FI101496B - Ruuvi ja ruuvinvääntötyökalu - Google Patents

Description

101496

Ruuvi ja ruuvinvääntötyökalu

Keksintö koskee ruuvia, jossa on käyttöpää, johon on sovitettu syvennyksen tai ulkoneman muodostama rakenne 5 työkalua varten. Keksintö koskee lisäksi ruuvinvääntötyö kalua.

Laajalti levinneessä ruuvissa oleva syvennys ruuvimeisseliä varten on ristin muotoinen, niin että ruuvi tunnetaan ristikantaruuvina. Syvennyksen sivuseinät, jotka 10 siirtävät käyttäjän käyttämän vääntömomentin, kulkevat tietyn kulman verran kallellaan ruuvin pitkittäisleikkaukseen nähden. Osa vääntömomentin voimasta ohjautuu kaltevuuden vuoksi voimaksi, joka pyrkii pakottamaan ruuvitaltan ulos urasta. Vaikeasti kiertyvällä ruuvilla syntyy 15 siis pyrkimys painaa ruuvitaltta ulos urasta. Tämä rajoit taa ruuvin kiertämiseen käytettävissä olevaa vääntövoimaa. Sivuseinien kaltevuus on järkevää ruuvitaltan hyvän istuvuuden saavuttamiseksi ja sen keskittämiseksi uraan laitettaessa.

20 On myös tunnettua laittaa ruuvien kantoihin syven nyksiä, joiden sivuseinät kulkevat ruuvin pituusakselin suuntaisesti. Tällöin ei tosin synny voimakomponenttia, : : : joka painaa ruuvitaltan ulos syvennyksestä, mutta esiintyy ·· muita ongelmia. Työkalun paikalleen asettamisen mahdollis- :25 tamiseksi työkalun on oltava hieman pienempi kuin syven- • · ;·.·. nyksen. Tämä merkitsee sitä, että työkalun ympärillä pitää » · *·. · joka puolella olla pieni rako. Vääntömomenttia johdettaes- • · · I..* sa syntyy tällöin kuitenkin kosketus vain yksittäisiin ulkonemiin, jolloin kosketus jää viivamaiseksi. Jos ote-30 taan vielä huomioon se, että työkalu ja/tai ruuvi voi vai- • · ·.*.* mistustekniikasta riippuvien toleranssien vuoksi poiketa • · · · halutusta muodosta, voi esiintyä tapauksia, joissa käyte- tään useista tukipinnoista vain kahta. Esimerkki tällai-.···, sesta koverrusmuodosta on kuusikulmainen syvennys tai sy- 35 vennys, jota rajoittavat toisiinsa osuvat ympyränkaaret.

• · · « · • · 2 101496

Ne voivat kaartua vuorotellen sisään- ja ulospäin, tai kaikki samaan suuntaan.

Tunnetussa rakenteessa (W0-83/02 983) on useita koverasta kaartuvia sivupintoja, joiden kosketusreunat muo-5 dostavat vuorotellen sisään- ja ulospäin kaartuvia reuno ja.

Lisäksi on tunnettu ruuvi (DE-Al-3 501 414), jossa koverruksessa ja siihen liittyvässä työkalussa on yksittäisiä säteen suuntaisia siipiä säteen suuntaisine tasai-10 sine sivuseinineen. Siipien ulkopinnat ovat kartiomaisella tai pyramidin muotoisella, ruuvin pituusakselin kanssa samankeskisellä pinnalla. Siipien säteen suuntaisten sivupintojen vuoksi siivet levenevät ulospäin, mikä ei kuitenkaan vaikuta työkalun lujuuteen. Jos työkalun muoto 15 poikkeaa matemaattisesti halutusta muodosta, yksittäisissä siivissä esiintyy tällaisella rakenteella viivamaisia kosketuksia, jolloin syntyy taas kosketus mahdollisesti vain muutamilla kuudesta käytettävissä olevasta siivestä.

Eräässä toisessa tunnetussa ruuvin kannan muodossa 20 (US-A-3 584 667) lieriömäisen koverruksen tai ulkoneman ulkokehä muodostuu vuorotellen sisään- ja ulospäin suuntautuvista, tangentiaalisesti toisikseen muuttuvista ym-V : pyränkaarista, jolloin sisäänpäin suuntautuvien ympyrän- :· kaarien halkaisija on kaksinkertainen ulospäin suuntautu- 25 viin nähden. Tämä rakenne suurentaa työkalun ja ruuvin vä- • · :·.*. lista tukipintaa, joka ei enää ole viivamainen. Työkalun • * .·. : ja ruuvin kannan väliin tarvittavan raon johdosta syntyy • · · I..’ samanaikaisesti voimia, jotka kohdistavat työkaluun poi- • · · kittaissuuntaisen paineen. Tämä johtaa tosin parempaan 30 kosketukseen vääntömomentin siirtämiseksi, mutta mahdolli- • · · *·*·’ sesti myös siihen, että työkalu sijoittuu epäkeskisesti.

• · · * Keksinnön tehtävänä on luoda ruuvin rakenne, joka ·';· takaa työkalun hyvän ohjauksen ruuvissa ja suuren vääntö- .···. momentin siirtämisen, aiheuttamatta työkalun ulos painu- • 35 misen vaaraa. Ruuvin tulee sopia erityisesti koneelliseen • · • · · • · • « 3 101496 kiinniruuvaamiseen. Ruuvin valmistustyökaluj en kestoiän on tarkoitus pidentyä.

Tehtävän ratkaistaan keksinnön mukaisella ruuvilla, jolle on tunnusomaista, että mainitun rakenteen ruuvaus-5 työkaluun koskettavan sivuseinän säteittäisesti ulkoneva ja/tai sisempänä oleva osa on ympyrälieriöstä poikkeavalla sylinteripinnalla ja muulla syvennyksen sisäosan tai ul-koneman ulomman pään suuntaan kapenevan kartion kartiopin-nalla, jonka kartiopinnan aksiaalisuuntainen pituus vastaa 10 olennaisesti käyttöpään syvennyksen aksiaalisuuntaista pituutta. Vaatimusten 2-10 kohteena ovat keksinnön mukaisen ruuvin jatkokehitelmät. Keksinnön mukaiselle ruu-vinvääntötyökalulle on puolestaan tunnusomaista patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosan tunnusmerkit.

15 Koska sivuseinän kartiopinnan ulkopuolella olevat osat kulkevat jotakuinkin ruuvin pyörimisakselin suuntaisesti, siis kaikissa pitkittäisleikkauksissa ruuvin pituusakselin suuntaisesti, ei synny voimakomponentteja, jotka painavat ruuvitaltan syvennyksestä tai antavat ruu-20 viavaimen liukua ulkonemalta. Ruuvin ja/tai ruuvitaltan kartiopinnat eivät voi saada aikaan työkalun tällaista pois lähtemistä, koska niissä ei ole säteen suuntaisia : pintoja.

Keksinnön mukaisella ruuvilla työkalun ohjaus ta-25 pahtuu pyöreällä kartiopinnalla, ja kartiopinnasta ulos- • · :·.·. tai sisäänpäin kohoavat epäpyöreät osat siirtävät voimat.

• 1 ]·, ; Ohjaus samalla keskittää työkalun, niin etteivät tolerans- • · · !..1 sien vuoksi muodoiltaan epätasaiset työkalut ja/tai ruu- I I · • · · * vitkaan mene epätasaisesti vastakkain.

30 Kartiopinta voi olla syvennyksessä sekä sivuseinien • · 1 *.1.1 sisäosassa että ulko-osassa. Seuraavassa puhutaan sen

IM

vuoksi sisä- ja ulkokartiosta.

« .Keksinnön muita tunnusmerkkejä, yksityiskohtia ja « · « · ehdotuksia käsitellään seuraavassa keksinnön edullisena « « 35 pidetyn suoritusmuodon kuvauksessa sekä piirustuksissa, • · • · · • · • · ♦ ♦ ♦ 4 101496 joista kuvio 1 esittää ruuvin käyttöpään ja siinä olevan syvennyksen, kuvio 2 esittää sivulta ruuvitaltan vapaan pään, S kuvio 3 esittää leikkauksen kuvion 1 ruuvin käyt- töpäästä, kuvio 4 esittää perspektiivikuvan kuvion 2 työkalun päästä, kuvio 5 esittää uppokantaruuvin käyttöpään ja sen 10 muunnetun koverruksen, kuvio 6 esittää pitkittäisleikkauksen kuvion 5 uppokantaruuvin käyttöpäästä.

Kuvio 1 esittää ruuvin kannan, jollainen voi olla ruuvin päässä. Tähän päähän 1 on muovattu syvennys 2, mikä 15 voi tapahtua esimerkiksi kylmäpuristamalla tai muulla sel laisella tavalla. Koverrus 2 vastaanottaa ruuvinvääntötyö-kalun, esimerkiksi ruuvitaltan tai ruuvaimen sisäänpisto-pään. Jotta vääntömomentti voitaisiin siirtää, muodostaa syvennyksen 2 sivuseinä 3 muodon, joka poikkeaa ympyrämuo-20 dosta. Ulkoääriviivan muodostaa tässä esimerkissä kuusi ulospäin kaartuvaa ympyränkaarta 4, joita liittävät toisiinsa sisäänpäin kaartuvat ympyränkaaret 5, jolloin si-V : säänpäin kaartuvien ympyränkaarien 5 säde on kaksinkertai- i nen ympyränkaariin 4 nähden. Syvennyksen 2 sivuseinä 3 25 muodostuu säteen suunnassa sisällä olevalla alueella eli • * sisäänpäin kaartuvien ympyränkaarien 5 kohdalla pinnoista • · : 6, jotka jakautuvat tasaisesti syvennyksen 2 kehälle ja • ·» · !..* ovat kartiopinnalla. Kartiopinta kuuluu kuviteltuun kar- * · · * tioon, joka on sen suuntainen, että sen kärki osoittaa 30 syvennyksen 2 sisään.

• · ♦ '·*·’ Ruuvin kannan syvennyksen 2 ulkoääriviiva voisi • · · V * vuorotellen kuperasti ja koverasti kaartuvien ympyränkaa- • \> rien sijasta muodostua säännöllisestä monikulmiosta, esi- < « ·« merkiksi kuusikulmiosta. Tällöinkin kulkevat sivuseinän * · 35 osat vuorotellen ulos- ja sisäänpäin samana pysyvään sä-

«IM

• · C · · • · ft · • ( · 5 101496 teeseen nähden. Tämänkin syvennyksen sivuseinän sisäreuna voisi muodostua samanlaisista kartiopinnoista 6.

Kuvion 3 poikkileikkaus esittää syvennyksen 2 sivulta. Poikkileikkaus kulkee kuvion 1 linjaa III - III 5 pitkin, eli se ulottuu syvennyksen 2 suurimman poikittai sen leveyden yli. Poikkileikkauksessa oikealla ja vasemmalla näkyvät sivuseinät kuuluvat siis ulospäin kaartuviin ympyränkaariin 4, jolloin näkyy, että nämä sivuseinät 7 kulkevat ruuvin pituus- ja pyörimisakselin suuntaisesti.

10 Kahden ulospäin kaartuvan ympyränkaaren 4 välissä näkyy aina kartiopinta 6. Pinnat 6 ovat sellaisia, että niiden leveys ja etäisyys pyörimisakselista pienenee syvennyksen 2 sisäänpäin. Ne muodostavat siis eräänlaisen katkaistun kartion.

15 Sekä kuviosta 1 että kuvion 3 leikkauksesta näkyy, että kartion, jolla kartiopinnat 6 ovat, halkaisija 9 on syvennyksen 2 ulkopäässä 8 pienempi kuin syvennyksen 2 suurin leveys, joka mitataan sivuseinien 7 väliltä. Syvennyksen 2 pohjalla 10 kartion halkaisija on sama kuin sy- 20 vennyksen kapeimman kohdan leveys 11, joka on merkitty kuvioon 1.

Jos kartiopintoja ei tehtäisi syvennyksen sisä- vaan ulko-osaan, kartion halkaisija olisi syvennyksen 2 : : : ulkopäässä 8 sama kuin suurin leveys ja pohjalla suurempi · 25 kuin kapeimman kohdan leveys 11.

• · · ·

Kuvio 2 esittää ruuvaimen sisäänpistopään, jolla • · ;·.·. kuvioiden 1 ja 3 mukainen ruuvi voidaan kiertää sisään.

• · ; Työkalun päässä on ulkonema 15, jota ympäröi sivuseinä 16.

• · · !..1 Sivuseinä 16 muodostuu ulospäin kaartuvista ympyränkaaris- * 30 ta 17 ja niiden välisistä, sisäänpäin kaartuvista ympy- ränkaarista 18, joiden säde on kaksinkertainen ympyränkaa-’.1·1 riin 17 verrattuna. Kuvion 2 sisäänpistopään päätykuva ei i « · V 1 eroaisi kuviosta 1. Säteen suunnassa sisällä oleva sivu- seinän osa muodostuu kartiopinnoista 19, jotka ovat samal- ,•••.35 la kartiolla. Kartion kärki osoittaa kuviossa 2 ylöspäin • · • t · · • · 1 • · • · • » · 6 101496 eli työkalun päästä poispäin ja kuvion 1 syvennykseen päin.

Kartion halkaisija on ulkoneman 15 vapaassa päässä 20 sama kuin ulkoneman 15 pienin leveys, ja ulkoneman 15 5 toisessa päässä pienempi kuin ulkoneman suurin leveys.

Ulkoneman 15 vapaa pää muodostuu hyvin pitkästä kartiosta 21, joka jotakuinkin vastaa syvennyksen 2 kar-tiomaista pohjaa 10.

Kuvio 4 esittää perspektiivisesti kuvion 2 raken-10 teen. Kartion 21 pitkän muodon selventämiseksi on kuvioon merkitty yksittäisiä viivoja, joiden ei kuitenkaan ole tarkoitus kuvata raitoja tai vastaavia.

Kun työkalun kuvion 2 mukainen ulkonema pistetään ruuvin kannan syvennykseen 2, kartiopinnat 19 ja 6 menevät 15 vastakkain. Ne ohjaavat työkalua välyksettä ruuvia pyöri mis- ja pituusakselin ympäri kierrettäessä. Työkalun pyöristetyt ulkonemat 17 koskettavat näin syvennyksen 2 sivuseinän ulospäin osoittavia ympyränkaaria 4. Koska kartiot 6, 19 keskittävät työkalun ruuviin nähden, työkalun 20 ulkoneman 15 poikkipinnan ulkonemat 17 koskettavat tasai semmin syvennyksen 2 sivuseiniä. Kierrettäessä esiintyy pelkästään voimia, jotka vaikuttavat kiertosuuntaan, niin ettei työkalu painu ulos syvennyksestä.

: Kuviot 1 ja 3 esittävät ruuvin päässä olevan syven- 25 nyksen ja kuviot 2 ja 4 työkalun niitä täydentäviksi muo- !***: toillut osat. Olisi tietysti mahdollista menetellä myös päinvastoin eli laittaa ruuvin päähän kuvioiden 2 ja 4 • · ;’.t| esittämä ulkonema ja työkaluun syvennys, jollainen on esi- • · tetty kuvioissa 1 ja 3.

• « · 30 Kartiopintaa voidaan käyttää muuallakin kuin esi- . . tetyssä syvennyksen ja ulkoneman muodossa. Tällainen kar- • · · tiopinta voi johtaa erityisen hyviin tuloksiin tavallisessa ruuvin kannan urassakin. Uran keskellä oleva kartiopin-;· ta voi estää esimerkiksi sivulle liukumisen, jota voi 35 esiintyä uraruuveilla.

« · · « • · • · » * · 7 101496

Sama pätee ristikantaruuveihin.

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty ruuvi, jonka rakenteessa 30 on sivuseinä 31, joka on sylinterin sylinteri-pinnalla. Sen ulkoääriviivat muodostuvat toisiinsa liit-5 tyvistä ympyränkaarista 33, jotka on sijoitettu siten, että muodostuu vuorotellen ulospäin osoittavia ulkonemia 34 ja sisäänpäin osoittavia ulkonemia 35. Kaikki ympyrän-kaaret 33 kaartuvat ulospäin. Sivuseinät sijoittuvat sisäänpäin osoittavien ulkonemien 35 kohdalla kartiopinnalle 10 36, jolloin kartiopinnan 36 suurin halkaisija on pienempi kuin koverruksen 30 suurin leveys ja kartiopinnan 36 pienin halkaisija on sama kuin koverruksen 30 pienin leveys. Kartiopinnan rakenne näkyy selvästi kuviosta 6, josta näkyy, että kartiopinnat on sijoitettu siten, että koverruk-15 sen 30 ulospäin osoittavat särmät 34 säilyvät ennallaan, vaikka kartiopinta 36 tasoittaa sisäänpäin osoittavia ulkonemia 35.

Kuvioiden 5 ja 6 esittämällä koverruksen 30 sivuseinän 31 muodollakin syntyy ruuvia kierrettäessä voi-20 mia, jotka vaikuttavat säteen suunnassa sisäänpäin, niin että työkalu keskittyy kartiopinnalle 36. Sivuseinän ne osat, jotka eivät ole kartion muotoisia, on siis muotoiltu siten, että vääntömomentti aiheuttaa ruuvia kierrettäessä ·.· * kehän suuntaisen ja säteen suuntaisen voimakomponentin.

t/·' 25 Koverruksen sivuseinän muoto vastaa alussa mainitun W0- : * : 83/02 983:n mukaista muotoa.

• · • · ♦ • » ♦ • · • · • · • * · • · · • · • · · • · « • « · • · • · · • · · • · »»*

Claims (11)

101496

1. Ruuvi, jossa on käyttöpää (1), johon on sovitettu syvennyksen (2) tai ulkoneman muodostama rakenne, 5 tunnettu siitä, että mainitun rakenteen ruuvaus- työkaluun koskettavan sivuseinän (3) säteittäisesti ulkoneva ja/tai sisempänä oleva osa on ympyrälieriöstä poikkeavalla sylinteripinnalla (4, 5) ja muulla syvennyksen (2) sisäosan tai ulkoneman ulomman pään suuntaan kapenevan 10 kartion kartiopinnalla (6), jonka kartiopinnan aksiaa- lisuuntainen pituus vastaa olennaisesti käyttöpään (1) syvennyksen aksiaalisuuntaista pituutta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruuvi, tunnettu siitä, että kartiopinta (6) sijaitsee käyttö- 15 pään sivuseinän (3) säteittäisesti sisempänä olevassa osassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) rakenne on sellainen, ettei sen poikkileikkauksessa ole suoraviivai- 20 siä linjoja.

4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu kainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) rakenteen vääntömomenttia siirtävät pinnat ovat sellaisia, : : : etteivät ne tuota ruuvin pituussuuntaisia voimakomponent- ·’;· 25 teja. «··· ·1·': 5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu- • · kainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) • · .·. : rakenne on sellainen, että sen sylinterimäisen osan poik- • · · *.«’ kileikkaus on koko korkeudella sama. • · · * · ·

6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu kainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) • · · *·1·1 rakenteen ulkokehä kääntyy vuorotellen sisään- ja ulos- r r » päin.

7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu-.·1·. 35 kainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) · • 1 • · 101496 rakenteen ulkokehällä on vuorotellen sisään- ja ulospäin osoittavia ulkonemia.

8. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen ruuvi, tunnettu siitä, että käyttöpään (1) 5 rakenteen vääntömomenttia siirtävät pinnat (4, 5, 6) ovat sellaisia, että ne ruuvia kierrettäessä tuottavat suunnilleen säteen suunnassa sisäänpäin vaikuttavan voimakom-ponentin.

9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu- 10 kainen ruuvi, tunnettu siitä, että kartiopinnan (6) pienin halkaisija on sama kuin käyttöpään (1) rakenteen pienin leveys (11) ja/tai suurin halkaisija (9) on pienempi kuin käyttöpään rakenteen suurin leveys.

10. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mu- 15 kainen ruuvi, tunnettu siitä, että sivuseinän (3) ne osat, jotka eivät ole kartiopinnalla (6), kulkevat jotakuinkin ruuvin (1) pituusakselin suuntaisesti.

11. Ruuvinvääntötyökalu, tunnettu siitä, että siinä on ulkonema (15), jonka ruuvin käyttöpääraken- 20 teen kanssa ruuvattaessa kosketuksiin tulevan sivuseinän (16) säteittäisesti ulkoneva ja/tai sisempänä oleva osa on ympyrälieriöstä poikkeavalla sylinteripinnalla (17, 18) ja muulla syvennyksen sisäosan tai ulkoneman ulomman pään suuntaan kapenevan kartion kartiopinnalla (19). • 1 · • · · • » • · · • · · • · • · • · • · · • · · • · • · • · · • · · • * · • · · • · · • · 101496