroubu, omezena. Šikmý průběh bočních stěn je přitom žádoucí pro dosažení dobrého usazení a pro vystředění šroubováku při jeho uložení.

Je rovněž známé vytvářet v hlavách šroubů zahloubení, jejichž boční stěny jsou upraveny rovnoběžně s podélnou osou šroubu. V takovém případě nevznikají silové složky, které by se snažily vytlačit šroubovák ze zářezu, avšak vznikají jiné problémy. Aby se umožnilo vložení nástroje, musí tento nástroj mít o něco menší rozměry než zahloubení. fo znamená, že kolem nástroje musí být ze všech stran

- 2 k dispozici štěrbina. Při působení kroutícího momentu se však potom uskuteční dosednutí nástroje jen na jednotlivých výstupcích, přičemž toto dosednutí je zpravidla jen přímočaré. Prihlédneme-li ještě k tomu, že nástroj a/nebo šroub se může na podkladě výrobou podmíněných tolerancí lišit od ideálního požadovaného tvaru, může dojít k takovým případům, že se z většího počtu dosedacích ploch v podstatě využívají jen dvě. Příkladem pro takový tvar zahloubení je šestihranné zahloubení nebo zahloubení, které je vymezeno navzájem se dotýkajícími kruhovými oblouky. Ty mohou být zahnuty střídavě směrem dovnitř a navenek, nebo také všechny ve stejném směru.

U poháněcího provedení, které je známé z W0-83/02983, jsou upraveny konvexně vyklenuté boční plochy, jejichž vzájemné dotykové hrany střídavě vytvářejí směrem navenek a směrem dovnitř upravené hrany.

Dále je z DE-A1-35 01 414 známý šroub, u kterého má zahloubení pro pohon a stejně tak příslušný nástroj jednotlivá radiální křídla s radiálními rovinnými bočními stěnami. Vnější strany křídel dosedají na kuželovitou plochu nebo plochu ve tvaru pyramidy, která je souosá s podélnou osou šroubu. Vzhledem k radiálně upraveným bočním plochám křídel mají tyto navenek vzrůstající šířku, která však nepřispívá k pevnosti nástroje. U tohoto tvaru, který je odlišný od matematicky požadovaného tvaru nástroje pro zašroubovávání šroubu se vytvářejí dotyky na jednotlivých křídlech ve tvaru čar, přičemž případně může dojít k dosednutí jen na jediném ze šesti křídel.

U dalšího známého tvaru hlavy šroubu, který je známý z US-A- 3,584,667, je vnější obvod válcového vybrání, případně válcového výstupku tvořen střídavě směrem dovnitř a navenek směřujícími, tečně do sebe navzájem přecházejícími kruhovými oblouky, přičemž směrem dovnitř směřující kruhové oblouky mají dvojnásobný průměr ve srovnání s navenek směřujícími oblouky. V důsledku tohoto vytvoření je dosedací plocha mezi nástrojem a šroubem zvětšena a neleží již jen v jedné čáře. Současně vzhledem k nutné štěrbině mezi nástrojem a hlavou šroubu vznikají síly, které působí na nástroj napříč k podélnému směru. To sice vede k lepšímu dosednutí pro přenos kroutícího momentu, avšak může být také příčinou toho, že nástroj není uspořádán ve středu.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit poháněči provedení šroubu, u kterého by bylo zabezpečeno dobré vedení nástroje ve šroubu jakož i přenos vysokého kroutícího momentu, aniž by vznikalo nebezpečí vytlačení nástroje. Tento šroub má být vhodný zejmena pro strojní zašroubovávání. Životnost nástrojů pro výrobu tohoto šroubu se má prodloužit.

Pro řešení tohoto úkolu se podle vynálezu navrhuje šroub s význaky nezávislých patentových nároků. Další výhodná vytvoření jsou předmětem dalších patentových nároků. Pro ovládání šroubu podle vynálezu se podle vynálezu návrhu je šroubovák s význaky odpovídajících nároků. Pod pojmem šroubovák se přitom rozumí každý nástroj pro pohánění šroubu, tedy také například klíč.

Tím, že ty části boční steny, které nejsou upraveny na kuželové ploše, jsou v podstatě rovnoběžné k ose otáče4 ní šroubu, tedy v každém podélném řezu jsou rovnoběžné s osou otáčení šroubu, nevytvářejí se žádné silové složky, které by vytlačovaly šroubovák ze zahloubení nebo umožňovaly sklouznutí šroubovacího klíče z výstupku. Kuželové plochy na šroubu a/nebo nástroj pro otáčení šroubu nemohou způsobit takové odření nástroje, protože nemají žádné radiálně upravené plošné části.

U šroubu podle vynálezu se uskutečňuje vedení nástroje na kruhové kuželové ploše, zatímco pro přenos nástroje slouží přes kuželové plochy navenek nebo dovnitř vystupující nekruhové části. Prostřednictvím vedení se současně uskutečňuje vystředování nástroje, takže ani na podkladě tolerancí nerovnoměrně vytvořené nástroje a/nebo šrouby na sebe nedosedají nerovnoměrně.

Kuželová plocha může být u zahloubení vytvořena jak ve vnitřní oblasti bočních stěn, tak i v jejich vnější oblasti. Proto bude v dalším také hovořeno o vnitřním a vnějším kuželu.

Přehled obrázků_na_výkresech

Další znaky, podrobnosti a výhody provedení podle vynálezu vyplývají z následujícího popisu výhodných příkladů provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn půdorys poháněcího konce šroubu, ve kterém je uspořádáno zahloubení. Na obr. 2 je schematicky znázorněn bokorys volného konce nástroje pro otáčení šroubem.

Na obr. 3 je schematicky znázorněn řez poháněcím kon-ocem šroubu podle obr. 1.

Na obr» 4 je schematicky znázorněn axonometrický pohled na konec nástroje podle obr. 3.

Na obr. 5 je schematicky znázorněn půdorys poháněcího konce šroubu se zapuštěnou hlavou s pozměněným poháněcím vybráním. Na obr. 6 je znázorněn podélný řez poháněcího konce šroubu se zapuštěnou hlavou podle obr. 5.

Fříklady^provedení_vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna hlava šroubu, jaká může být uspořádána na konci šroubu K V tomto konci šroubu 1- je vytvarováno zahloubení 2, což lze provést například protlačováním za studená nebo podobně. Zahloubení 2 slouží pro uložení nástroje pro pohánění šroubu 1^ například šroubováku nebo šroubovákové vložky. Aby se umožnilo přenášení kroutícího momentu, vytváří boční stěna 3 zahloubení 2 obrys, který je odchylný od kruhového tvaru. U znázorněného příkladu provedení je vnější obrys tvořen šesti navenek zahnutými kruhovými oblouky 4, které jsou navzájem spojeny dovnitř vyhnutými kruhovými oblouky přičemž tyto dovnitř vyhnuté kruhové oblouky 5 mají dvojnásobný poloměr. Boční stěna 3 zahloubení 2 je ve své radiálně dovnitř směřující oblasti, tedy v oblasti dovnitř vyhnutých kruhových oblouků 5, tvořena kuželovými plochami 6, které jsou rovnoměrně rozděleny po obvodu zahloubení 2_ a leží na kuželové ploše, Kuželová plocha 6. patří k myšlenému kuželu, který je orientován tak, že špička kuželu směřuje do zahloubení 2.

Místo zahloubení 2, jehož vnější obrys je tvořen stři6 dave konkávně a konvexně zakřivenými oblouky, je možné uspořádat také takové zahloubení v hlavě šroubu, jehož vnější obrys’ je tvořen pravidelným víceúhelníkem, například šestiúhelníkem. Také v tomto případč|jsou upraveny jednotlivé části boční stěny vzhledem k pevnému poloměru střídavě navenek a donitř. Také v tomto případě může být zahloubení v oblasti vnitřního okraje bočních stěn vytvořeno takovými kuželovými plochami o.

Příčný řez na obr. 3 znázorňuje zahloubení 2 z boku. Příčný řez na obr. 3 je upraven v rovině podle čáry III - III na obr. 1, to znamená, že prochází podél největšího příčného rozměru zahloubení 2. Boční stěny, které jsou patrny vpravo a vlevo v příčném řezu, patří tedy k ven vyhnutým kruhovým obloukům 4, přičemž je zde patrno, že tyto boční stěny ΊΓ jsou upraveny rovnoběžně s podélnou osou, případně s osou otáčení šroubu.

Mezi vždy dvěma ven vyhnutými kruhovými oblouky 4 je patrná vždy jedna pláštová kuželová plocha 6. Tyto kuželové plochy 6 jsou vytvořeny tak, že se dovnitř zahloubení 2 ve své šířce a ve své vzdálenosti od osy otáčení zmenšují. Vytvářejí tedy tvar komolého kužele.

Jak je patrno z půdorysu na obr. 1, tak i z řezu na obr. 3, je na vnějším konci 8 zahloubení 2 průměr 9 kužele, na kterém leží kuželové plochy 6, menší než maximální příčný rozměr zahloubení 2, který je definován vzdáleností obou bočních stěn T_. Na obr. 1 je zakreslen průměr kužele v oblasti dna 10 zahloubení 2. stejně velký jako minimální příčný rozměr 11 zahloubení 2«

Pokud by se kuželové plochy neupravily v radiální vnitř7 ní oblasti zahloubení 2, ale v radiální vnější oblasti, potom by byl průměr kuželu na vnějším konci 8 zahloubení 2 stejně velký jako maximální příčný průměr a na dnu 10 by byl větší než minimální příčný rozměr 11.

Na obr. 2 je znázorněn konec šroubovákové vložky, prostřednictvím které je možné pohánět šroub podle obr, 1 a 3» Na konci nástroje je uspořádán výstupek ,15, který má prstencově jej obklopující boční stěnu 16. Boční stěna 16 je tvořena navenek směřujícím kruhovým obloukem 17, přičemž mezi těmito kruhovými oblouky 17 jsou uspořádány kruhové obloukové úseky 18, které jsou vyhnuty dovnitř a mají dvojnásobný poloměr. Půdorys konce podle obr, 2 by nebyl od obr, 1 rozlišitelný. V radiální vnitřní boční stěnové oblasti je boční stěna 16 tvořena kuželovými plástovými plochami 19, které všechny leží na jednom kuželu, špička kuželu podle obr. 2 směřuje vzhůru, tedy ve směru od konce nástroje, případně do zahloubení 2. podle obr, 2.

Na volném konci 20 výstupku 15 je průměr kužele shodný s minimálním příčným rozměrem výstupku 15, zatímco na ·. tom konci výstupku 15, který je odvrácený od volného konce, je průměr kužele menší než maximální příčný rozměr 11 výstupku 15.

Volný konec výstupku 15 je tvořen velmi plochým kuželem 21, který zhruba odpovídá kuželovitému dnu 10 zahloubení 2.

Na obr, 4 je znázorněn axonometrický pohled na uspořádání podle obr. 2. Aby bylo možné lépe znázornit plochý tvar kužele 21, jsou zakresleny jednotlivé čáry, které však nepředstavují žádná žebra nebo podobně.

Pokud se vloží nástroj s výstupkem 15 podle obr· 2 do zahloubení 2 hlavy šroubu, dosednou kuželová plástová plocha 19 a kuželová plocha 6 na sebe navzájem. Vedou nástroj bez vůle při otáčení kolem osy otáčení, případně podélné osy šroubu. Tím dosednou zaoblené výstupky, to je kruhové oblouky 17 nástroje do ven vyhnutých kruhových oblouků 4 boční stěny zahloubení 2. Na podkladě vystředění nástroje vzhledem ke šroubu prostřednictvím obou kuželových ploch 6, 19 dojde k rovnoměrnějšímu dosednutí výstupků průřezu výstupku 15 nástroje. Tím vzniknou při otáčení výlučně takové síly, které působí ve směru otáčení, takže nástroj není vytlačován ze zahloubení 2.

Zatímco na obr. 1 a 3 je znázorněno zahloubení 2 v konci šroubu 1. a obr. 2 a 4 znázorňují doplňkově vytvořené části nástroje, je samozřejmě možné vytvořit také obrácenou úpravu, tedy upravit na konci šroubu 1 výstupek 15, který je znázorněn na obr. 2 a 4, a v nástroji uspořádat zahloubení 2, které je znázorněno na obr. 1 a 3.,

Kuželová plocha nemusí najít svoje uplatnění jen u znázorněného tvaru zahloubení, případně výstupku. Také u normálního zářezu v hlavě šroubu může vést taková kuželová plocha ke zvláště dobrým výsledkům. Taková centrální kuželová plocha u zářezu může například zabránit bočnímu sklouzávání, kter^ může vzniknout u šroubů se zářezem.

Obdobné skutečnosti platí i pro šrouby s křížovým zářezem.

Na obr. 5 a 6 je znázorněn šroub, u kterého má provedení 30 pohonu opět boční stěnu 31, která je na válcové ploše válce. Vnější obrys je tvořen společně upravenými kruhovými oblouky 33, které jsou uspořádány tak, že vytvářejí střídavě navenek směřující výstupky 34 a dovnitř směřující výstupky 35. V oblasti dovnitř směřujících výstupků jsou boční stěny uloženy na kuželové ploše 36, přičemž maximální průměr kuželové plochy 36 je menší něž maximální příčný rozměr vybrání provedení 30 pohonu, zatímco nejmenší průměr kuželové plochy 36 je stejně velký jako nejmensí příčný rozměr vybrání provedení 30 pohonu. Všechny kruhové oblouky 33 jsou přitom orientovány tak, že zakřivení směřuje navenek. Uspořádání kuželové plochy 36 je jasně patrno z obr. 6, ze kterého je patrno, že tyto kuželové plochy 36 jsou uspořádány tak, že navenek směřující výstupky 34 vybrání provedení 30 pohonu zůstávají zachovány, zatímco dovnitř směřující výstupky 35 jsou kuželovou plochou 36 zploštěny.

Také u provedení boční stěny 31 vybrání provedení 30 pohonu, které je znázorněno na obr. 5 a 6, vznikají při pohonu síly, které působí směrem radiálně dovnitř, čímž se nástroj pro pohon šroubu vystředuje na kuželové ploše 36. Ty části boční stěny, které nejsou vytvořeny ve tvaru kužele, mají tedy takový tvar, že kroutící moment při pohonu šroubu vytváří silovou složku v obvodovém směru a silovou složku v radiálním směru. Tvar boční stěny vybrání odpovídá tvaru podle v úvodu uvedeného Vť0-83/02983,

Claims (12)

1. šroub'a provedení jeho pohonu, vyznačující se tím, že je opatřen poháněcím koncem šroubu (1) a v něm upraveným poháněcím provedením ve tvaru zahloubení (2), jehož boční stěna (3), určená pro styk s poháněcím nástrojem v průběhu otočného pohonu, je vytvořena v radiálně vnější a/nebo v radiálně vnitřní oblasti jako válcová plocha odlišná od kruhové válcové plochy a ve zbývající oblasti je upravena na kuželové ploše (6) dovnitř zahloubení (2) se zužujícího kužele.

2. šroub, vyznačující se tím, že je opatřen poháněcím koncem šroubu (1) a na něm upraveným poháněcím provedením ve tvaru poháněcího výstupku, jehož boční stěna určená pro styk s poháněcím nástrojem v průběhu otočného pohonu, je vytvořena v radiálně vnější a/nebo v radiálně vnitřní oblasti jako válcová plocha odlišná od kruhové válcové plochy a ve zbývající oblasti je upravena na kuželové ploše k vnějšímu konci výstupku se zužujícího kužele.

3. Šroub podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kuželová plocha (6) je upravena v radiálně vnitřní oblasti boční stěny (3) poháněcího provedení.

4. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že poháněči provedení má takový tvar, že jeho příčný řez nemá žádnou přímočarou čáru.

5. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že plochy poháněcího provedení pro přenos kroutícího momentu mají takový tvar, že nevytvářejí žádné silové složky v podélném směru šroubu (1).

6. šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že poháněči provedení má takový tvar, že příčný řez jeho válcovou částí je po celé její výšce konstantní.

7. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnější obvod poháněcího provedení střídavě vystupuje dovnitř a navenek.

8. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnější obvod poháněcího provedení má střídavě dovnitř a navenek směřující výstupky,

9. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že plochy poháněcího provedení pro přenos kroutícího momentu mají takový tvar, že při pohonu vytvářejí zhruba radiálně dovnitř působící silové složky.

10. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nejmenší průměr kuželové plochy (6) je shodný s minimálním příčným rozměrem (11) a/nebo největší průměr (9) kuželové plochy (6) je menší než maximální příčný rozměr poháněcího provedení,

11. Šroub podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že části boční stě ny, které nejsou upraveny na kuželové ploše (6), jsou uspořádány v podstatě rovnoběžně s podélnou osou šroubu (1).

12. Nástroj pro otáčení šroubem s poháněcím provedením šroubu podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že má komplementární tvar.

229ί-92