CZ327998A3 - Šroub pro připevnění kovových a/nebo umělohmotných profilů nebo desek na podkladu - Google Patents

Description

Šroub pro připevnění kovových a/nebo umělohmotných profilu nebo desek na podkladu

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu pro připevnění kovových a/nebo umělohmotných profilů nebo desek na podkladu, který sestává z dříku s vrtacím úsekem a závitovým úsekem a z uchytného 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 zkruceny 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 umělohmotný profil nebo deska již přiléhá na podklad či nikoli.

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.

Γ c

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých šroubů tohoto druhu do značné míry odstraňuje šroub pro připevnění kovových a/nebo umělohmotných profilů nebo desek na podkladu, který sestává z dříku s vrtacím úsekem a závitovým úsekem a z uchytného úseku pro nasazení- šroubovacího nástroje, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na úchytný úsek navazuje směrem k tomuto úchytnému úseku se rozšiřující kuželovitý úsek dříku, přičemž průměr konce kuželovitého úseku směrem k úchytnému úseku je větší než průměr otvoru v připevňovaném profilu, kterým šroub prochází, a také větší než průměr vrtacího úseku.

Popsanými opatřeními podle vynálezu se již při zašroubovávání šroubu po jedné nebo více otáčkách dosáhne toho, že připevňovaný kovový a/nebo umělohmotný profil je předepnut směrem k podkladu a tedy k tomuto podkladu přitlačen. Kuželovitý úsek dříku, který navazuje na šroubovou hlavu, zásluhou odpovídajícího, tření ve vyvrtaném otvoru a svého kuželovitého provedení působí na připevňovaný profil sílou ve směru šroubování.

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 nástroj při dosažení odpovídajícího točivého momentu vypnul.

Působením kuželovitého úseku na stěnu otvoru se navíc dosáhne mimořádně dobrého zajištění proti zpětnému povolení šroubu. Povrch kuželovitého úseku se nachází prakticky v přesném 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 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 přitahování šroubu.

Kuželovitým úsekem se dosáhne také toho, že optimální o ripe vrrě“ní na pouikladu je moz ne 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 ke stržení závitu v podkladu.

Z dokumentu DE-OS 21 57 212 je již znám šroub, u kterého je z.a 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 r e 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.

U jiného šroubu, který je znám z dokumentu DE 40 19 157 Cl, 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.

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 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 poškoení 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 průběhů 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—proTi±uy—popříparďě p^řipevňováne Útisky, muže byť přídavně použito opatření spočívající v tom, že jako. šroubová hlava provedený úchytný úsek šroubu je na své spodní straně opatřen výstupky a/nebo prohlubněmi. Potom je možné, aby se momentová spojka šroubovacího nástroje nastavila tak, že se 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.

r r

Přehled obrázku na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresu, 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.

Příklady provedení vynálezu

Šroub Γ 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 k této šroubové hlavě 3 kuželovité rozšiřuje. Šroubová hlava 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, 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 (5 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_ u šroubové hlavy _3_ větší než než vnější průměr DG závitového úseku J5 dříku 2. Šroub _1 slouží k připevňování profilu 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 profilu, například z hliníkových nebo ocelových profilů, připevňují kovové profily 10, například hliníkové profily. V připevňovaných profilech 10 mohou být vytvořena odpovídající vybrání nebo podlouhlé 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_ podie vynálezu se však stejně dobře může použít i pro připevnění umělohmotných profilů na odpovídajícím podkladu 11 z umělohmotných profilu 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 r r

Zásluhou kuželového připevňovaný profil předepnut .ve směru v připevňovaném profilu 10. 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 11. Bezprostředně po vyvrtání otvoru v podkladu 11 začne působit kuželovitý úsek ý na konci dříku _2 u šroubové hlavy _3, který se vlisuje do stěny otvoru 14, popřípadě do závitu 15, vytvořeného v tomto otvoru 14.

tvaru tohoto kuželovitého úseku 6 je 10 v průběhu zašroubovávání šroubu 16 přitahování, připevňovaných profilů 10 jsou pevně přitlačeny k 18 podkladu 11. Dosáhne se odpovídajícího přítlaku v směru, takže připevňované profily 10 jsou vždy spolehlivě a plně přitlačeny k pevnému podkladu 11 a přiléhají na tento podklad 11. Řádné přilehnutí těchto profilů 10 je zajištěno i v případě, že se tyto profily 10 případně protáhnou nebo zkroutí.

1_ takže spodní oblasti 17 horní straně osovém

Z obr. 6 je přídavně patrné, že působením kuželovitého úseku 6 muže 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 čr menší, popřípadně k žádné deformaci kuželovitého úseku 6.

Při takovém použití šroubu 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. .

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 ý. Iv tomto případě je pak přesto možné, aby v další prstencové oblasti spodní strany 7_ šroubové hlavy 3 byly vycvořeny zmíněné výstupky jý 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 1, 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 8. na spodní straně 7 šroubové hlavy 3.

Jestliže při přitahování šroubu _1_ k vypnutí šroubovacího nástroje postačí prostě postačí 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 kuželovitého úseku 6 při záběru že vypnutí k případnému zvýšení točivého momentu je spolehlivě zajištěno, šroubovacího nástroje nastane dříve, než by došlo poškození závitu v podkladu 11, takže šroub 1 podle vynálezu lze s výhodou použít také pro tenké plechy nebo obecně pro podklad li z tenkého materiálu. Kuželovitým úsekem _6 je také zaručeno pojištění proti zpětnému povolení šroubu 1.

-Zastupuj o:

Jun ,T rhlustj-fta·

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Šroub pro připevnění kovových a/nebo umělohmotných profilů (10) nebo desek 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 navazuje směrem k tomuto úchytnému úseku se rozšiřující kuželovitý úsek (6) dříku (2), přičemž 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 také větší než průměr (DB) vrtacího úseku (4) . 2. Šroub podle nároku 1/ vyznačující se tím, ^J-ž-e—ku-ž-eiov-í-t-ý—ú-s-e-k—(-6)—d-ř-í-k-u—(-2)—dosahuje—a-ž—bezprostředně k úchytnému úseku, popřípadě až ke spodní straně (7) úchytného úseku provedeného jako šroubová hlava (3).

   3. Šroub podle nároku 1, v y z nač u j ící se t í m, že průměr (DK) kuželovitého úseku (6) dříku (2) na konci směrem k úchytnému úseku je větší než vněj ší průměr (DG) závitového úseku (5) dříku (2) • 4 . Šroub podle nároku 1, v y z nač u j ící se t í m,

   že jako šroubová hlava (3) provedený úchytný úsek je na své spodní straně (7) opatřen výstupky (8) a/nebo prohlubněmi (9) .