FI114974B - Menetelmä ruuvin asentamiseksi - Google Patents

Description

114974

Menetelmä ruuvin asentamiseksi - Förfarande för installering av en skruv

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä itseporaavan tai itserei’ittävän kierteen muodostavan tai kierteen leikkaavan ruuvin sovittamiseksi, jossa ruuvissa 5 on poraosa tai reiän muodostava päätyosa ja varsi, jossa on itsemuodostava tai itsetapittava kierre, jolloin ruuvin poraus- tai reiänmuodostustoimenpiteen aikana kytketään akselin suunnassa toimiva iskuvaikutus, joka tuotetaan poravasaran aikaan saamilla pysyvillä iskuliikkeillä.

Patentissa DE-A 14 78 914 on kuvattu edellä mainitun kaltaista menetelmää. 10 Iskuvaikutus koostuu tunnetussa menetelmässä pelkästään yhdestä yksittäisestä iskusta, jota käytetään reiän tekemiseen. Tämän jälkeen ruuvi ruuvataan kiinni työkappaleeseen. Mainittu tunnettu menetelmä on käytettävissä ohuiden materiaalien yhteydessä ainoastaan silloin, kun vastakkaiselle puolelle on sijoitettu vaste materiaalin taipumisen estämiseksi silloin, kun reikä muodostetaan iskun vaikutuk-15 sesta. Mainitun vasteen käyttö merkitsee ylimääräistä työvaihetta, joka pidentää asennusaikaa ja joka ei sitä paitsi aina ole mahdollinen. Lisäksi on tähän asti ruuveja paikalleen asennettaessa katsottu porausvaihe päättyneeksi ennen kuin kierteen muodostusvaihe alkaa, koska kierteen nousua vastaava syöttönopeus on oleellisesti suurempi kuin muu poraussyöttö. Porausvaiheen aikana on käytettävä : ,: 20 vastaavaa aksiaalista voimaa ja myös vastaavaa vääntömomenttia, mihin on sitten ensimmäisen kierteen nousun jälkeen käytännön kannalta kohdistettava vielä ; ; vastaava vääntömomentti.

I t : Esillä olevan keksinnön kohteena on tuottaa sellainen menetelmä, jonka avulla ‘ saadaan lyhyessä asennusajassa aikaan kierteen optimaalinen muovaus ja v : 25 sovitesopima erityisesti ohuita materiaaleja käytettäessä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti tämä on toteutettavissa siten, että akselin ’ · · - t suuntaan toimiva iskuvaikutus kytketään ruuvin kiertoliikkeeseen poraus- tai reiän- '! ‘ muodostustoimenpiteen aikana, ja että sitä seuraavan kierteenmuodostus- tai leik- ; kaustoimenpiteen aikana iskuvaikutus pienenee voimakkuudeltaan tai lopetetaan 30 kokonaan.

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla saavutettavana etuna on lähinnä mahdollisuus käyttää menetelmää myös ohuiden materiaalien yhteydessä ilman, että vastapuoli on taipumisen estämiseksi varustettava vastekappaleella. Patenteista DE 43 01 610 A1 ja DE 42 36 819 A1 on tosin tunnettu iskuruu- 114974 2 vauslaite ja vastaavasti iskuporan ja iskuruuvauslaitteen yhdistelmä, joita käytettäessä iskuvaikutus on mahdollista keskeyttää; nämä laitteet eivät kuitenkaan ole varmoja tai sopivia käytettäviksi itseporaavien tai itselävistävien sekä kierteen muodostavien tai kierteen leikkaavien ruuvien asentamismenetelmien yhteydessä.

5 Esillä olevan keksinnön kannalta on yhtä lailla positiivista, käytetäänkö reiän tuottamiseksi ruuviin yhtä, vaikutukseltaan lastuavaa poraosaa tai tehdäänkö reikä lastuttomasti käyttämällä lävistävää pääosaa aksiaaliseen iskuvaikutukseen yhdistettynä. Porausaika tai reiän tekemiseen vaadittava aika lyhenee oleellisesti siitä riippumatta, onko kyseessä ohut tai vastaavasti paksumpi materiaali.

10 Tehtäessä porausreikiä betoniin on tosin tunnettua, että poranterä saa kierto-käytön lisäksi aikaan aksiaalisen iskuvaikutuksen; kuitenkin alaan perehtyneet eivät ole tähän saakka pitäneet tämän kaltaista iskuvaikutusta käyttökelpoisena tehtäessä reikä tai lävistys ruuvin avulla, eikä sen käyttöä näin ollen ole koskaan otettu harkintaan. Syynä on oletettavasti se, että reiän tekovaihetta seuraavassa 15 kierteen muodostus- tai leikkausvaiheessa ei ole toivottavaa, että iskuvaikutus olisi teholtaan yhtä voimakas, koska tällaisessa tapauksessa kierre laajenisi vastaavasti myös aksiaaliseen suuntaan. Tällöin ei enää voida puhua ruuvin ja työkappa-leen välisestä kiintosovitteesta tai hyvästä kierresovitteesta.

Esillä olevan keksinnön etuna on se, että siinä yhdistyvät menetelmän molemmat , i 20 vaiheet, nimittäin iskuvaikutuksen tuottaminen kairausvasaramaisesti tuotettujen : .· pysyvien iskuliikkeiden kautta poraus- tai lävistysvaiheessa, ja iskuvaikutuksen : vähentäminen tai keskeytys kokonaan reiän tekoon liittyvien kierteen muodostus- ; ‘ .* tai leikkuuvaiheessa. Erityisenä etuna ruuvin asennuksen alueella on nähtävä se, että mainitut erilaiset menetelmän vaiheet ovat käytettävissä peräkkäin yhden * · ., 25 yksittäisen asennusvaiheen aikana.

* ’ t

Esillä olevan keksinnön mukaisesti on myös mahdollista muodostaa reikä ilman kiertokäyttöä, siis käyttämällä hyväksi ainoastaan kairavasaramaisesti tuotettuja pysyviä iskuliikkeitä, mikä tuottaa erityisesti ohuiden työkappaleiden kohdalla edellä mainitut edut.

' » 30 Käytettäessä puusta tai puumateriaaleista koostuvaa pohjaa on myös mahdollista . , : säilyttää iskuvaikutus vakiona kiertoliikkeen aikana. Esimerkiksi metallisen alustan J kyseessä ollessa on kuitenkin välttämätöntä käyttää voimakkuudeltaan pienen nettyä tai täysin keskeytettyä iskuvaikutusta.

114974 3

Esillä olevan keksinnön suositeltavat sovellukset käyvät ilmi jäljempänä seuraa-vista patenttivaatimuksista.

Käytettäessä esillä olevan keksinnön mukaista sovellusta on mahdollista, että ruuvia varten tarkoitettu kiertokäyttö kytketään poraus- tai lävistysvaiheessa aksiaali-5 sessa suunnassa kohdistuvaan iskuvaikutukseen. Kiertokäytön ja samanaikaisen iskuvaikutuksen avulla voidaan poraus- tai lävistysvaihetta edelleen parantaa.

Tässä yhteydessä on erityisesti eduksi, että iskuvaikutuksen voimakkuuden pienentäminen tai sen keskeyttäminen kokonaan toteutetaan sen jälkeen, kun ruuvin poraosa tai lävistävä päätyosa on täysin läpäissyt kiinnitysalustansa, ja ennen kuin 10 ensimmäinen kierteen nousu liittyy poraus- tai lävistysreikään. Mitä tarkemmin ja oikea-aikaisemmin nopeuden vaihto tai keskeytys saadaan toteutetuksi, sitä tarkempi on siten loppuun saakka sisäänvedetyn ruuvin sovite, koska tässä tapauksessa ei ainoastaan tehdä optimaalista poraus- tai lävistysreikää, vaan näin saadaan myös aikaan erityisen hyvä vastakkainen kierrekytkentä työkappaleen ja 15 kierteellä varustetun varren väliin.

Esillä olevan keksinnön erään muunnoksen mukaisesti aksiaalisen iskuvaikutuksen vaihto voimakkuudeltaan pienemmäksi aksiaaliseksi iskuvaikutukseksi tai iskuvaikutuksen keskeytys aksiaalisen vapautuksen avulla tehdään välittömästi poraus- tai lävistysvaiheen päätyttyä. Äkillinen aksiaalinen vapautus tehdään esi-20 merkiksi silloin, kun poraosa tai lävistävä pääkappale on tehnyt reiän tai lävistyksen valmiiksi siten, että välitön ja äkillinen vapautus tapahtuu porausvaiheen päätyttyä. Mainittua aksiaalista vapautusta - tapahtuipa se sitten äkillisesti tai hitaasti -. , ; voidaan esillä olevan keksinnön menetelmän mukaisesti käyttää mekaanisena ! , ' signaalina tai myös sähköisten signaalien laukaisijana aksiaalisen iskuvaikutuksen » * · ‘ ( 25 vähentämiseksi tai keskeyttämiseksi kokonaan.

Edelleen toisen vaihtoehdon mukaisesti ehdotetaan, että aksiaalisen iskuvaikutuksen vaihto voimakkuudeltaan pienemmäksi aksiaaliseksi iskuvaikutukseksi tai iskuvaikutuksen keskeyttäminen saadaan aikaan esiasetettavan syvyysvasteen avulla. Tämä esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän toteutusmuoto on » t· t ’: ; ’ 30 myös toteutettavissa rakenteellisesti yksinkertaisesti, koska aksiaalinen iskuvaiku- ‘ ’ tus esimerkiksi iskuporakoneetta tai kairausvasaroita käytettäessä esiintyy ainoas- : ’ ·, · taan silloin, kun tuotetaan vastaava aksiaalinen vastapaine. Kun mainittu vastapai- :'· J ne suuntautuu poispäin ruuvista vastaavan syvyysvasteen kohtaamisen jälkeen, tapahtuu esillä olevan keksinnön mukainen nopeuden vaihto tai keskeytys.

114974 4

Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää kuvataan seuraavaksi lähemmin työkappaleeseen asennettavan ruuvin yhteydessä ja viitaten liitteenä oleviin piirroksiin, joissa kuvio 1 on sivukuva ruuvista, joka on jo sijoitettu työkappaleen päälle; 5 kuviossa 2 kuvataan mainittua ruuvia lävistyksen tekemisen jälkeen ja välittömästi ennen kierteenmuodostus- tai kierteenleikkuuvaihetta; ja kuvio 3 on työkappaleen ja ruuvin suurennettu leikkauskuva, jossa on nähtävissä erityisesti vastakkainen kierrekytkentä.

Tässä kuvattu lävistävä ja kierteenmuodostava ruuvi 1 on varustettu kärkeen tai 10 muodoltaan kärjen kaltaiseen osaan ulottuvalla, lastuttomasti lävistävällä pääkap-paleella 2. Lisäksi ruuviin kuuluu kierteellä 3 varustettu varsiosa 4 ja tartuntaosa 5 työkalun kiinnittämiseksi tai asentamiseksi paikoilleen.

Kuvauksessa lähdetään liikkeelle ruuvista 1, joka on tehty itselävistäväksi sekä kierteenmuodostavaksi. Ruuvissa on siis tässä tapauksessa lastuttomasti lävistä-15 vä pääkappale 2 ja vastaava kierre 3. Tässä kuvattua menetelmää voidaan kuiten kin käyttää kaikkien muulla tavoin itselävistävien tai kierteenmuodostavien ruuvien yhteydessä, ja lisäksi menetelmän avulla voidaan myös asentaa ruuveja, jotka ovat itseporaavia ja kierteenleikkaavia. Se, toimitaanko porausvaiheessa tai lävis- •:·* tysvaiheessa tai kierteenmuodostus- tai kierteenleikkuuvaiheessa lastuttomasti tai * * * 20 lastuavasti, ei ole esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän kannalta olen- t naista. Kokeet ovat osoittaneet, että esillä olevan menetelmän avulla voidaan eri-.! tyisen menestyksellisesti asentaa lastuavasti itseporaavia ruuveja. Tällöin on sa- ·.. mantekevää, onko ruuvin vapaaseen päähän sijoitettu muotoilemalla valmistettu kärkikappale tai vastaava porakiekko. Samoin on havaittu, että esillä olevan 25 menetelmän avulla ja jopa myös käyttämällä lastuttomasti lävistävää pääkappa-letta voidaan asentaa ruuveja, jotka on läpikotaisin valmistettu ruostumattomasta ^ materiaalista. Pääsääntöisesti pyritään ainakin osittain ruostumattomaksi tehtyjen ruuvien kohdalla vähintään kärkikappale valmistamaan karkenevasta materiaalista ♦ ·’vastaavan poraustehon aikaansaamiseksi. Tätä tarkoitusta varten käytettiin 30 ruuvien valmistuksessa aiemmin kalliita hitsausvaiheita.

Käyttämällä tässä kuvattua menetelmää on siis myös mahdollista asentaa ruuveja, ·’.'·· jotka sisältävät lävistävän pääkappaleen 2 tai jonkin muun rakenteellisen ratkaisun, jolloin ruuvit voidaan läpikotaisin tehdä ruostumattomasta materiaalista.

114974 5

Kuvattu menetelmä perustuu siihen, että ruuvin 1 kiertokäyttöön yhdistetään lävis-tysvaiheessa aksiaaliseen suuntaan 6 kohdistuva iskuvaikutus. Kiertoliikkeen 7 lisäksi ruuviin kohdistetaan myös aksiaalinen iskuvaikutus 6. Näin voidaan vastaava lävistys 8 tuottaa työkappaleeseen 9 aiempaa oleellisesti lyhyemmässä työ-5 ajassa. Tässä kuvatun menetelmän avulla on myös täysin mahdollista toteuttaa lävistysvaihe yksinomaan aksiaalista iskuvaikutusta hyväksi käyttäen. Tällöin kier-tokäyttö yhdistettäisiin lävistyksen jälkeiseen kierteenmuodostusvaiheeseen.

Heti, kun lävistys 8 on saatu valmiiksi, kuten voidaan nähdä kuviosta 2, keskeytetään iskuvaikutus seuraavan menetelmävaiheen mukaisesti siten, että ainoastaan 10 kiertokäyttö jää toimintaan. Kierteen 3 muodostamiseksi työkappaleessa 9 olevaan reikään 8 tämä on paras vaihtoehto, koska näin ei synny aksiaalisia isku- tai täry-tysliikkeitä. Lävistyksen seinämään muodostettu kierre sijaitsee sopii siten yhteen varren 4 kierteen 3 yläpinnan kanssa.

Pääsääntöisesti tai käytännöllisesti katsoen kaikissa sovellusmuodoissa ja käyttö-15 mahdollisuuksissa päädytään kierteenmuodostus- tai kierteenleikkuuvaiheessa iskuvaikutuksen keskeyttämiseen. Aivan erityisillä käyttöalueilla olisi kuitenkin mahdollista, että myös kierteenmuodostus- tai kierteenleikkuuvaiheessa olisi järkevää käyttää pientä, siis porausvaiheeseen verrattuna voimakkuudeltaan oleellisesti pienempää iskuvaikutusta. Aksiaalisesti kohdistuva iskuvaikutus mahdollistaa po-20 sitiivisen lisävaikutuksen, koska se muovaa sekä reiän muodostamisen että po-: rauksen aikana reiän seinämää myös ohuempien työkappaleiden 9 kohdalla myös ·’, ,·' alhaalta käsin siten, että reiän 8 alueelle syntyy tietynkaltainen olake. Tällöin muodostuu myös suhteellisen ohuisiin työkappaleisiin 9 vastaavasti suuria alueita, :' · joihin ruuvin 1 kierrevarren 4 kierre 3 voi kiinnittyä.

» · * ’ * 25 Esillä olevan menetelmän mukaisesti on täysin mahdollista yhdistää aksiaalisesti kohdistuvaan iskuvaikutukseen myös kiertosuuntaan kohdistuva iskuvaikutus, jolla ei ole poraus- tai lävistysvaiheen kannalta käytännöllisesti katsoen mitään merkitystä, mutta joka voi vaikuttaa edullisesti mainittuihin vaiheisiin liittyviin kierteen-muodostus-tai kierteenleikkuuvaiheisiin.

> 30 Mainitun menetelmän mukaisesti on lisäksi edullista, mikäli iskuvaikutuksen keskeytys tai nopeuden vaihto iskuvaikutuksen voimakkuuden vähentämiseksi voi-; daan tehdä mahdollisimman tarkasti sen jälkeen, kun poraosa tai lävistävä pää- kappale 2 on täysin läpäissyt kohteensa. Nopeuden vaihdon tai keskeytyksen tulisi siis mahdollisuuksien mukaan tapahtua ennen kierteen 3 ensimmäiseen nousuun 35 kytkeytymistä.

114974 6

Mainitun nopeuden vaihdon tai keskeytyksen tuottamiseksi on olemassa monia vaihtoehtoja, joita voidaan suositeltavasti käyttää. Siten olisi ajateltavissa aiheuttaa nopeuden vaihto tai keskeytys äkkinäisen vapautuksen kautta välittömästi poraus- tai lävistysvaiheen päättymisen jälkeen. Tämä on esimerkiksi mahdollista 5 myös silloin, kun - piirroksissa kuvatun mukaisesti - pääkappaleeseen 2 liittyy vielä lyhyempi kierteetön varsiosa 11. Niin pian kuin pääkappale 2 on muotoillut reiän valmiiksi työkappaleeseen 9, tapahtuu yhtäkkinen aksiaalinen vapautus, koska kierteetön varsiosa 11 painuu yhtäkkiä alaspäin reiän 8 läpi yhä vallitsevan aksiaalisen puristusvoiman vaikutuksesta. Mainittua äkkinäistä vapautusta voidaan käyt-10 tää hyväksi vastaavien mekaanisten osien tai sähköisen ohjauksen avulla aksiaalisen iskuvaikutuksen nopeuden vaihtamiseksi tai vaikutuksen keskeyttämiseksi. Toinen mekaaninen mahdollisuus syntyy silloin, kun käytössä on vastaavasti esi-säädettävä syvyysvaste. Heti kun syvyysvaste osuu työkappaleeseen 9, tapahtuu aksiaalinen vapautus, joka tavanomaista mekaanista tietä päättää aksiaalisen is-15 kuvaikutuksen. Luonnollisesti voidaan myös käyttää minkä tahansa tyyppistä sähköistä tai elektronista nopeuden vaihtoa tai keskeytystä, jolloin vastaavat ohjaus-suureet poistetaan suoraan kiertokäytön alueella.

* » »

Claims (4)

114974

1. Menetelmä itseporaavan tai itserei’ittävän kierteen muodostavan tai kierteen leikkaavan ruuvin (1) sovittamiseksi, jossa ruuvissa on poraosa tai reiän muodostava päätyosa (2) ja varsi, jossa on itsemuodostava tai itsetapittava kierre (3), 5 jolloin ruuvin (1) poraus- tai reiänmuodostustoimenpiteen aikana kytketään akselin suunnassa toimiva iskuvaikutus, joka tuotetaan poravasaran aikaan saamilla pysyvillä iskuliikkeillä, tunnettu siitä, että akselin suuntaan toimiva iskuvaikutus (6) kytketään ruuvin (1) kiertoliikkeeseen poraus- tai reiänmuodostustoimenpiteen aikana, ja että sitä seuraavan kierteenmuodostus- tai leikkaustoimenpiteen aikana is-10 kuvaikutus (6) pienenee voimakkuudeltaan tai lopetetaan kokonaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että iskuvaiku-tuksen (6) voimakkuuden vähennys tai sen sulkeminen tapahtuu välittömästi sen jälkeen, kun poranosa tai ruuvin (1) reiän muodostava päätyosa (2) on tunkeutunut täysin sisään ja ennen kuin ensimmäinen kierre tarttuu reikään (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirty minen akselin suuntaisesta iskuvaikutuksesta (6) voimakkuudeltaan pienentyneeseen iskuvaikutukseen (6) tai iskuvaikutuksen (6) sulkemiseen laukaistaan akselin suuntaisella kuormituksen kevennyksellä välittömästi poraustoimenpiteen tai reiänmuodostustoimenpiteen päätyttyä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirtyminen akselin suuntaisesta iskuvaikutuksesta (6) akselin suuntaiseen voimak-’ kuudeltaan pienennettyyn iskuvaikutukseen (6) tai iskuvaikutuksen (6) sulkemi- : seen on laukaistavissa ennalta asetettavan syvävasteen avulla. * I > » » * ► k 114974