CZ289606B6 - ©roub pro připevnění kovových a/nebo plastových profilů nebo desek na podkladu - Google Patents

Abstract

roub (1) pro p°ipevn n kovov²ch a/nebo plastov²ch profil (10) nebo desek omezen²m to iv²m momentem na podkladu (11), kter² sest v z d° ku (2) s vrtac m ·sekem (4) a z vitov²m ·sekem (5) a z ·chytn ho ·seku pro nasazen roubovac ho n stroje. Na ·chytn² ·sek navazuj c ku elovit² ·sek (6) d° ku (2) se roz i°uje sm rem k tomuto ·chytn mu ·seku, p°i em tento ku elovit² ·sek (6) d° ku (2) je v d sledku za roubov n roubu (1) do pevn ho podkladu (11) vznikaj c axi ln s ly vta en za zv² en to iv ho momentu do otvoru (14), do kter ho roub (1) zasahuje, p°i em pr m r (DK) konce ku elovit ho ·seku (6) sm rem k ·chytn mu ·seku je v t ne pr m r otvoru (14) v p°ipev ovan m profilu (10), kter²m roub (1) proch z , a t m tak v t ne pr m r (DB) vrtac ho ·seku (4).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu pro připevnění kovových a/nebo plastových profilů nebo desek omezeným točivým momentem na podkladu, který sestává z dříku s vrtacím úsekem a závitovým úsekem a z úchytného úseku pro nasazení šroubovacího nástroje.

Dosavadní stav techniky

Právě při připevňování profilů nebo desek na podklad se vyskytují problémy v tom směru, že tyto se musejí připevnit tak, aby byly k podkladu pevně přitlačeny. Jestliže se poměrně tuhé profily nebo desky podle okolností navíc ještě protahují, popřípadě jsou zkrouceny v podélném směru, pak se tyto problémy ještě zvětšují. V těchto případech pravidla nelze u šroubovacího nástroje pracovat s hloubkovým dorazem. I při použití momentových spojek jsou však problémy s okamžikem vypnutí, protože točivý moment se po dosednutí šroubové hlavy na připevňovaný profil zvyšuje spojitě a vypnutí šroubovacího nástroje se má odvodit od tohoto zvyšování. Zastavení dalšího utahování šroubu je pak také nezávislé na tom, zda připevňovaný kovový a/nebo plastový profil nebo deska již přiléhá na podklad či nikoli.

Z dokumentu DE-OS 21 57 212 je již znám šroub, u kterého je na konci dříku u hlavy vytvořen kuželovitý úsek, který tvoří zesílení dříku pro kompenzaci zeslabení tohoto dříku otvorem pro zasazení šroubováku. Na spodní straně hlavy tohoto známého šroubu jsou kromě toho vytvořeny břity, kterými se má v předmětu vyříznout vybrání, aby hlava šroubu byla takto do předmětu zapuštěna.

Kromě toho je z dokumentu DE-OS 22 38 191 známo připevňovací zařízení, které vždy sestává ze šroubu a matice. Šroub je přitažením matice vtahován do vyvrtaného otvoru, neotáčí se tedy. Kuželovitý úsek šroubu je přitom dimenzován tak, že třecí síla vznikající při přitahování matice znemožní otáčení dříku v otvoru. Tímto třením by nebylo možno vypnout šroubovací nástroj, který se vypíná v závislosti na točivém momentu.

Šroub v úvodu popsaného druhu je sice znám z dokumentu DE-40 19 157 Cl, zašroubovává se však do podkladu s malou pevností proti vytažení, jako je například plynobeton. Při zašroubovávání tohoto známého šroubu do podkladu je tímto podkladem vytvářena jen zanedbatelná axiální síla. U známého šroubu se tudíž zvýšení točivého momentu za účelem odpojení šroubovacího nástroje vytváří mezi šroubovou hlavou a podložkou, která je opatřena zápustným otvorem, buď tangenciálně tvarovým stykem, kdy se na šroubové hlavě vytvořené rýhování zařízne do podložky, nebo materiálovým spojením mezi dvěma vrstveními na šroubové hlavě, popřípadě na protilehlém zápustném otvoru. Při použití tohoto známého šroubu k připevnění kovových a/nebo plastových profilů nebo desek omezeným točivým momentem na podkladu by k ukončení dalšího zašroubovávání došlo nezávisle na tom, zda připevňovaný profil nebo deska na podklad přiléhá či nikoliv. U tohoto šroubu je v oblasti šroubové hlavy vytvořeno profilování, které vnikne do materiálu podložky, aby se při bezprostředním styku s podložkou prudce a výrazně zvýšil moment při zašroubovávání šroubu. Toto se požaduje u šroubů, které se mají zašroubovat do podkladu s malou pevností proti vytažení, například do podkladu z pórobetonu. U šroubu podle vynálezu toto není úkolem a také není použito zmíněné profilování. Vzrůstající tření mezi kuželovitým úsekem a vyvrtaným otvorem se využívá spíše k vypnutí šroubovacího nástroje v závislosti na točivém momentu.

Úkolem vynálezu je tedy zdokonalit takový šroub, jaký byl popsán v úvodu, tak, aby jím připevňovaný profil nebo deska v konečném stavu pevně a plně přiléhaly k podkladu.

-1 CZ 289606 B6

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých šroubů tohoto druhu do značné míry odstraňuje šroub pro připevnění kovových a/nebo plastových profilů nebo desek omezeným točivým momentem na podkladu, který sestává z dříku s vrtacím úsekem a závitovým úsekem a z úchytného úseku pro nasazení šroubovacího nástroje, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na ůchytný úsek navazující kuželovitý úsek dříku se rozšiřuje směrem k tomuto úchytnému úseku, přičemž 10 tento kuželovitý úsek dříku je v důsledku zašroubování šroubu do pevného podkladu vznikající axiální síly tažen za zvýšení točivého momentu do otvoru, do kterého šroub zasahuje, a že průměr konce kuželovitého úseku směrem k úchytnému úseku je větší než průměr otvoru v připevňovaném profilu, kterým šroub prochází, a tím také větší než průměr vrtacího úseku.

Šroub podle vynálezu se zašroubovává do podkladu s vysokou pevností proti vytažení. Popsanými opatřeními podle vynálezu se již při zašroubovávání šroubu po jedné nebo více otáčkách dosáhne toho, že připevňovaný kovový a/nebo plastový profil je předepnut směrem k podkladu a tedy k tomuto podkladu přitlačen. Velká axiální síla, která přitom vznikne, vtáhne kuželovitý úsek dříku šroubu podle vynálezu za zvýšení točivého momentu do otvoru, kterým šroub 20 prochází, takže k odpojení šroubovacího nástroje dojde teprve poté, kdy připevňovaný profil nebo deska v konečné poloze plně plošně přiléhá na podklad. Kuželovitý úsek dříku, tedy kužel, který navazuje na šroubovou hlavu, zásluhou odpovídajícího tření ve vyvrtaném otvoru, svěmého účinku a svého kuželovitého provedení působí na připevňovaný profil sílou ve směru šroubování, takže k odpojení šroubovacího nástroje dojde teprve poté, kdy připevňovaný profil 25 nebo deska plošně přiléhá na podklad.

Příslušnou momentovou spojku je přitom jednoduše třeba nastavit tak, aby vypnula teprve při příslušně velkém točivém momentu. V tomto okamžiku je však připevňovaný profil již působením kuželovitého úseku plně přitlačen k podkladu, takže se již jedná jen o to, aby se šroubovací 30 nástroj při dosažení odpovídajícího točivého momentu vypnul, jakmile se s využitím svěmého účinku kužele dosáhne odpovídajícího točivého momentu pro odpojení šroubovacího nástroje.

Působením kuželovitého úseku na stěnu otvoru se navíc dosáhne mimořádně dobrého zajištění proti zpětnému povolení šroubu. Povrch kuželovitého úseku se nachází prakticky v přesném 35 styku se stěnou otvoru, přičemž protažené nebo zkroucené profily mají ostatně snahu se vrátit do své výchozí polohy. Zásluhou toho působí na šroub přídavná pružná síla, která v souvislosti s kuželovitým úsekem ještě posiluje zajištění tohoto šroubu proti zpětnému povolení.

Je zřejmé, že začátek kuželovitého úseku musí vycházet ze dříku, popřípadě z úseku dříku bez 40 závitu, protože tento kuželovitý úsek má být za dříkem jednoduše zaveden do otvoru vyvrtaného v připevňovaném profilu. Poté je však žádoucí, aby kuželovitý úsek přišel pokud možno rychle a účinně do styku se stěnou vyvrtaného otvoru, aby se takto optimálně dosáhlo předepnutí v axiálním směru. Přitahovací moment a tím také axiální předepnutí tedy působí na připevňovaný profil pouze v poměrně krátké oblasti zašroubovávání šroubu před konečným zastavením 45 přitahování šroubu.

Kuželovitým úsekem se dosáhne také toho, že optimální připevnění na podkladu je možné i tehdy, když tento podklad je případně z tenkého plechu nebo jiného tenkého materiálu. Protože příslušné zvýšení točivého momentu je prakticky vyvoláváno kuželovitým úsekem, nemůže dojít 50 ke stržení závitu v podkladu.

Podle vynálezu je dále navrženo, že kuželovitý úsek dříku dosahuje až bezprostředně k úchytnému úseku, popřípadě až ke spodní straně úchytného úseku, provedeného jako šroubová hlava. Tím je zajištěno, že vyvrtaný otvor se trvale rozšiřuje až do konečného přitažení šroubu. Tím se

-2CZ 289606 B6

I také dosáhne trvale se zvyšujícího točivého momentu, který může být snímán šroubovacím nástrojem s nastavitelnou reakcí na točivý moment.

Je přitom třeba dbát zvláště na to, že vypnutí v závislosti na točivém momentu musí proběhnout zcela přesně, protože při příliš opožděném vypnutí by podle okolností mohlo dojít k poškození záběru závitu v podkladu, takže připevnění samo o sobě by pak bylo opět neúčinné.

Dále může být výhodné, jestliže průměr kuželovitého úseku dříku na konci směrem k úchytnému úseku je větší než vnější průměr závitového úseku dříku. Protože šroub je opatřen vrtacím úsekem a sám si vytváří průchozí otvor v připevňovaném profilu a také otvor v podkladu, je samozřejmě také závitový úsek prošroubován skrze připevněný profil. Ve vyvrtaném otvoru v připevňovaném profilu nebo desce je tedy napřed vyříznut odpovídající závit, takže axiálního předepnutí kuželovitým úsekem se má dosáhnout v otvoru v připevňovaném profilu, který je takto opatřen závitem. Vytvořené chody závitu jsou tedy kuželovitým úsekem opět prakticky zatlačeny, popřípadě zploštěny, v důsledku čehož je tření kuželovitého úseku vůči stěně otvoru přinejmenším v průběhu několika prvních otáček menší, než by bylo v případě hladké stěny tohoto otvoru.

Právě v případě, kdy záleží na přesném nastavení hloubky záběru šroubu, to jest jestliže jako šroubová hlava provedený úchytný úsek šroubu musí vždy přesně dosednout na povrch připevňovaného profilu, popřípadě připevňované desky, může být přídavně použito opatření spočívající v tom, že jako šroubová hlava provedený úchytný úsek šroubuje na své spodní straně opatřen výstupky a/nebo prohlubněmi. Potom je možné, aby se momentová spojka šroubovacího nástroje nastavila tak, že se šroubovací nástroj nevypne již působením kuželovitého úseku, nýbrž teprve poté, co výstupky a/nebo prohlubně na spodní straně šroubové hlavy způsobí náhlé a přiměřeně velké zvýšení točivého momentu, to jest teprve tehdy, když šroubová hlava plně dosedne na připevňovaný profil, popřípadě na připevňovanou desku. Zásluhou již předtím probíhajícího působení kuželovitého úseku je připevňovaný profil, popřípadě připevňovaná deska, již plně přitlačen k podkladu, takže se pak jedná již jen o to, aby se v důsledku značného zvýšení točivého momentu vypnul šroubovací nástroj.

Přehled obrázků na výkresech

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

- na obr. 1	boční pohled na šroub podle vynálezu;
- na obr. 2	řez v rovině II-II z obr. 1;
- na obr. 3	zvětšený řez částí III šroubu z obr. 1;
- na obr. 4	řez příkladem použití šroubu podle vynálezu, při kterém se na pevném podkladu připevňují profily;
- na obr. 5	dílčí pohled na šroub v průběhu zašroubovování, šroub přitom prochází částí připevňovaného profilu; a
- na obr. 6	dílčí pohled na šroub v zašroubovaném stavu, přičemž je znázorněna i část připevňovaného profilu, která bezprostředně obklopuje tento šroub.

-3CZ 289606 B6

Příklady provedení vynálezu

Šroub 1 podle vynálezu sestává z dříku 2 a z úchytného úseku, který je tvořen šroubovou hlavou 3. Dřík 2 je na svém konci opatřen vrtacím úsekem 4 a dále závitovým úsekem 5. Kuželovitý úsek 6 dříku 2, který navazuje na šroubovou hlavu 3, se směrem ktéto šroubové hlavě 3 kuželovité rozšiřuje. Šroubová hlava 3 je na své spodní straně 7 opatřena výstupky 8 a/nebo prohlubněmi 9. Tyto výstupky 8 a/nebo prohlubně 9 mohou být tvořeny žebry, drážkami, 10 vlnitými žebry, zdrsněním, jednotlivými hroty, pilovitými žebry nebo podobně. Jedná se o to, aby při zašroubovávání šroubu 1 působil trvalý a případně skokově extrémně se zvyšující točivý moment, který ve správném okamžiku způsobí vypnutí šroubovacího nástroje, který je opatřen odpovídající momentovou spojkou. Je přitom nerozhodné, zda tato momentová spojka reaguje mechanicky nebo elektronicky nebo zda se použije hydraulická regulace.

Kuželovitý úsek 6 dříku 2 navazuje bezprostředně na spodní stranu 7 šroubové hlavy 3. Průměr DK konce kuželovitého úseku 6 u šroubové hlavy 3 je větší než průměr otvoru 14 v připevňovaném profilu 10, kterým šroub 1 prochází. Průměr DK je tedy přirozeně také větší než průměr DB vrtacího úseku 4. Aby se dosáhlo optimální funkce, je průměr DK kuželovitého úseku 6 20 u šroubové hlavy 3 větší než vnější průměr DG závitového úseku 5 dříku 2. Šroub 1 slouží k připevňování profilů 10 na podkladu 11, jak je toto patrné například z obr. 4. Ve znázorněném příkladu provedení se na podkladu 11, který může být rovněž z kovových profilů, například z hliníkových nebo ocelových profilů, připevňují kovové profily 10, například hliníkové profily.

V připevňovaných profilech 10 mohou být vytvořena odpovídající vybrání nebo podlouhlé 25 drážky 12 a připevňování se provádí v těchto drážkách 12. Šroubové hlavy 3 jsou takto v zašroubovaném stavu zapuštěny ve vnějším povrchu 13 profilu 10. Šroub 1 podle vynálezu se však stejně dobře může použít i pro připevnění plastových profilů na odpovídajícím podkladu 11 z plastových profilů nebo také z kovových profilů.

Jak je patrné z obr. 4 a 5, vytvoří se při zašroubovávání šroubu 1 pomocí vrtacího úseku 4 nejdříve otvor 14 v připevňovaném profilu JO. Závitový úsek 5, který navazuje na vrtací úsek 4, pak v otvoru 14 připevňovaného profilu 10 vytvaruje odpovídající závit 15. Vrtací úsek 4 pak dosedne na podklad 11 a vyvrtá tam odpovídající otvor, do kterého se pak opět může zaříznout závitový úsek 5. Závitovým úsekem 5 se dosáhne mechanického připevnění v podkladu H.

Bezprostředně po vyvrtání otvoru v podkladu 11 začne působit kuželovitý úsek 6 na konci dříku 2 u šroubové hlavy 3, který se vlisuje do stěny otvoru 14, popřípadě do závitu 15, vytvořeného v tomto otvoru 14. Zásluhou kuželového tvaru tohoto kuželovitého úseku 6 je připevňovaný profil 10 v průběhu zašroubovávání šroubu 1 předepnut ve směru 16 přitahování, takže spodní oblasti 17 připevňovaných profilů 10 jsou pevně přitlačeny k horní straně 18 podkladu H· 40 Dosáhne se odpovídajícího přítlaku v osovém směru, takže připevňované profily 10 jsou vždy spolehlivě a plně přitlačeny k pevnému podkladu 11 a přiléhají na tento podklad 11. Rádné přilehnutí těchto profilů 10 je zajištěno i v případě, že se tyto profily 10 případně protáhnou nebo zkroutí.

Z obr. 6 je přídavně patrné, že působením kuželovitého úseku 6 může dojít k vytlačení materiálu na spodní straně vyvrtaného otvoru 14, takže po obvodu šroubu 1 vznikne vystupující obruba 19.

V závislosti na materiálu připevňovaného profilu 10 dojde také k větší či menší, popřípadě k žádné deformaci kuželovitého úseku 6.

Při takovém použití šroubu 1 podle vynálezu, kdy se tedy musí dbát na přesné nastavení hloubky, musí být pouze zajištěno, aby se vkládaným kuželovitým úsekem 6 dosáhlo potřebného přítlaku a dosednutím spodní strany 7 šroubové hlavy 3, která je opatřena zmíněnými výstupky 8 a/nebo prohlubněmi 9, náhlého zvýšení točivého momentu.

-4CZ 289606 B6

Lze si také představit, že kuželovitý úsek 6 nebude pokračovat až bezprostředně ke spodní straně 7 šroubové hlavy 3, nýbrž že na tento kuželovitý úsek 6 bude například navazovat krátký válcový úsek, který pak bude přecházet ve spodní stranu 7 šroubové hlavy 3. Přijetí materiálu vytlačeného vlisováním kuželovitého úseku 6 by bylo umožněno prstencovou drážkou ve spodní straně 7 šroubové hlavy 3.1 v tomto případě je pak přesto možné, aby v další prstencové oblasti spodní strany 7 šroubové hlavy 3 byly vytvořeny zmíněné výstupky 8 a/nebo prohlubně 9, aby bylo zajištěno potřebné prudké zvýšení točivého momentu.

Na výkresech se vychází ze šroubu 1 s válcovou šroubovou hlavou 3. V této šroubové hlavě 3 je vytvořen středový otvor 20 pro nasazení šroubovacího nástroje. Lze si však v rámci vynálezu představit, že šroub 1 bude místo válcovou šroubovou hlavou 3 opatřen vnějšími úchytnými prvky a šroubová hlava bude pak provedena například jako zapuštěná.

Jestliže nezáleží na přesném nastavení hloubky proniknutí šroubu J, to jest jestliže jsou takové šrouby 1 po odpovídajícím přitažení překryty plášťovými prvky nebo podobně, nebo jestliže šroubovací nástroj lze přesně nastavit tak, aby k náhlému vypnutí tohoto šroubovacího nástroje došlo i při dosednutí hladké spodní strany 7 šroubové hlavy 3, nejsou pak zapotřebí žádné výstupky 8 a/nebo prohlubně 9 na spodní straně 7 šroubové hlavy 3.

Jestliže při přitahování šroubu 1 k vypnutí šroubovacího nástroje postačí prostě vznik dostatečně vysokého točivého momentu, postačí pak samotný kuželovitý úsek 6, takže pak vůbec není zapotřebí šroubová hlava 3. Je pak jednoduché vytvořit úchyt pro utahování, který může být proveden jak jako vnitřní, tak i jako vnější. Lze si například představit, že takové šrouby 1 budou opatřeny vnějším nebo vnitřním šestihranem, popřípadě jinými vnějšími nebo vnitřními úchyty. Průměr příslušného úchytného úseku může být v tomto případě stejný nebo menší či také nepatrně větší než příslušný konec kuželovitého úseku 6.

Zásluhou velkého zvýšení točivého momentu při záběru kuželovitého úseku 6 je spolehlivě zajištěno, že vypnutí šroubovacího nástroje nastane dříve, než by došlo k případnému poškození závitu v podkladu 11, takže šroub 1 podle vynálezu lze s výhodou použít také pro tenké plechy nebo obecně pro podklad 11 z tenkého materiálu. Kuželovitým úsekem 6 je také zaručeno pojištění proti zpětnému povolení šroubu 1.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Šroub pro připevnění kovových a/nebo plastových profilů (10) nebo desek omezeným točivým momentem na podkladu (11), který sestává z dříku (2) s vrtacím úsekem (4) a závitovým úsekem (5) a z úchytného úseku pro nasazení šroubovacího nástroje, vyznačující se tím, že na úchytný úsek navazující kuželovitý úsek (6) dříku (2) se rozšiřuje směrem k tomuto úchytnému úseku, přičemž tento kuželovitý úsek (6) dříku (2) je v důsledku zašroubování šroubu (1) do pevného podkladu (11) a tím vznikající axiální síly tažen za zvýšení točivého momentu do otvoru (14), do kterého šroub (1) zasahuje, a že průměr (DK) konce kuželovitého úseku (6) směrem k úchytnému úseku je větší než průměr otvoru (14) v připevňovaném profilu (10), kterým šroub (1) prochází, a tím také větší než průměr (DB) vrtacího úseku (4).

2. Šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že kuželovitý úsek (6) dříku (2) dosahuje až bezprostředně k úchytnému úseku, popřípadě až ke spodní straně (7) úchytného úseku provedeného jako šroubová hlava (3).

-5CZ 289606 B6

3. Šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že průměr (DK) kuželovitého úseku (6) dříku (2) na konci směrem k úchytnému úseku je větší než vnější průměr (DG) závitového úseku (5) dříku (2).

5 4. Šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že úchytný úsek, provedený jako šroubová hlava (3), je na své spodní straně (7) opatřen výstupky (8) a/nebo prohlubněmi (9).