CZ293306B6 - Šroub se samořezným závitem - Google Patents

Abstract

Šroub se samořezným závitem, zejména vytvarovaný válcováním za studena, zejména pro zašroubování do plastu, jehož závitové chody (3) jsou v průřezu vytvořeny ve tvaru nožových břitů s vnějším bočním úhlem (.alfa.) o velikosti asi 30.degree.. Jedna boční plocha (6, 8; 11, 13; 14, 15; 17, 18) závitových chodů (3) má přibližně ve střední třetině zlom (5, 16) směrem dovnitř a vytváří na vnější boční úhel (.alfa.) přímo navazující vnitřní boční úhel (.beta.) mezi zlomem (5, 16) a závitovým dnem (7), přičemž vnitřní boční úhel (.beta.) je roven nebo je větší než jedna třetina vnějšího bočního úhlu (.alfa.). U šroubu (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) se samořezným závitem (32) ukončeným před koncem jeho dříku (33) vytváří volný konec (34) dříku (33) vedení pro zašroubování šroubu (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) do otvoru (41), přičemž závitový konec je tvořen koncovou plochou (36, 45, 46, 53, 62, 72, 75) odřezávající závitový chod (32), orientovanou šikmo k příčnému průřezu šroubu (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) s břitem (43, 58, 65, 68, 71, 74) a základní linií (56, 63, 64, 67), kterou pokračuje závitová patní hrana (60) nacházející se mezi jedním závitovým bokem (49, 54) a pláštěm dříku (33). Základní linie (56, 63, 64, 67) probíhá v od 90.degree. se podstatně odchylujícím úhlu (.delta.) ke směru stoupání úhlu (.gama.) stoupání závitu (32) a břit (43, 58, 65, 68, 71, 74) přechází do závitové vrcholové hrany (40).ŕ

Description

Šroub se samořezným závitem

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu se samořezným závitem, zejména vytvarovaného válcováním za studená, zejména pro zašroubování do plastu, jehož závitové chody jsou v průřezu vytvořeny ve tvaru nožových břitů s vnějším bočním úhlem o velikosti asi 30° . Vynález se také týká šroubu se samořezným závitem, ukončeným před koncem jeho dříku, přičemž volný konec dříku vytváří vedení pro zašroubování šroubu do otvoru.

Dosavadní stav techniky

Šrouby tohoto druhu jsou používány ve velkém rozsahu. Příkladem mohou být šrouby podle DEPS 27 54 870. Při zašroubování těchto šroubů do materiálu tvořeného plastem se materiál vnikajícími částmi závitových chodů vytlačuje, takže kolem průřezu dříku šroubu musí být dostatek prostoru pro vytlačovaný materiál, přičemž tento volný prostor je možno zajistit dostatečným odstupem mezi stěnou otvoru, do kterého je šroub zašroubován, a malým průměrem šroubu. U známých šroubů se tohoto výsledku dosahuje také tím, že ve dnu závitové drážky se vytvářejí zúžení dříku šroubu. To znamená, že plastový materiál vytlačovaný závitem se musí přemísťovat z oblastí závitových chodů, vnikajících do plastu, na dno závitové drážky. Vytlačovaný materiál při tomto přemísťování ztrácí přímé těsné spojení s nevytlačovaným plastovým materiálem, takže se snižuje jeho schopnost pomáhat šroubu zachycovat vytahovací síly. Vytahovacími silami se rozumí síly snažící se vytrhnout zašroubovaný šroub.

Z EP-PS 0 133 773 je dále znám šroub upravený pro zašroubování do plastu a opatřený samořezným závitem, u kterého jsou pro zvětšení hodnoty uvolňovacího momentu boky závitu na jedné straně vytvořeny v přímém tvaru a na druhé straně jsou vytvořeny se zlomem, vyhnutým směrem ven. S tímto tělesným vytvořením závitu však není možno zabránit při vytlačování plastu z míst, kam se zařezávají závity šroubu, ztrátě spojení mezi vytlačovaným a nevytlačovaným materiálem tvořeným plastem.

Také EP-PS 0 476 831 zobrazuje nesouměmé vytvoření závitu šroubu upraveného pro zašroubování do plastu a opatřeného samořezným závitem, přičemž u tělesného vytvoření tohoto šroubu se vychází z toho, že jednotlivé otáčky závitu jsou v osovém řezu na jednom boku ohraničeny přímkou a na opačné straně obloukem, přecházejícím do dna závitové drážky, přičemž také v oblasti oblouku se úhel boku závitu trvale zvětšuje. Tímto řešením se má dosáhnout takového vytlačování plastového materiálu, které by zvýšilo minimální velikost vytahovací síly, potřebné k vytržení šroubu.

Konečně je také známo řešení podle DE-GM 79 25 469, které se týká svařovacího kolíku opatřeného závitem, u kterého slouží závit ktomu, aby na kolík bylo možno natlačit zpracovávaný předmět a tento předmět byl na kolíku držen tím, že se ostré vrcholy závitů vytvořené ve formě břitů zatlačí do materiálu zpracovávaného předmětu a mohou jej přidržovat proti působení tahových sil. Ostrost hran závitu je u tohoto známého svařovacího kolíku dosažena tím, že ze strany je na vrchol závitu natlačena obíhající fáze, která přechází ostrou hranou do jednoho boku závitu. Přitom vzniká nutně na vrcholu závitu zvláště velký úhel boku závitu, který má hodnotu kolem 75°. V důsledku tohoto svého tělesného vytvoření není závit vytvořený na známém svařovacím kolíku vhodný pro šroub určený pro zašroubování do plastu a opatřený samořezným závitem, protože šrouby upravené pro zašroubování do plastu mohou zajistit dostatečnou hloubku proniknutí závitu do materiálu jen jestliže je profil jednotlivých otáček závitu vytvořen přibližně ve tvaru nožového břitu, jak to bylo uvedeno u DE-PS 27 54 870.

-1 CZ 293306 B6

Podobné tělesné vytvoření závitu jako v DÉ-GBM 79 25 469 je pro dřevěný šroub zobrazeno v EP-PA 102 605, ovšem závity tohoto šroubu nemají ostré vrcholy, takže nemají vlastnosti potřebné pro zašroubování do plastu.

Úkolem vynálezu je proto nalézt vhodné vytvoření samořezného závitu šroubu vyráběného tvářením za studená, jehož tvar by byl v osovém řezu jedním chodem závitu šroubu vytvořen tak, aby při zašroubování šroubu do plastu nebo podobného materiálu bylo zajištěno zvláště příznivé odvádění vytlačovaného materiálu.

Podstata vynálezu

Tento úkol je řešen šroubem se samořezným závitem, zejména vytvarovaným válcováním za studená, zejména pro zašroubování do plastu, jehož závitové chody jsou v průřezu vytvořeny ve tvaru nožových břitů s vnějším bočním úhlem o velikosti asi 30° podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jedna boční plocha závitových chodů má přibližně ve střední třetině zlom směrem dovnitř a vytváří na vnější boční úhel přímo navazující vnitřní boční úhel mezi zlomem a závitovým dnem, přičemž vnitřní boční úhel je roven neboje větší než jedna třetina vnějšího bočního úhlu.

V důsledku vytvoření boku závitu se zlomem prohnutým dovnitř profilu závitu se plast vytlačovaný z obvodové stěny otvoru v připojovaném předmětu přemísťuje do oblasti vnitřního úhlu boku závitu, přičemž tato oblast díky tomuto zlomu prohnutému směrem dovnitř závitu a tím také do poměrně daleko ven dosahujícího volného prostoru přímo navazuje na vytlačovaný plast, takže materiál se přitom vytlačuje ze stěny otvoru plynule stranou, aniž by se v některých místech hromadil, takže plastový materiál se díky tomu, že přemísťování vytlačovaného materiálu probíhá po krátké dráze a tím se minimálně ohřívá, zůstává v těsném spojení s nevytlačovaným a tím také neovlivněným materiálem plastového dílu, do kterého se šroub zašroubovává. Tím může vytlačovaný materiál plastového dílu, získávaný díky svým vlastnostem ve značném množství, působit v oblasti vnitřního bočního úhlu závitu proti vytahovací síle a tak přispívat podstatně ke zvětšení nosnosti šroubového spoje.

Ve výhodném provedení vynálezu je zlom vytvořen jen na jedné boční ploše závitového chodu, přičemž tento zlom může probíhat po celé délce závitu, to znamená po délce všech závitových chodů. Zlom je však v alternativním výhodném provedení vynálezu vytvořen vždy na obou bočních plochách závitového chodu. Vytvoření zlomu v boční ploše závitového chodu je závislé na druhu materiálu plastového předmětu, do kterého se příslušný šroub zašroubovává. Jestliže je materiál citlivý na působení tepla, vytvoří se zlom výhodně na tom boku závitu, který je odvrácen od hlavy šroubu. V tomto případě probíhá deformace materiálu plastového dílu v podstatě na straně zadního boku závitu, kam je přetvářený materiál plastového dílu bokem závitu se zlomem vytlačován, takže na ploše boku závitu, přivrácené k hlavě šroubu, která je jeho nosnou plochou, je k dispozici v podstatě nezahřátý materiál pro zachycování sil působících na šroub. Jestliže se však jedná o konstrukční díl z plastu odolného proti působení vyšších teplot, zejména vyztuženého skleněnými vlákny, vytvoří se zlom na nosném boku, protože v tomto případě může dobře odolávat zatížení působícímu na šroub větším množstvím materiálu a také jeho vyztužením použitým plnivem.

Vnější boční úhel vymezuje vjiném výhodném provedení vynálezu závitové chody vjejich axiálním řezu symetricky nebo nesymetricky. Symetrické ohraničení usnadňuje výrobu tvářecích čelistí pro tváření šroubů za studená a nesymetrické ohraničení poskytuje u určitých druhů materiálu plastových předmětů větší odolnost proti vytržení šroubu.

Vytvoření bočních ploch závitu v oblasti vnitřního bočního úhlu může být voleno tak, že boční plochy jsou vytvořeny v oblasti vnitřního bočního úhlu v axiálním řezu přímkově nebo jsou

-2 CZ 293306 B6 s konkávním zakřivením. Volba tohoto vytvoření je závislá na druhu plastu použitého pro vytvoření konstrukčního dílu, do kterého se šroub má zašroubovávat.

Také u vytvoření vnitřního bočního úhlu u každého závitového chodu je možné, aby vnitřní boční úhel symetricky nebo nesymetricky ohraničoval závitové chody v jejich axiálním řezu. Volba tohoto ohraničení je rovněž závislá na druhu plastového materiálu, do kterého se má šroub podle vynálezu zašroubovávat.

Aby se zvýšila stabilita závitu a zlepšilo se přemísťování materiálu při výrobě šroubu válcováním za studená, je šroub podle dalšího výhodného provedení vynálezu vytvořen tak, že boční plochy přecházejí v oblasti závitové paty pod zvětšením vnitřního bočního úhlu do závitového dna ve tvaru rozšíření závitové paty. Boky tohoto rozšíření přitom spolu svírají větší úhel než je vnější boční úhel. Rozšíření přitom může být ohraničeno v axiálním řezu ve tvaru přímky'. Je však také možné, aby rozšíření bylo ohraničeno na vnitřní straně v osovém řezu ve tvaru konkávní křivky.

Vytvoření šroubu a druh materiálu plastového dílu, do kterého je šroub zašroubován na jedné straně a průměr otvoru, do které má být šroub zašroubován na druhé straně by měly být vzájemně přizpůsobeny, takže je možno používat řady tvarových modifikací, které byly popsány v předchozí části. Přitom je třeba dbát na to, aby u zašroubovávaného šroubu byly zlomy v boku závitu obklopeny materiálem plastového dílu. Je výhodné, jestliže je zlom vytvořen na průměru šroubu, který je roven průměru otvoru vytvořeného v plastovém konstrukčním dílu. Ukazuje se totiž, že nejvýhodnější poloha pro umístění zlomu na boku závitu se nachází uprostřed šířky boční plochy závitu. Přitom je možno pro usnadnění zašroubování volit vnitřní boční úhel tak, že je roven nebo větší než polovina vnějšího bočního úhlu, pokud je takto vytvořený volný prostor dostatečně velký pro příjem vytlačovaného materiálu plastového dílu.

Další známý šroub, který se používá ve velkém rozsahu, je popsán vDE-PS 3117 624. Tento šroub má závit vybíhající kuželovité do špičky, aby se tak usnadnilo zašroubování do připojovaného předmětu. Při zašroubování totiž vzniká přechod od menšího průměru závitu na jeho plný průměr, takže se šroub začíná zašroubovávat jen malou silou, načež se potom při dalším zašroubování může dosáhnout plného rozšíření vyřezávaného závitu působením poměrně malého kroutícího momentu. Nevýhodou tohoto známého šroubu je však to, že při rozšiřování závitu podél kuželovité části závitu působí na stěny otvoru předmětu, do které je šroub zašroubován, značný radiální tlak, který není možno vždy zachytit použitým materiálem předmětu. Proto byly navrhovány jiné tvary závitu vytvořené tak, že konec závitu se nechá vybíhat ke svému konci se zmenšující se výškou poslední otáčky závitu, přičemž vrcholová hrana závitu nakonec dosáhne průměru odpovídajícího vnějšímu průměru dříku šroubu a tedy průměru dna závitové drážky. Takové vytvoření šroubu je zveřejněno v DE-PS 40 03 374. Další známé vytvoření šroubu se samořezným závitem spočívá podle GB-PS 976 849 v tom, že v oblasti konce závitu, mající vnější průměr redukovaný vůči nosnému úseku závitu, jsou vytvořeny axiální drážky, které vytvářejí ze závitu skupinu ostrohranných a od sebe odsazených zubů, majících podobné vytvoření jako u závitových vrtáků. V důsledku tohoto svého tělesného vytvoření je šroub schopen vyřezávat závit s redukovaným vnějším průměrem a odebíraný materiál odstraňovat ve formě třísek, přičemž redukovaný závit se postupně rozšiřuje na nosné části šroubu na konečný rozměr.

Dalším úkolem vynálezu je vyřešit šroub uvedeného druhu, u kterého by vyřezávání závitu probíhalo při zamezení tvoření odebíraných třísek a závit by se měl do materiálu obrobku tvarovat tak, že se materiál závitem šroubu do jisté míry rozděluje a vytlačuje se kontrolované do stran pro vytvoření závitové drážky.

Tento úkol je vyřešen šroubem se samořezným závitem jak je výše uvedeno, ukončeným před koncem jeho dříku, přičemž volný konec dříku vytváří vedení pro zašroubování šroubu do otvoru, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že závitový konec je tvořen koncovou plochou odřezávající závitový chod, orientovanou šikmo k příčnému průřezu šroubu sbřitem

-3 CZ 293306 B6 a základní linií, kterou pokračuje závitová patní hrana nacházející se mezi jedním závitovým bokem a pláštěm dříku, přičemž základní linie probíhá v úhlu podstatně se lišícím od 90° ke směru stoupání závitu a břit přechází do závitové vrcholové hrany.

Při zavádění volného konce závitu do otvoru obrobku se zatlačuje vodicí konec poslední otáčky závitu svou koncovou plochou do materiálu obrobku, přičemž koncová plocha se díky svému úhlu, získanému sklonem základny koncové plochy a tím odklonem břitu od vrcholové hrany závitu, zařezává do materiálu břitem, přecházejícím do vrcholové řezné hrany závitu. V důsledku toho dochází k vytlačování materiálu, který je přitom odtlačován stranou, jen v podstatě na straně koncové plochy, to znamená jen na jednu stranu boku závitu, zatímco na straně druhého boku závitu prakticky nedochází k žádnému vytlačování. Zaříznutím jednoho chodu závitu získává jeho úsek navazující na koncovou plochu potřebný volný prostor pro další zašroubování závitu, přičemž materiál obrobku se plně přitlačuje na bok následujícího chodu závitu, protilehlý ke koncové ploše. V závislosti na druhu použití působí tato skutečnost příznivě na vytrhávací síly. To vyplývá v podstatě z toho, že dělením materiálu obrobku si materiál na straně jednoho boku závitu zachovává díky zamezenému vytlačování svoji původní strukturu a tedy vnitřní pevnost prakticky v původních hodnotách. Koncová plocha působí přitom také svým břitem jako vyřezávací nůž.

Ve výhodném provedení vynálezu je koncová plocha vytvořena v podstatě ve tvaru trojúhelníka, jehož základna probíhající mezi základnovými body je tvořena základní linií a jehož vrcholový bod je umístěn na vrcholové hraně.

Koncová plocha vytvořená ve tvaru trojúhelníku je, jak již bylo uvedeno, skloněna do šikmé polohy vůči průřezu šroubu. Tato šikmá poloha se může volit různě, totiž buď je vrcholový bod vzhledem kzákladní linii ve směru zašroubování odsazen zpět vzhledem kzákladní linii neboje předsazen vpřed před základní linii vůči směru zašroubování. První výhodné provedení poskytuje větší volnost pro výběr tvaru koncové plochy, která tak navazuje do jisté míry na vnější plochu poslední otáčky závitu. Při předsazení koncového vrcholového bodu vpřed, má koncová plocha určitou formu podříznutí konce závitu, které ovšem nemůže být voleno libovolně hluboké. Je však také možné, aby koncová plocha byla prohnutá a v tomto prohnutém tvaru byla buď konvexní nebo konkávní, jestliže se ukazuje, že je tím možno dosáhnout příznivějšího vytlačování materiálu, přičemž zakřivení může probíhat také ve vypouklém tvaru.

Další možné vytvoření koncové plochy spočívá vtom, že koncová plocha ve šroubovicovém uspořádání vychází z jednoho závitového boku a přechází naplocho do pláště dříku.

Pro usnadnění výroby šroubu se koncová plocha posledního chodu závitu rozkládá ve značné délce, zejména je její délka rovna až jedné čtvrtině délky jednoho závitového chodu šroubu. V tomto případě vzniká také břit s prodlouženou délkou, jehož zařezávání do materiálu upevňovaného předmětu je usnadněno.

Orientace koncové plochy v šikmé poloze, určené úhlem sevřeným se směrem stoupání závitu, má v podstatě dvě možnosti. Buď se může úhel volit tak, že je výrazně menší než 90°, zejména je menší než 75°. V tomto případě působí na materiál obrobku tlak vyvozovaný koncovou plochou závitu ve směru ke konci závitu, to znamená dochází ke stlačování materiálu na tak zvaný zadní bok závitu, který se nachází na straně závitu, odvrácené od jeho nosného boku. Nosným bokem závitu je ten bok, který při působení vytrhávací síly na šroub slouží k zachycování této síly. Tyto vytrhávací síly probíhají v axiálním směru od konce šroubu k jeho hlavě a snaží se šroub v tomto směru vytrhnout z obrobku. K odvádění vytlačeného materiálu obrobku dochází na zadním boku závitu, což v podstatě znamená, že materiál obrobku zůstává na straně nosného boku závitu prakticky neovlivněný zašroubováním šroubu a poskytuje zejména při zašroubování do plastu větší odpor proti působení vytrhávacích sil než při opačné orientaci koncové plochy. Jestliže se naopak úhel volí tak, že je výrazně větší než 90°, například větší než 105°, vytlačuje koncová

-4CZ 293306 B6 plocha materiál umístěný ve směru zašroubování před ní ve směru od konce šroubu, což znamená, že dochází k hromadění materiálu na nosném boku závitu šroubu.

Koncová plocha může být vytvářena různými výrobními postupy, zejména beztřískovým tvářením nebo obráběním s odběrem třísek.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují.

obr. 1 podélný řez šroubem, obr. 2 až 10 podélné osové řezy částmi zvláštních příkladných provedení profilů závitu, a sice:

obr. 2 závitové chody, zobrazené v osovém řezu šroubem, u kterého obě boční plochy jednoho závitového chodu obsahují zlom a mezi závitové chody se vytlačuje plast, obr. 3 závitové chody se zlomen jen najedná boční ploše, obr. 4 profil závitu se zlomem jen na jedné boční ploše a s nesouměmým vnějším bočním úhlem, obr. 5 obměna příkladného provedení podle obr. 4 s nesouměmě vytvořeným vnitřním bočním úhlem, obr. 6 závitové chody s v axiálním řezu konkávně zakřivenými souměrnými bočními plochami v oblasti vnitřního bočního úhlu, obr. 7 závitové chody s nesouměmě probíhajícími bočními plochami v oblasti vnitřního bočního úhlu, obr. 8 závitové chody s rozšířením vnitřního bočního úhlu v oblasti paty závitu, obr. 9 obměnu příkladu z obr. 8 s konkávním rozšířením, obr. 10 závitové chody s rozšířením bočních ploch v oblasti paty závitu, kombinovaným s nesouměmým vnějším bočním úhlem, obr. 11 axonometrický pohled na šroub, jehož volný konec dříku šroubu tvoří vedení pro zašroubování šroubu a je ukončen rovinnou koncovou plochou, obr. 12 boční pohled na šroub, jehož závit je ukončen konvexně vypouklou koncovou plochou, obr. 13 boční pohled na stejný šroub s konkávně zakřivenou koncovou plochou, obr. 14 boční pohled na šroub mající základnu konce závitu, probíhající ve sklonu ke směru stoupání tak, že při zašroubování se materiál odtlačuje směrem ke konci šroubu, obr. 15 stejný šroub, ale s opačně orientovanou koncovou plochou závitu, která při zašroubování vytlačuje materiál kolem šroubu ve směru od konce šroubu, obr. 16 boční pohled na šroub se zakřivenou koncovou plochou závitu, obr. 17 boční pohled na šroub s poměrně dlouhou koncovou plochou závitu, obr. 18 boční pohled na šroub s předsazeným koncovým vrcholovým bodem závitu, obr. 19 boční pohled na šroub s odkloněnou koncovou plochou závitu a obr. 20 obměněné provedení podle příkladu z obr. 19.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn šroub vytvořený válcováním za studená, mající hlavu 1 a závitový dřík 2 opatřený závitem. Tvar tohoto závitu bude objasněn pomocí příkladného vytvoření jeho profilu na obr. 2. Na obr. 1 je ještě čerchovanými čarami 4 vyznačena vnitřní stěna otvoru v plastovém

-5 CZ 293306 B6 dílu. Z polohy čerchovaných čar 4 je zřejmé, že závitové chody 3 pronikají více než jednou třetinou své výšky do materiálu neznázoměného plastového dílu. Čerchovaná čára 4 přitom protíná závitové chody 3 přibližně v místě zlomu 5 vytvořeného na jejich bočních plochách (obr. 2). Je však třeba poznamenat, že poloha čerchovaných čar 4, naznačujících stěny otvoru, může být volena i jinak, což závisí na druhu plastu, do kterého se šroub zašroubovává.

Na obr. 2 jsou schematicky znázorněny v osovém řezu dva závitové chody 3 se souměrným tvarem, přičemž z tohoto příkladu je zřejmé, že jak na bočních plochách 14, 15, tak také na bočních plochách 11, 13, jsou vytvořeny zlomy, konkrétně první zlom 5 a druhý zlom 16. První zlom 5 i druhý zlom 16 tvoří hranice mezi vnějším bočním úhlem a (mezi zlomem 5, 16 a závitovým vrcholem 27a vnitřním bočním úhlem β (mezi zlomem 5, 16 a závitovým dnem 7). Jak vnější boční úhel a, tak také vnitřní boční úhel β ohraničují závitové chody 3 symetricky. Z obr. 2 je dále zřejmé, jak závitové chody 3 pronikají do plastu 26, který je materiálem neznázoměného konstrukčního dílu. Při vnikání závitových chodů 3 do materiálu se tvoří vedle bočních ploch 14, 15, 11. 13 val 9 materiálu. Plast 26 se přitom vytlačuje ve směru k závitovému dnu 7, přičemž díky štíhlosti profilu závitových chodů 3 dochází jen k minimálnímu vytlačování plastu 26. Zalomení v bočních plochách 14, 15, 11, 13, vytvořená přibližně v průsečících s čerchovanou čarou 4, vedou k vytváření přídavných oboustranných volných prostorů, které jsou ohraničeny na obr. 2 čárkovanými čarami 12. Každá čárkovaná čára 12 představuje myšlené pokračování profilu bočních ploch 13, 15 v oblasti vnitřního bočního úhlu β.

Volný prostor 10 mezi závitovým dnem 7 a vály 9 materiálu se díky vytvoření zalomení rozhraní bočních ploch 13, 15, to znamená přechodem na menší vnitřní boční úhel β. příslušně zvětší.

Na obr. 3 je znázorněno další příkladné provedení tvaru závitových chodů 3, odlišující se od příkladu z obr. 2. Podle obr. 3 jsou závitové chody 3 v axiálním řezu vytvořeny nesouměmě, což pochází z toho, že první boční plocha 6 má v průřezu přímkový tvar až k závitovému dnu 7, zatímco druhá boční plocha 8 obsahuje první zlom 5.

Obr. 4 znázorňuje další obměněné příkladné provedení z obr. 3. U obr. 4 se jedná o závitové chody 3, u kterých je jedna boční plocha 18 přímková a druhá boční plocha 17 probíhá se zlomem, přičemž na rozdíl oproti příkladu z obr. 3 je v úseku vnějšího bočního úhlu a vytvořena nesymetrie.

Na obr. 5 je znázorněna obměna tělesného vytvoření z obr. 4. Závitové chody 3 zobrazené svými profily na obr. 5 jsou totiž na jedné straně opatřeny v oblasti vnitřního bočního úhlu β boční plochou 19 s konkávním zakřivením. Ostatní znaky tohoto závitového chodu 3 podle obr. 5 jsou stejné jako v příkladu na obr. 4.

Závit podle obr. 6 je podobný závitu z příkladu z obr. 2. Má v tomto případě souměrně vytvořený vnější boční úhel a a v oblasti vnitřního bočního úhlu βjsou vytvořena konkávně probíhající zakřivení bočních ploch 20, 21.

Obr. 7 znázorňuje obměnu provedení podle obr. 6, přičemž závitové chody 3 v oblasti vnitřního bočního úhlu βjsou opatřeny jen konkávně probíhajícím zakřivením bočních ploch 21. Na opačné straně závitových chodů 3 vykazují přímkově probíhající boční plochu 14 v oblasti vnitřního bočního úhlu β, tj. provedení podle obr. 7 do té míry odpovídá provedení podle obr. 2.

Obr. 8 znázorňuje obměnu provedení podle obr. 2. Šroub podle obr. 8 má v oblasti závitové paty rozšíření 22, 23, která v tomto příkladu probíhají vždy přímkově. Tato rozšíření 22, 23 mohou mít také tvar konkávně prohnuté plochy. To je zobrazeno v příkladném provedení na obr. 9, kde je zobrazen šroub se závitovými chody 3, u kterých probíhá přechod do závitové paty na obou stranách závitového chodu 3 konkávními rozšířeními 24 a 25.

-6CZ 293306 B6

Obr. 10 zobrazuje provedení podobné provedení z příkladu podle obr. 4 s asymetrickým vnějším bočním úhlem a, přičemž přechody do závitové paty jsou vždy vytvořeny přímkově probíhajícími rozšířeními 22, 23.

Je třeba ještě poukázat na to, že se nesymetrie v oblasti vnějšího bočního úhlu a může vyskytovat také v oblasti vnitřního bočního úhlu β, o kterém již byla v předchozím popisu zmínka, a který se může vztahovat popřípadě také na rozšíření, vytvořená v oblasti závitové paty.

Šroub podle vynálezu je zvláště vhodný pro měkké plasty, pro které je výhodné volit z variačního rozsahu úhlů boků závitů hodnoty kolem 30°, které vytvářejí zvláště ostré profily závitů, přičemž vrcholový úhel se může zmenšit až na 25°

Obr. 11 zobrazuje šroub 31 vytvarovaný válcováním za studená, opatřený samořezným závitem

32, probíhajícím po délce dříku 33 šroubu 31 a ukončeným před koncem 34 dříku 33. Na opačném konci šroubu 31, protilehlém ke konci 34 šroubu 31, je šroub 31 opatřen hlavou 35.

Závit 32 je vytvořen jediným průběžným závitovým chodem ukončeným v oblasti konce 34 dříku

33. Tento konec závitu 32 je tvořen koncovou plochou 36, skloněnou šikmo ke směru stoupání závitu 32, jak je to lépe patrno z obr. 14, a mající v podstatě trojúhelníkovitý tvar. Koncová plocha 36 se rozkládá mezi základnovými body 37, 38 (základní linie 63) na plášti dříku 13 a vrcholovým bodem 39, ve kterém je ukončena závitová vrcholová hrana 40. Koncová plocha 36 plocha může být použita také u vícechodých závitů.

Při zašroubování šroubu 31 do otvoru 41 obrobku 42 nebo jiného předmětu (obr. 12) přichází koncová plocha 36 (popřípadě koncová plocha 45 v příkladu na obr. 12) do kontaktu s materiálem obrobku 42 a zatlačuje se do něj, přičemž pro umožnění zatlačování a zařezávání musí mít materiál odpovídající poddajnost. Vhodným materiálem je plast nebo jiný poměrně měkký nebo podobný materiál. Koncová plocha 36 přitom odděluje svým břitem 43 probíhajícím mezi základnovými body 37, 38 materiál obrobku 42, který se potom vytlačuje působením šikmé polohy koncové plochy 36 na stranu zadního boku 49 závitu 32, zatímco nedeformovaný materiál přiléhá na nosný bok 44 závitu 32. Tímto způsobem vyřezává konec závitu 32, opatřený zobrazenou koncovou plochou 36, maticový závit do obrobku 42, do kterého se potom zasouvají další části závitu 32 následující za koncovou plochou 36.

Koncová plocha 36 je vytvořena v příkladu podle obr. 11 ve formě rovinné plochy, avšak může být vytvořena také ve tvaru konvexně prohnuté plochy, jak je tomu u koncové plochy 45 na obr. 12, nebo konkávně prohnuté plochy (koncová plocha 46 na obr. 13).

Pomocí příkladů zobrazených na obr. 14 a 15 jsou objasněna dvě vzájemně opačná působení šroubu.

Na obr. 14 je vyznačen úhel y stoupání závitu 32. Koncová plocha 36 závitu 32 je v tomto příkladu orientována tak, že spojnice dvou základnových bodů 37, 38, tvořící základní linii 63, svírá úhel D se směrem stoupání šroubu 48, který je menší než 90°. Tvarové vytvoření závitu 32 tedy odpovídá v příkladném provedení podle obr. 14 vytvoření šroubů podle obr. 11 až 13. Toto tvarové vytvoření má, jak bylo vysvětleno v předchozí části, ten následek, že při zašroubování šroubu 48 vytlačuje koncová plocha 36 materiál na zadní bok 49 závitu 32, který je protilehlý k nosnému boku 44 závitu 32.

U šroubu 50 podle obr. 15 má koncová plocha 36 jinou šikmou polohu. Spojovací linie základnových bodů 37, 38 (základní linie 63) koncové plochy 36 zde probíhá v úhlu 5 ke směru stoupání roubu 50, který je větší než 90°. Při zašroubování šroubu 50 tlačí koncová plocha 36 materiál na stranu nosného boku 44 závitu 32.

Šroub 52 zobrazený na obr. 16 je opatřen závitem 32 a dříkem 33, který je ukončen podobně jako u šroubů podle obr. 11 až 15 v koncové ploše 53, která je v tomto příkladu vytvořena ve tvaru šroubovicové plochy 53. Tato koncová plocha 53 vychází ze závitového boku 32, tvořícího zadní bok 54 závitu 32. Tato koncová plocha 53 je tvořena plošným odříznutím závitu 32. Odříznutím závitu 32 vzniká mezi nosným bokem 57 a koncovou plochou 53 břit 58, přecházející do závitové vrcholové hrany 40. Toto odříznutí začíná na podélné hraně 55, která se rozkládá nad zadním bokem 54 závitu 32. V dalším svém průběhu přechází koncová plocha 53 v oblasti vnitřní šroubovice v základní linii 56 do pláště dříku 33, ve kterém při rovnoměrném přechodu koncové plochy 53 do pláště prakticky nevzniká žádný stupeň nebo zlom, takže v základní linii 56, která se pokládá za základnu koncové plochy 53, není na obr. 16 zobrazena žádná hrana. Základní linie 56 ohraničující koncovou plochu 53 na její jedné straně probíhá od konce podélné hrany 55 ve směru ke konci břitu 58.

Na obr. 17 je zobrazen šroub 61, který svým vytvořením odpovídá v principu příkladům z obr. 11 až 14. V tomto příkladu se jedná o šroub 61 se šikmo orientovanou koncovou plochou 62, která je vedena zpět tak, že její základní linie 64 svírá se směrem stoupání závitu 32 úhel, který je menší než 90°. Charakteristickým znakem šroubu 61 podle obr. 17 je, že koncová plocha 62 probíhá po poměrně velké délkové části jedné otáčky závitu 32, výhodně po délce přesahující jednu čtvrtinu celkové délky jednoho celého chodu závitu 32. Tímto vytvořením vzniká poměrně dlouhý břit 65, který usnadňuje zašroubování šroubu 61 zejména do tvrdších materiálů. Toto příkladné provedení přináší kromě toho výhodu spočívající v tom, že výrobní proces při výrobě šroubu 61, prováděný válcováním za studená, se zjednodušuje.

Všechny dosud popsané šrouby podle obr. 11 až 17 jsou z hlediska sklonu koncových ploch vytvořeny tak, že přitom vrcholový bod koncové plochy (vrcholový bod 39 na obr. 14) je umístěn ve směru výběhu závitu 32 a také ve směru zašroubování závitu 32 za základnou (základní linií 63 na obr. 14). Toto tělesné vytvoření umožňuje kromě jiného, jak bylo vysvětleno v předchozí části, vytvoření zvláště dlouhé koncové plochy.

Na obr. 18 je zobrazen šroub 47, u kterého je šikmá poloha koncové plochy volena tak, že vrcholový bod 66 závitu 32 je předsunut ve směru zašroubování před čárkovaně vyznačenou základní linií 67. Tento konec poslední otáčky závitu 32 je tak do jisté míry vytvořen jako podříznutý a při zašroubování šroubu 47 do konstrukčního dílu proniká do jeho materiálu nejprve vrcholový bod 66, přičemž při tomto zařezávání se uplatňuje také břit 68. Toto vytvoření šroubu 47 přináší ten důsledek, že při zašroubování šroubu 47 do materiálu konstrukčního dílu působí silové vektory směřující v radiálním směru, které jsou menší než v příkladech provedení šroubů podle obr. 11 až 17. Jestliže při použití šroubu podle vynálezu záleží na tom, aby se šroub při zašroubování do příslušného obrobku zatěžoval co nejméně v radiálním směru, je vytvoření šroubu 47 podle vynálezu zvláště výhodné.

Na obr. 19 je zobrazen šroub 69, u kterého je pro břit 71 volen jiný průběh než u předchozích příkladných provedení. Břit 71 v tomto příkladu probíhá totiž proti stoupání závitu 32 tak, že sleduje odklonění, které probíhá ve směru zmenšení úhlu stoupání závitu 32. Břit 71 je tak do jisté míiy odkloněn od směru vrcholové hrany 40 ve směru k neznázoměné hlavě šroubu. Vedle břitu 71 je vytvořena koncová plocha 72 a výběhová plocha 73 nosného boku závitu 32, ve které je nosný bok 44 závitu 32 ukončen. U tohoto příkladného provedení šroubu 69 se při vnikání břitu 71 do materiálu konstrukčního dílu vytlačuje vyříznutý materiál ve směru k zadnímu boku 49 závitu 32.

Obr. 20 znázorňuje obměnu příkladného provedení z obr. 19. Šroub 70 podle obr. 20 je opatřen závitem 32, jehož vrcholová hrana 40 přechází do břitu 74, který má v tomto příkladu na rozdíl od šroubu 69 z příkladu na obr. 19 takové odklonění, že břit 74 probíhá v úhlu odpovídajícím zvětšenému úhlu stoupání závitu 32· Vedle břitu 74 je vytvořena koncová plocha 75 a výběhová plocha 76 zadního boku závitu 32, ve které je ukončen zadní bok 49 závitu 32. V příkladném

-8CZ 293306 B6 provedení podle obr. 20 se materiál vyříznutý břitem 74 vytlačuje směrem na nosný bok 44 závitu 32.

Claims (26)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Šroub se samořezným závitem, jehož závitové chody (3) jsou v průřezu vytvořeny ve tvaru nožových břitů s vnějším bočním úhlem (a) o velikosti asi 30°, vyznačující se tím, že jedna boční plocha (6, 8; 11, 13; 14, 15; 17, 18) závitových chodů (3) má přibližně ve střední třetině zlom (5, 16) směrem dovnitř a vytváří na vnější boční úhel (a) přímo navazující vnitřní boční úhel (β) mezi zlomem (5, 16) a závitovým dnem (7), přičemž vnitřní boční úhel (β) je roven neboje větší než jedna třetina vnějšího bočního úhlu (a).
2. 2. Šroub podle nároku 1, vyznačující se t í m, že zlom (5) je vytvořen jen na jedné boční ploše (8) závitového chodu (3).
3. 3. Šroub podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že zlom (5, 16) je vytvořen vždy na obou bočních plochách (11, 13; 14, 15) závitového chodu (3).
4. 4. Šroub podle nároků 1 až 3, vy z n a č u j í c í se t í m , že vnější boční úhel (a) vymezuje závitové chody (3) v jejich axiálním řezu symetricky nebo nesymetricky.
5. 5. Šroub podle nároků 1 až 4, vyznačující se t í m , že boční plochy (11, 14) jsou vytvořeny v oblasti vnitřního bočního úhlu (β) v axiálním řezu ve tvaru přímky.
6. 6. Šroub podle nároků 1 až 4, vyznačující se tí m , že boční plochy (19, 20, 21) jsou vytvořeny v oblasti vnitřního bočního úhlu (β) od zlomu (5, 16) s konkávním zakřivením.
7. 7. Šroub podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vnitřní boční úhel (β) symetricky nebo nesymetricky ohraničuje závitové chody (3) v jejich axiálním řezu.
8. 8. Šroub podle nároků 1 až 7, vyznačující se t í m , že boční plochy (11, 14; 17, 18) přecházejí v oblasti závitové paty pod zvětšením vnitřního bočního úhlu (β) do závitového dna (7) ve tvaru rozšíření (22, 23; 24,25) závitové paty.
9. 9. Šroub podle nároku 8, vyznačující se tím, že rozšířením (22, 23, 24, 25) je vytvořen oproti vnějšímu bočnímu úhlu (a) uprostřed větší boční úhel.
10. 10. Šroub podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že rozšíření (22, 23) je v axiálním řezu ve tvaru přímky.
11. 11. Šroub podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že rozšíření (24, 25) je v axiálním řezu ve tvaru konkávní křivky.
12. 12. Šroub podle nároků 1 až 11, vyznačující se t í m , že boční plochy (11,13; 14, 15) závitových chodů (3) mají uprostřed své šířky zlom (5,16) vytvořený směrem dovnitř.
13. 13. Šroub podle nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že závitové chody (3) se zlomem (5, 16) se rozprostírají jen v části závitu šroubu.

    -9CZ 293306 B6
14. 14. Šroub (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) se samořezným závitem (32) podle nároků 1 až 13, ukončeným před koncem jeho dříku (33), přičemž volný konec (34) dříku (33) vytváří vedení pro zašroubování šroubu (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) do otvoru (41), vyznačující se t í m, že závitový konec je tvořen koncovou plochou (36, 45, 46, 53, 62, 72, 75) odřezávající závit (32), orientovanou šikmo k příčnému průřezu šroubu (31, 47, 48, 50, 52, 61, 69, 70) s břitem (43, 58, 65, 68, 71, 74) a základní linií (56, 63, 64, 67), kterou pokračuje závitová patní hrana (60) nacházející se mezi jedním závitovým bokem (49, 54) a pláštěm dříku (33), přičemž základní linie (56, 63, 64, 67) probíhá vod 90° se podstatně odchylujícím úhlu (δ) ke směru stoupání úhlu (y) stoupání závitu (32) abřit (43, 58, 65, 68, 71, 74) přechází do závitové vrcholové hrany (40).
15. 15. Šroub podle nároku 14, vyznačující se tím, že koncová plocha (36) je vytvořena v podstatě ve tvaru trojúhelníku, jehož základna probíhající mezi základnovými body (37, 38) je tvořena základní linií (63) a jehož vrcholový bod (39) je umístěn na vrcholové hraně (40).
16. 16. Šroub podle nároku 15, vyznačující se t í m , že je šikmá poloha koncové plochy volena tak, že je vrcholový bod (39) vzhledem k základní linii (63) odsazen zpět vůči směru zašroubování.
17. 17. Šroub podle nároku 15, vyznačující se tím, že je šikmá poloha koncové plochy volena tak, že je vrcholový bod (66) vzhledem k základní linii (63) předsazen vpřed vůči směru zašroubování.
18. 18. Šroub podle nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že je koncová plocha (36) rovinná.
19. 19. Šroub podle nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že je koncová plocha (45, 46) prohnutá.
20. 20. Šroub podle nároků 14 až 19, vyznačující se tím, že koncová plocha (53) ve šroubovicovém uspořádání vychází z jednoho závitového boku (54) a přechází naplocho do pláště dříku (33).
21. 21. Šroub podle nároků 14 až 20, vyznačující se tí m , že koncová plocha (62) se rozkládá alespoň přes jednu čtvrtinu závitového chodu (3).
22. 22. Šroub podle nároků 14 až 21,vyznačující se tím, že čára procházející základnovými body (37, 38) svírá úhel (5), který je menší než 90°.
23. 23. Šroub podle nároků 14 až 21, vyznaču j ící se tí m , že čára procházející základnovými body (37, 38) svírá úhel (δ), který je větší než 90°.
24. 24. Šroub podle nároků 14 až 23, vyznačující se t í m , že na koncové ploše (72, 75) vytvořený břit (71, 74) je odkloněn od stoupání závitu (32).
25. 25. Šroub podle nároku 24, vyznačující se tím, že odklonění břitu (71) je provedeno za zmenšení úhlu stoupání závitu (32).
26. 26. Šroub podle nároku 24, vyznačující se tím, že odklonění břitu (74) je provedeno za zvětšení úhlu stoupání závitu (32).