FI61647C - Anordning foer framstaellning av sjaelvgaengande faesten - Google Patents

Description

Γ-- ^- Ί -. .... KUULUTUSJULKAISU CACAH

jSTS w 11 UTLÄCC NINGSSKRI FT 61647 C.._ Patentti oyonetty 10 09 1982 ' * Potent oeddelat ^ v ^ (51) K*.lk.3/lnt.CJ.3 B 21 H 3/06 SUOMI —FINLAND (21) Pw*nttlh»k*mii·.-PauMamekitliif 338U/T0 (22) HtkamUplIv· —AMOknlnc^H 15.12.70 (23) AlkupWvt—GIMfhttadag 15.12.70 (41) Tullut |ulklMksl — kllvit off«wllg 20.07.71 ratMttl· J» rekisteri halittu· Nlhtivltolp™ kuuLiulk*»» pvm.-

Patent* och retlsterstyrelsen ' ' AmMun ut«»jd odi utUkrtftun pubUcmd 31.05.82 (32)(33)(31) Pyydetty stuo|lwus-4«glr<l priority 19.01.70 USA(US) 3985 Toteennäytetty-Styrkt (71) Research Engineering & Manufacturing, Inc., ^59 Mt. Pleasant Street,

New Bedford, Massachusetts, USA(US) (72) Hennan Gustave Muenchinger, South Dartmouth, Massachusetts, USA(US) (7^) Berggren Oy Ab (5*0 Laite itsekierteittävien kiinnittimien valmistamiseksi - Anordning för framställning av självgängande fasten

Keksintö koskee laitetta itsekierteittävien kiinnittimien valmistamiseksi valssaamalla kierre aihioon, jossa on lieriömäinen kara ja siihen liittyvä kärkiosa, joka on lyhyempi kuin kara ja jossa on pariton lukumäärä karan poikkileikkauksen sisäpuolella ja kehäsuun-nassa erillään olevia kaarevapintaisia lohkoja, kahden aihion vastakkaiseen sivuun, symmetrisesti sen akselin suhteen tarttuvan kier-teenvalssausleuan avulla, joiden leukojen valssauspinnat ovat aihion akselin suuntaisia ja yhdensuuntaisia toistensa suhteen, sekä varustetut karan ja kärkiosan alueelle ulottuvilla valssausurilla niiden samanaikaiseksi työstämiseksi.

Ennestään tunnetaan itsekierteittäviä ruuveja, joissa on yleisesti särmikkäät etuosat, joissa etuosissa kierremuodostelmal-la on kaarimonikulmion, useimmissa tapauksissa kaarikolmion muotoiset nousupinnan poikkileikkaukset, jotta kiinniruuvauksen vaatima vääntömomentti olisi mahdollisimman pieni. Näissä ruuveissa voi olla poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen karaosa mahdollisimman suuren kiinnipitovoiman saamiseksi. Ruuvi, jolla on tietynlainen ’ kulmikas nousupinnan poikkileikkaus sen koko kierteitetyllä pituudella on kuitenkin edullisempi kuin ruuvi, jolla nousupinnan poikkileikkaukset ovat kulmikkaita vain ruuvin etuosassa, sikäli, että ensiksimainittua voidaan valmistaa valssaamalla mainittua muo- 61647 toa oleva aihio nk. litteiden tavanomaisten ruuvinvalssausleuko-jen välissä. Tähän mennessä ruuvit, joissa on pyöreä kara ja kulmikas pääteosa, on täytynyt valmistaa erikoisleukoja käyttäen. Paitsi että tällaiset erikoisleuat ovat kalliita valmistaa, ne on myös todettu vaikeiksi asentaa koneeseen niin, että saadaan täysin tyydyttävät tulokset. Tunnustettua kuitenkin on, että ruuvi, jolla on kulmikas nousupinnan poikkileikkaus vain etupäässä ja ympyränmuotoinen nousupinnan poikkileikkaus pääkaraosassa, on hyvä ruu-vimuoto tiettyihin tarkoituksiin, koska se vaatii varsin pienen kiinniruuvaus-vääntömomentin ja antaa erittäin suuren kiinnipito-voiman.

Tässä mielessä tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi, parannettu laite itsekierteittävien ruuvien valmistamiseksi, joissa on kulmikaskierteinen, suppeneva kärkiosa ja ympyräkier-teinen karaosa. Keksinnön mukaisen laitteen oleelliset tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksinnön mukainen laite on ennestään tunnettuja tällaisen ruuvin valmistuslaitteita edullisempi sikäli, että siinä voidaan käyttää halpoja kierteenvalssausleukoja suorien kierteiden vals-saamiseen karaosalle ja suppenevien kierteiden valsaamiseksi kierteitettävälle, työkappaleeseen tunkeutuvalle kärkiosalle. Keksinnön mukaisella laitteella on vielä se etu, että edellä mainittujen leukojen välissä valssattava aihio voidaan muodostaa pyö-reästä lanka-aineesta. Edelleen tyssäysmuotti, jota käytetään aihion muodostamiseen lopulliseen muotoonsa ennen kierteen valssausta, voi olla halpaa rakennetta, jossa on sylinterinmuotoinen pääontelo, jonka pohjalla on lyhyt, poikkileikkaukseltaan kulmikas puristusosa.

Kun aihiota valssataan leukojen välissä, olennaisesti sileiden leukapintojen kohdistama paine saattaa aihion etupään keskiviivan taipuilemaan eli vastakkaisten leukapintojen välillä aihion jokaisen kierroksen aikana, joka taipuilu ulottuu aihion vie-reiseenkin osaan niin, että aihion itsekierteittävään osaan muodostuu suppeneva kierre, jolla on halutut kaarevan kulmikkaat nousupinnan poikkileikkaukset.

Näin ollen keksinnön mukaisella laitteella muodostetussa ruudissa on suora, sylinterinmuotoinen karaosa, jossa on suora kierre, ja kärkiosa, jossa on sisäänpäin suppeneva, poikkileikkaukseltaan kulmikas kierre, tämän kulmikkaan poikkileikkaus-muodon jatkuessa yhä pienenevässä määrin karan siihen osaan, joka 5 61 647 on välittömästi mainitun suppenevan etuosan jatkona.

Muita keksinnön mukaisen laitteen etuja ovat mm. kiinnitti-men (ruuvin) valmistukseen käytettävien työkalujen yksinkertaisuus sikäli, että (1) erikoismuotoista, ei-ympyränmuotoista langanveto-muottia ei tarvita; (2) erityisiä syöttöteloja lanka-aineen syöttämiseen tyssäysmuottiin ei tarvita; (3) ei erityistä katkaisuterää; (4) ei erityisiä pitelyholkkeja; (5) eikä erityisiä syöttöpuikkoja tarvita niinkuin ennestään tunnetuissa prosesseissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että keksinnön kautta saadaan aikaan (1) itsekierteittävä, kierteinen kiinnitin (ruuvi), joka on yhdenmukaisesti vakiomuotoinen ahtaiden toleranssien puitteissa ja jossa on kierteinen karaosa, jonka nousuympyrän poikkileikkaukset ovat ympyränmuotoiset, ja kierteinen, suppeneva kärkiosa, jonka nousuympyrän poikkileikkaukset ovat kaarevankulmikkaat; (2) yksinkertaistettu ja halpa menetelmä edellämainitun kiinnittimen valmistamiseksi; ja (3) yksinkertaistettu, halpa työkalusto edellämainitun menetelmän suorittamiseksi.

Keksinnön edellämainitut tarkoitukset ja edut selviävät paremmin seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä ja oheisista piirustuksista, joissa:

Kuvio 1 on sivukuvanto alkuaihiosta, jossa keksinnön mukainen ruuvi muodostetaan, kuvio 2 on päätykuvanto kuvion 1 mukaisesta aihiosta, kuvio 3 on sivukuvanto ruuviaihiosta tyssäys- ja kärjen-muodostustoimituksen jälkeen, 4 61647 kuvio 4 on osapoikkileikkauskuvanto kuvion 3 viivaa 4-4 myöten, kuvio 5 on osapäätykuvanto kuvion 3 viivaa 5-5 myöten, kuvio 6 on sivukuvanto keksinnön mukaisesta ruuvista, kuvio 7 on kaaviollinen osapoikkileikkauskuvanto kuvion 6 viivaa 7-7 myöten, kuvio 8 on osapäätykuvanto kuvion 6 viivaa 8-8 myöten, kuvio 9 on osasivukuvanto keksinnön erään modofikaation mukaisen ruuviaihion pääteosasta, kuvio 10 on leikkauskuvanto keksinnön mukaisesta leukaparis-ta, kuvion 3 mukainen ruuviaihio sovitettuna leukojen väliin pienen välimatkan päähän kummastakin leuasta, kuvio 11 on leikkauskuvanto kuvion 10 mukaisista leuoista sen jälkeen kun aihioon on muodostettu kierteet, kuvio 12 on osaleikkauskuvanto, joka havainnollistaa erästä välivaihetta kierteen muodostuksessa ruuviaihioon, kuvio 13 on kaaviollinen päätykuvanto kuvion 11 mukaisista leuoista kierteen valssauksen ruuviaihioon alkaessa, kuvio 14 on leikkauskuvanto tyssäysmuotista, jolla kuvion 3 mukainen aihio muodostetaan, aihio esitettynä muotin sisässä, kuviot 15 ja 16 ovat osa-poikkileikkauskuvantoja kuvion 14 viivoja 15-15 ja vast. 16-16 myöten, kuvio 17 on sivukuvanto keksinnön erään toisen modifikaation mukaisesta ruuviaihiosta, kuvio 18 on osapäätykuvanto kuvion 17 mukaisesta ruuviaihiosta, kuvio 19 on sivukuvanto keksinnön vielä erään modifikaation mukaisesta ruuviaihiosta, kuvio 20 on osittainen päätykuvanto kuvion 19 mukaisesta ruuviaihiosta, kuvio 21 on sivukuvanto keksinnön mukaisesta ruuvista, kuvio 22 on osittainen päätykuvanto kuvion 21 mukaisesta ruuvista, kuvio 23 on sivukuvanto keksinnön vielä erään toisenlaisen modifikaation mukaisesta ruuviaihiosta sovitettuna kahden kierteen-valssausleuan väliin, jotka myös ovat keksinnön erään toisen modifikaation mukaiset, kuvio 24 on osittainen kuvanto, joka esittää kuvion 23 mukaisesta aihiosta muodostetun ruuvin pääteosan sekä osia kierteen-valssausleuoista, 5 61647 kuvio 25 on osakuvanto, joka esittää keksinnön erään toisen modifikaation mukaisen ruuvin pääteosaa sekä osia kahdesta kierteen-valssausleuasta niiden yhteydessä esitetyn ruuvin valmistamiseksi, kuvio 26 on sivukuvanto, joka esittää keksinnön erään toisen modifikaation mukaista ruuvia, ja kuvio 27 on tasokuvanto keksinnön mukaisesta kierteenvals-sausleuasta.Piirustuksen kuviossa 6 on esitetty keksinnön erään sovellutusmuodon mukainen itsekierteittävä ruuvi 10, jossa on alus-levynä toimivalla laipalla 14 varustettu suurempiläpimittainen, kuusikulmainen kiertokanta 12, kierteinen ruuvin karaosa 16, ja edessä työkappaleeseen tunkeutuva päätyosa 18, josta ainakin osa on kierteitetty. Karaosassa 16 on yhdenmukainen, suoraan valssattu kierre, kun taas osassa 18 on suppeneva valssattu kierre karaosan 16 kierteen jatkeena. Karaosa 16 on yleisesti sylinterinmuotoinen ja sen kierteen huippu-, nousu-ja pohjapintojen poikkileikkaukset ovat ympyränmuotoiset kuten selvimmin näkyy kuviosta 7.

Kärkiosassa 18 on suppeneva kierre, jonka huippu-, nousu- ja pohjapintojen poikkileikkaukset ovat yleisesti kulmikkaat. Yksityiskohtaisemmin sanottuna tässä sovellutusmuodossa nämä suppenevat kierteet ovat muodoltaan kaarikolmiomaisia ja niissä on kaarevat sivut 24, jotka yhtyvät kaareviin pienisäteisiin kulmiin 26 niinkuin parhaiten näkyy kuviosta 8. Kierteiden korkeus kärkiosassa 18 pienenee jatkuvasti karasta etupäähän 20 päin ja häviää vähitellen ennen kuin se saavuttaa etupään, niin että muodostuu kierteetön tylppä kärkiosan kärkialue 22. Tässä suppenevassa kierteessä on tässä tapauksessa olennaisesti täysin kehitetyt, verraten terävät huiput koko sen pituudella, ainakin kierteen poikkileikkausten kulmien kohdalla, joskin tämän suppenevan kierteen pohjat tulevat jatkuvasti tylpemmiksi työkappaleeseen tunkeutuvaa päätä 20 kohti, niin kuin kuviosta 6 näkyy.

Kuviosta 8 näkyy, että ruuvin kärkiosan kulmikkaiden poikkileikkausten kaarevilla sivuilla 24 on säteensuuntainen päästö verrattuna pääkaran poikkileikkauksiin, joka päästö tulee sitä pienemmäksi mitä lähempänä nämä kulmikkaat poikkileikkaukset ovat pääkaraa. Tästä seuraa sujuva siirtyminen karaosan kierteistä pääteosan kulmikkaisiin kierteisiin. Jälempänä ilmenevistä syistä lähinnä etuosaa olevat pääkaran kierteet voivat myös olla lievästi kulmikkaat jälempänä selitettävän valmistusmenetelmän johdosta. Pääosalla karan Vruuvi'kierteistä on kuitenkin ympyränmuotoiset nousupinnan poikkileikkaukset mikä antaa mahdollisimman suuren kiinnipitovoiman.

6 6 "I 6 4 7

Vaikka piirustuksessa esitetyssä ensisijaisessa sovellutus-muodossa etuosan kierteiden nousupinnan poikkileikkaukset ovat kaari-kolmion muotoiset, nämä nousupinnan poikkileikkaukset voivat olla muunkinlaisia kaarevia, kulmikkaita poikkileikkauksia, joissa on pariton luku kaarevia kulmia ja kaarevat sivut niiden välillä. Käytännössä kulmia ei tavallisesti kuitenkaan ole enempää kuin 5, jotta voitaisiin saada aikaan haluttu alhainen vääntömomentin tarve.

Aihio johon kierteet valssataan kuvion 6 mukaisen ruuvin valmistamiseksi on esitetty kuvioissa 3* 4 ja 5. Tämä aihio muodostetaan kuvioiden 1 ja 2 mukaisesta kappaleesta lanka-ainetta 29 ja siihen kuuluu lopullisen ruuvin laajennettu kanta 12 ja aluslevylaippa 14, sylinterinmuotoinen, poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen karaoea 30, kärkiosa, johon kuuluu poikkileikkaukseltaan kaarikulmikas osa 32, ja suppeneva osa 34. Kuvion 6 mukaisen valmiin ruuvin kärkiosa 18 on muodostettu aihion osista 32 ja 34.

Osan 32 poikkileikkaukset ovat yleisesti tasasivuiston kaari-kolmioiden muotoisia, joissa on kaarevat sivut 31, jotka liittyvät välisiinsä kulmiin 33. Kuviosta 5 selviää, että keskiviiva, johon nähden aihion kärkiosan kulmikkaat poikkileikkaukset ovat symmetriset, on aihion karaosan keskiviivan jatke, ja että kärkiosan kulmat 33 sijaitsevat olennaisesti sylinterimäisen karapinnan 30 akselin-suuntaisen jatkeen pinnassa, niin että kulmat 32 muodostavat likimää-rin suoraviivaisen akselinsuuntaisen jatkeen karaosan 30 pinnalle, mikä selvästi näkyy kuviosta 3.

Kuviota 5 tarkasteltaessa selviää, että osan 32 suurin säteensuuntainen päästö eli epäkeskisyys karaosaan nähden on kunkin kaarevan sivun 31 keskipisteen kohdalla. Sivujen 31 epäkeskisyyden eli päästön suuruus voi vaihdella esimerkiksi välillä 0,3 - 0,6 kertaa ruuvikierteen nousu. Tämäkin suhde vaihtelee niinkutsutuissa harvakierteisissä ruuveissa. On tietenkin selvää, että nämä numerot ovat vain tiettyä ruuviaihiokokoa koskevia esimerkkejä ja epäilemättä muillakin epäkeskisyyden arvoilla päästään kaupallisesti käyttökelpoisiin ruuveihin keksinnön mukaan.

Aihion suppenevan osan 34 ei tarvitse olla mitään erityistä poikkileikkausmuotoa. Esimerkiksi, vaikka ne pinnat, jotka rajoittavat piirustuksenmukaisen aihion osaa 34, ovat poikkileikkaukseltaan kaarevia, niin että ne ovat samankeskisiä kaarevien sivujen 31 kaarevuuteen nähden, nämä pinnat voivat itse asiassa olla kartio-•;,frtal0esti suppenevia. Kartiomaisella suppenevuudella tarkoitetaan tässä sitä, että näiden siirtymäpintojen kaarevuus poikkileikkauksessa itse asiassa on samankeskinen karan 30 pinnan kaarevuuden 7 61647 kanssa. Kuten kuviosta 9 näkyy, päädyn 36 poikkileikkaus on kulmikas kuvion 5 kohtien 31, 33 mukaisesti. Suppeneva osa V/', joka suppenee kartiomaisesti, on poikkileikkaukseltaan kaareva samankes-kisesti pyöreän karan 38 kanssa. Tätä kartiomaisesti suppenevaa siir-tymäosaa käytetään itse asiassa monissa tapauksissa mieluummin koska se voidaan muodostaa vähemmän kalliilla työkalulla.

Riippumatta siitä, onko aihion suppenevan osan poikkileikkaus kaarevan kulmikas kuten kuviossa 3, vai kartionmuotoinen niinkuin kuviossa 9, siihen muodostettujen kierteiden poikkileikkaukset tulevat olemaan olennaisesti samanlaiset kuin kuviossa 8 on esitetty. Tämä johtuu jälempänä selitettävästä valmistusmenetelmästä.

Kuten jälempänä selviää, jos aihion päädyn kart 1 omainen osa on poikkileikkaukseltaan kaarevan kulmikas, kuten viivoilla 31, 33 kuviossa 5 on esitetty, suorasivuseinäisen kärkiosan 32 akselin-suuntainen pituus voi olla lyhyempi kuin jos aihion sisäänpäin suppenevat pinnat 34 noudattavat kartiopintaa. Lisäksi, jos sisäänpäin suppenevat pinnat 34 ovat poikkileikkaukseltaan kaarevia ja kulmikkaita ja jos suppenemiskulma sisäänpäin on hyvin loiva, näitä pintoja voidaan jatkaa olennaisesti aihion kärkiosan päähän saakka. Tärkeätä on kuitenkin, että melkoisen pitkä osa aihion kärkiosasta on poikkileikkaukseltaan kaareva ja kulmikas, riippumatta siitä ovatko sen sivut yhdensuuntaisia toistensa kanssa, kuten kuviossa 3, vai suppe-nevatko ne lievästi sisäänpäin.

Aihion kärkiosan suurin leveys ei saa olla olennaisesti suurempi, mutta saa olla pienempi kuin valmiin ruuvin karaosalle muodostetun kierteen noususylinterin läpimitta. Tämän kierteen noususylin-teri on esitetty katkoviivoilla 16a kuvioissa 6 ja 7.

Kuvioiden 1 ja 2 mukainen alkuaihio muutetaan kuvion 3 mukaiseen muotoon tyssäysmuotissa kuvioiden 14-16 mukaisesti. Muotissa on kuoriosa 44, joka sopii asennettavaksi tavanomaiseen pultinkannan tyssäyskoneeseen ja jossa on sylinterinmuotoinen upotemuottiosa 46. Upotemuotissa on poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen muottiontelo 48, johon sylinterinmuotoinen aihio 29 sovitetaan. TJpotemuotti toimii yhdessä yhden tai useamman tyssäyskoneen tyssäysmeistin 50 kanssa laajennetun vääntökannan 12 ja aluslevyvaipan 14 tyssäämiseksi ja muodostamiseksi alkuaihion toiseen päähän. Muottiontelossa on myös siirtymäosa 47, joka on suppeneva aihion suppenevan siirtymäosan 34 muodostamiseksi, ja lyhyt kulmikas, yhdensuuntaisseinäinen osa f,9<> TJ-onka seinät noudattavat aihion kärkiosan 32 kuvion 5 viivoilla 31, 33 esitettyä haluttua kaarevaa kulmikasta muotoa tai jotakin muuta jälempänä selitettävää kulmikasta muotoa. Muotti on varustettu 8 61647 myös epäkeskolaitteella 51 tankopuristustuotteen 46 takana ja oh-jausholkkiupotteella 53, jonka sisään on sopivalla tavalla asennettu akselinsuunnasea edestakaisin liikkuvan ulostyöntöpuikon 52 pää muodostuneen aihion, työntämiseksi ulos tyssäysmuotista.

Keksinnöin erään sovellutusmuodon mukainen kierteenvalssaus-leukapari 56, 57 on esitetty kuviossa 10, selvyyden vuoksi puolikkaat erilleen vedettyinä, kierteiden valssausta varten kuvion 3 mukaiseen aihioon. Nämä leuat ovat yleisesti tasomaiset, ainakin aihion pituussuunnassa, s.o. leukojen poikittaissuunnassa. Kummassakin leuassa on sarja vuorottelevia harjoja 58 ja uurteita 60, jotka harjat ja uurteet on muotoiltu suoran kierteen muodostamista varten aihion karaosalle 30, ja suppeneva, täydellisillä harjoilla varustetun kierteen muodostamista varten aihion suppenevalle osalle 5!\, mutta niin, että kierteen korkeus vähitellen pienenee, tylppää, työ-kappaleeseen tunkeutuvaa kärkiosaa 32 kohti. Huomattakoon, että leukojen harjojen 58 huiput ovat kaikki samassa tasossa, s.o. kuviossa 10 samalla suoralla viivalla 62. Lisäksi siinä osassa kummassakin leuassa, joka on aihion suppenevan osan 34 kohdalla, uurteiden syvyys pienenee vähitellen leukojen alareunaa kohti kuviosta 10 nähtynä, joskin näiden uurteiden pohja pysyy terävänä niin kuin kohdasssa 61 näkyy. Sen sijaan ne huiput 59, jotka ovat aihion suppenevan osan kohdalla, muuttuvat, yhä enemmän typistetyiksi aihion päätä kohti, kunnes ne yhä enemmän litistyneinä vihdoin yhtyvät leukojen sileääntai olennaisesti sileään reunaosaan 64. Sileät reunaosat 64 ovat aihion kärkiosan 32 kohdalla ja sijaitsevat samassa tasossakin eli viivalla 62 kuin harjojen 58 huiput. Näin ollen kummankin leuan voidaan sanoa koostuvan ainakin kahdesta eri leukaosasta, nimittäin ensimmäisestä leukaosasta, jonka harjat ja uurteet ulottuvat leuan leveydelle ja joka olennaisesti vastaa aihion kierteitettyä osaa, ja toisesta sileästä tai olennaisesti sileästä leuan reunapintaosasta 64.

Kuviossa 6 esitetty ruuvi on valmistettu käyttäen edelläseli-tettyjä työkaluja seuraavan menetelmän mukaan:

Ensiksi sylinterinmuotoinen alkuaihio 29 muutetaan kuvion 3 mukaiseksi ruuviaihioksi kuvion 14 mukaisella tyssäysmuotiliä tavanomaisessa tyssäyskoneessa. Ruuviaihio siirretään sitten kierteen-valssaimeen, joka on varustettu kierteenvalssausleuoilla 56 ja 57. Vaikka leuoista 56 ja 57 edellä on sanottu, että ne ovat tasomaiset, on selvää, että ne yhtä hyvin voivat olla pyörivätyyppisiä kierteen-,.'>;taflssausleukoja. Kierteenvalssaustoimitus selitetään kuvioiden 11, 12 ja 13 yhteydessä.

9 (A 6 4 7

Tarkastamalla ensiksi kuvion 13 kaaviollista luonnosta havaitaan että yhdensuuntaispintaiset elimet 56, 57 edustavat kierteen-valssausleukojen vastakkaisia yhdensuuntaisia pintoja. Ruuviaihion karaosaa on merkitty viitenumerolla 30 ja kaarikolmionmuotoista aihion osaa viitenumerolla 32. Huomattakoon, että leukojen 56 ja 57 pintojen ollessa kosketuksessa karan 30 halkaisijalla vastakkain olevien sivujen kanssa, vain ylin kulma 33 aihion kärkiosasta 32 on kosketuksessa ylisen leuan 56 kanssa, kun taas osan 32 alapinta 31 on erillään leuan 57 pinnasta, mitä osoittaa väli 68. Oletetaan, että leukojen 56 ja 57 Välissä olevaan ruuviaihioon nyt kohdistetaan paine. Koska leukojen 56, 57 pinnat ovat kosketuksessa aihion pyöreän osan 30 kanssa, leukapintojen harjoja vastaavat uurteet muodostuvat aihion 30 vastakkaisiin sivuihin. Koska kärkiosan 32 kulman 33 kanssa kosketuksessa oleva leuan 56 osa 64 kuitenkin on sileä, se ei pysty tunkeutumaan kulman 33 metalliin ja sen johdosta kärkiosa taipuu alaspäin kuviosta 13 nähtynä, nuolen 66 suuntaan.

Kuvio 12 esittää ruuviaihiota, johon kierteet on vasta osaksi muodostettu kahden vastakkaisen leuan 56, 57 välissä kierteen-valssausiskun alussa. Tästä kuvannosta selviää lisäksi, että aihion kärkiosa 32 on taipunut alaspäin kuviossa 12 ylisen leuan 56 sileä-lintaisen osan 64 puristuksen vaikutuksesta kärkiosan 32 ylistä kulmaa 33 vasten. Tämä aihion kärkiosan taipuminen tapahtuu joka kerran kun jokin kulmista tulee kosketukseen jommankumman leuan 56, 57 kanssa. Toisin sanoen pulttiaihion kärkiosan kärkialueen keskiviiva 70 taipu kohtaan 71 merkittyyn asemaan joka kerran kun jokin kulmista tulee kosketukseen jommankumman leuan sileäpintaisen reunaosan 64 kanssa. Aihion kärkiosan kärkialueen keskiviiva värähtelee eli kiertää näinollen olennaisesti jatkuvasti pulttiaihion 30 peräosan keskiviivan 70 ympäri, ensin toista leukaa ja sitten toista leukaa kohti. Keskiviivan taipuvan osan 71 liikeura on kierteenvalssaustoimltukeen aikana näinollen luonteeltaan kiemurteleva eli aaltoileva. Tästä johtuu, että kuvion 3 mukaisen aihion kärkiosassa oleva sisäänpäin suppeneva kierre, suppeneva osa 34 mukaanluettuna, saa nousu-, pohja- ja huippu-pintamuodot, jotka poikkileikkaukseltaan ovat olennaisesti samanlaisen kaarikolmion muotoiset kuin aihion alkuperäisen kärkiosan poikkileikkaukset.

Kuvio 11 esittää pulttia kierre olennaisesti valmiina, juuri etinen pultin työntämistä ulos leukojen välistä. Pultin keskiviiva •oh merkitty viitenumerolla 70 ja kulma 72 edustaa pultin etupään kierteen valssaustoimituksen aikaisen värähtelyn eli taipuman koko-naiskulmaa. Huomattakoon, että keskiviiva 70 karaosassa, lähempänä 10 61647 pultin perä- eli kantapäätä, pyörii värähtelemättä. Käytännössä aihion kärkiosan keskiviivan värähtely ulottuu perään päin, suppenevan osan läpi ja voi itse asiassa ulottua jatkuvasti pienenevänä lyhyen matkan välittömästi suppenevan osan jatkona olevan karan osan sisään. Tästä aihion keskiviivan värähtelyilmiöstä kärkiosissa ja suppenevissa osissa johtuu, että näihin osiin muodostuu kierre, jossa on täysin kehittyneet, yleisesti kulmamuotoa olevat harjan huiput, tarkemmin sanottuna muotoa, jossa nousupinnan poikkileikkauksella on yleisesti kaareva kulmikas muoto, jonka määrää aihion kärkiosan poikkilo.ikkausmuo-to. Näin ollen, jos kärkiosan poikkileikkaus on kaarikolmion muotoinen, pultin kärkiosan kierteen nousupinnan poikkileikkaukset tulevat samoin olemaan kaarikolmion muotoiset. Sen johdosta, että keskiviivan värähtelyn laajuus pienenee aihion karaosaa kohti kierteenvalesaustoimi-tuksen aikana, kierteen nousupinnan poikkileikkaukset tulevat kuitenkin yhä enemmän ympyränmuotoisiksi lähestyessään aihion karaosaa ja ovat ympyränmuotoiset karan niissä osissa, joissa pyörintäakseli ei lainkaan värähtele.

Leukojen reunaosien 64 puristuksen johdosta ruuviaihion kulmia 33 vasten ruuviaihio pyrkii tulemaan jonkin verran vähemmän terävästi pyöristetyksi kierteenvalssaustoimitukeen jälkeen, joutuen tilaan, jota yleisesti on merkitty katkoviivoilla 75, kuviossa 13. Myös ruuvin kärkipinta voi tulla lievästi koveraksi niin kuin on näytetty kohdissa 76 kuvioissa 8 ja 11.

Edellä selitetyssä, kuviossa 3 esitetyssä ruuviaihion sovellu tusmuodossa kärkiosassa 32 huomattavan pitkällä akselinsuuntäisellä matkalla sivuseinät ovat toistensa suuntaiset akselinsuunnassa, ja lisäksi tähän kärkiosaan ovat kosketuksessa pääasiassa kierteenvals-sausleukojen reunaosat 64, jotka ovat sileät. On ilmeistä, että jos suppenevan osan 34 poikkileikkaukset ovat kaariympyrän muotoiset ja sen akselinsuuntainen pituus on huomattava, suoraseinäisen kärkiosan pituus voi pienetä, tai joissakin olosuhteissa olennaisesti kokonaan hävitä. Selvää on, että kuvion 10 mukaiset typistettyjen harjojen 59 verraten leveät tasaiset huiput toimivat samaan tapaan kuin niiden naapurina olevat sileät reunaosat 64 aiheuttaen aihion kärkiosan taipumista ja pyörivää värähtelyä kierteen valssauksen aikana.

Kuvioiden 17-22 mukaisissa keksinnön toisissa sovellutus- & mdoäoissa on esitetty itsekierteittäviä ruuveja, joissa on vain yksi kulma sijoitettuna epäkeskisesti pultin keskiseen pituusakseliin nähden. Tarkastettaessa ensiksi kuvioita 17 ja 18 niistä näkyy samanlainen aihio kuin kuviossa 3, jossa on pyöreä sylinterinmuotoinen n 61647 karaosa 82 3a apäkeskinen, korvakemainen kärkiosa Kärkiosa 88 on tässä tapauksessa poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoinen, jonka läpimitta on pienempi kuin karaosan 82 läpimitta. Kartiomaisesti suppeneva osa 86 yhdistää kärkiosan 84 karaosaan 82.

Huomattakoon, että kärkiosan 84 ei tarvitse olla poikkileik-seltaan ympyränmuotoinen vaan voi olla elliptinen kuten kuvioissa 19 ja 20. Viimeksimainituissa tapauksissa ympyräsylinterinmuotoisen karan 89 päässä oleva kärkiosa 88 on poikkileikkaukseltaan ellipsin muotoinen kuten paremmin näkyy kuviosta 20, ja kärkiosan 88 yhdistää karaan kartiomaisesti suppeneva osa 91·

Valmis ruuvi kierteenvalssaustoimituksen jälkeen on esitetty kuvioissa 21 ja 22, jolloin on huomattava, että kierteenvalssaus-toimituksessa kuvioiden 17 ja 19 mukaisiin aihioihin muodostuneet kierteet ovat olennaisesti samanlaiset, niin että ruuveissa ei ole muuta eroa kuin pieni ero kärkipään poikkileikkauksen muodossa, niin kuin edellä aihioiden yhteydessä on mainittu. Näin ollen tämän keksinnön mukaisella menetelmällä kierteet voidaan valssata kuvioiden 17 ja 19 mukaisiin aihioihin joko edellämainituilla tai seuraavassa selitettävillä kierteenvalssausleuoilla.

Kierteitä valssattaessa esimerkiksi kuvion 10 mukaisella leukaparilla, joka kerta kun kuvion 19 mukaisen aihion kärkiosan 88 yläpinta 92 tulee kosketukseen jommankumman leuan 56 tai 57 tasaisen pintaosan 64 kanssa, kärkiosa taipuu poispäin siihen koskettavasta leuasta siten pakottaen korvakkeen pintaa 92 vastapäätä olevan suppenevan osan 91 alisen pintaosan 94 vastakkaisen leuan kierteitä muodostavia harjoja vasten. Kierteen valssaustoimituksen aikana aihion pituussuuntainen keskiviiva 96, joka tietenkin on epäkeskinen kärkiosaan 88 nähden, värähtelee edestakaisin aseman 96 ja katkoviivoilla esitetyn aseman 98 välillä aika lailla samaan tapaan kuin edellä on selitetty.

Kuviota 21 tarkasteltaessa voidaan havaita, että kierteiden huiput 102 ruuvin yläsivulla sen etupään alueella ja huiput 104 vastakkaisella sivulla ovat terävät, kun taas kierteiden väliosat ovat verraten matalat ja karkeat. Kuten kuviosta 22 näkyy suppenevan osan kierteessä on korvakkeet 102 ja 104 ja niiden välillä epäkeskiset päästöt 106.

Kuvioissa 10 ja 11 esitettyjen leukojen 56 ja 57 tapauksessa sileäpintaiset reunaosat 64 on muodostettu leukojen yhdentyneeksi osäksiv Ilmeistä on, että nämä sileäpintaiset reunaosat voidaan muodostaa erillisinä eliminä, jotka toiminnallisesti on kiinnitetty leukojen 56 ja 57 pituussuuntaiseen reunaosaan. Saattaa esiintyä 12 61 647 tiettyjä tapauksia, Joissa on toivottavaa tehdä nämä sileäpintaiset elimet leukojen erillisinä osina niinkuin esimerkiksi kuviossa 23 on esitetty. Tässä kuviossa näkyy ruuviaihio 110 sovitettuna kahden kierteenvalssauselimen 112 Ja 114- väliin. Leuat on tässä tapauksessa varustettu kierteenmuodostusharJoilla 116, Joiden korkeus on yhdenmukainen niiden koko ulottuvuudella. Leukojen 112 Ja vast. 114 alareunoihin on toiminnallisesti kiinnitetty pituussuuntaiset reunaosat 118 Ja 120, Joissa on sileät pinnat 122 toisiaan kohti sovitettuina Joutumaan kosketukseen epäkeskisen korvakkeen tai tapauksen mukaan korvakkeiden kanssa, niin kuin aihion 110 kohtaan 124 on merkitty. Tässä tapauksessa aihion kärkiosan 126 halkaisija on pienempi kuin aihion 110 sylinterin muotoisen karan 128 halkaisija Ja niin ollen reunaosat 118 Ja 120 on sijoitettu harjojen 116 huippujen tasoon nähden, että ne ovat lähempänä toisiaan, siten kompensoiden kärkiosan 126 läpimitan pienemmyyden. Sileäpintaiset reunaosat 118, 120 toimivat samaan tapaan kuin kuvion 10 mukaisten leukojen sileäpintaiset osat 64, tullen kosketukseen ruuviaihion kärkiosan 126 korvakkeen tai korvakkeiden kanssa saattaen etuosa Jaksottaisesti taipumaan, niin että aihion 110 suppenevaan osaan 130 muodostuu korvakkeinen suppeneva kierre.

Kuviosta 23 voidaan havaita, että aihion kärkiosa 126 on kuvion 17 mukaista yksikorvakkeista muotoa. On kuitenkin ilmeistä, että aihion 110 sijasta voidaan käyttää kuvion 3 mukaista kolmekorvakkeis-ta aihiota, Jonka kärkiosan läpimitta on pienennetty.

Kierteenmuodostusleuoilla, Joiden harjat 116 ovat yhdenmukaisen korkeat niiden koko poikittaisella ulottuvuudella, aihion suppenevaan osaan muodostettujen kierteiden huiput eivät tule teräviksi kuten kuviossa 6. Sen sijaan kierteiden huiput suppenevassa osassa tällöin jäävät puolivalmiiksi niin kuin kuvion 24 kohdasta 132 näkyy.

Kierteenvalssausleuat, joissa on erilliset reunaosat voivat olla toivottavia monista syistä. Kuviossa 25 on esitetty kaksi kier-teenvalssausleukaa 140, 142, jotka tässä tapauksessa ovat samanlaiset kuin leuat 112, 114. Toiminnallisesti kiinnitettynä niiden alareunoihin kuvion 25 mukaan on kaksi reunaliuskaa 144 ja 146. Liuskat 144 ja 146 on varustettu sileäpintaisilla osilla 148. Liuoskojen 144 ja 146 koko suuremmalla pituudella sileät osat 148 ulottuvat liuskojen 144 ja 146 koko leveydelle. Liuskojen 144ja 146 peräpäihin on kuitenkin muodostettu hiukan korotetut pinnat 149 uurteen 152 muodostamiseksi : riiuvin 153 kärkiosaan välittömästi ruuvikierteen suppenevan osan pään viereen. Tämä uurtamisvaikutus saadaan aikaan kierteitys- 13 61 647 toimituksen viimeisten kierrosten aikana sen jälkeen kun korvakkei-set kärkikierteet on muodostettu. Tällainen lievä päästö lähellä alkavien kierteiden päätä on joskus toivottava kierteen alkutartunnan helpottamiseksi esimerkiksi kun ruuvia käytetään ahtaan ohjausreiän yhteydessä.

Tämä keksintö on erityisen hyödyllinen kuvion 26 mukaisten harvakierteistä tyyppiä olevien ruuvien muodostamisen yhteydessä. Ominaisia ruuveille 160 tässä tapauksessa ovat kierteet 162, jotka koko matkalla ovat terävähuippuiset ja joita erottavat leveät pohjat 164. Kierteet tietenkin suppenevat työkappaleeseen tunkeutuvassa päässä niin kuin kohdassa 166 näkyy. Tällaiset ruuvit ovat erityisen sopivia käytettäviksi muovin ym. verraten pehmeiden aineiden yhteydessä. Kuvion 26 tyyppiä olevia ruuveja voidaan helposti valmistaa tämän keksinnön mukaisella laitteella, niin että niissä on edellä selitetty korvakkeiden työkappaleen sisään tunkeutuvan pään muoto.

Yhteenvetona mainittakoon, että keksinnön mukaisella laitteella valmistetaan aihio, jossa on poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen pääkaraosa, ja akselin suunnassa pääkaraosaa lyhyempi kärkiosa, johon kuuluu sen päässä akselinsuunnassa melkoisen pitkä osa, jolla on epäkeskinen kaarikulmikas poikkileikkaus, ja johon kärkiosaan lisäksi kuuluu sisäänpäin suppeneva osa aihion kärkiosan ja karaosan välissä, että samanaikaisesti valssataan kierre sekä karaosaan että suppenevaan osaan, jolloin kierteenvals-sausleuoissa on sileä tai verraten sileä reunapintaosa kosketusta varten aihion etupään kaarevien kulmien sivujen kanssa näiden saattamiseksi kieppumaan ruuviaihion pääosan keskiviivan ympäri niin että mainittuun kärkiosaan muodostuu sisäänpäin suppeneva, poikkileikkauksestaan kaareva kulmainen kierre, jonka muoto olennaisesti vastaa ruuviaihion kaarevakulmaisen kärkiosan poikkileikkausmuotoa. Kierteiden kaarevakulmainen poikkileikkausmuoto jatkuu mieluummin välittömästi suppenevan osan naapurina oleviin muutamiin ensimmäisiin kierteen kierroksiin, mutta jatkuvasti vähenevässä määrin epäpyöreä-nä. Nämä hiukan epäpyöreät kierteet sulautuvat vähitellen karaosan ympyränmuotoisiin kierteisiin ja niiden tehtävänä on silittää ruuvin työkappaleeseen tunkeutuvassa kärkiosassa olevien pää-kierteiden työkappaleen ohjausreiän sivuseiniin aluksi muodostamat kierteet.

m Kuvio 27 esittää kaaviollisesti tasokuvantona kierteenvals-saiisleukaa, johon kuuluu osa 170, joka on varustettu kierteenmuodos-tusharjoilla ja toinen osa 172, jossa on tasainen eli sileä yläpinta.

14 61647

Huomattakoon, että osa 170 voi olla varustettu minkämuotoisilla sopivilla kierteitysleuan harjoilla tahansa, esimerkiksi sellaisilla kuin kuvion 10 leuoissa 56, 57 tai kuvion 23 leuoissa 112, 114, tai sellaisilla, jotka ovat tarpeen valssattaessa kierteitä kuvion 26 mukaisiin ruuveihin. Lisäksi reunaosa 172 voi olla muodostettu joko samana kappaleena leukaosan 170 kanssa kuten kuvion 10 kohdassa 64, tai se voi olla eri kappaleena kuten kuvion 23 kohdassa 122. Osa 172 voi myös olla varustettu korkeammalla harjalla leukaosan 170 vieressä leuan jättöpäässä, niin kuin katkoviivalla 173 on hahmoteltu, kuvion 25 esittämään korotettuun osaan 49 mukautumista varten.

·..* > * ' V,.'

Claims (4)

15 61 647

1. Laite itsekierteittävien kiinnittimien valmistamiseksi vals-saamalla kierre aihioon, jossa on lieriömäinen kara (30, 82, 128) ja siihen liittyvä kärkiosa (32, 36, 84, 126), joka on lyhyempi kuin kara ja jossa on pariton lukumäärä karan poikkileikkauksen sisäpuolella ja kehäsuunnassa erillään olevia kaarevapintaisia lohkoja (31), kahden aihion vastakkaiseen sivuun, karaosan alueella symmetrisesti sen akselin suhteen tarttuvan kierteenvals-sausleuan (36, 57, 112, 114, 140, 142) avulla, joiden leukojen valssauspinnat ovat aihion akselin suuntaisia ja yhdensuuntaisia toistensa suhteen, sekä varustetut karan ja kärkiosan alueelle ulottuvilla valssausurilla (60) niiden samanaikaiseksi työstämiseksi, tunnettu siitä, että valssauspinnat (62, 64, 122, 149. ovat kärkiosan (32, 36, 84, 126) kärkialueella sileitä kiin-nittimen kärkiosan taivuttamiseksi vuoronperään poispäin ensimmäisestä ja sitten toisesta leuasta kulloinkin vastakkaisen leuan valssausuria vasten vaikuttamalla sileillä valssauspinnoilla kärkiosan ulkonemiin (33, 92, 124) suppenevan kierreosan aikaansaamiseksi kärkiosan (32, 36, 84, 126) suppenevalle osalle (34, 37, 86, 130)

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierteenvalssausleuoissa (56, 57) on aihion kärkiosan (32) puoleisessa päässä vähenevää syvyyttä olevat kierteenvalssausurat (60, 61) vastaavine laakeine huippuineen (59)> jotka ulottuvat sileitten valssauspintojen (64) tasolle asti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierteenvalssausleuoissa (112, 114; 140, 142) on karaa varten olevalla alueella ja aihion kärkiosan taaimmalla alueella (124) syvyydeltään vakiot kierteenvalssausurat (60) ja että tasaiset valssauspinnat (122; 149) ulkonevat aihion kärkiosan kärkialueella aihion keskiakselia kohti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sileisiin valssauspintoihin (149) liittyy aihion kärkiosan kärkialueella toiset sileät valssauspinnat (148), jotka sijaitsevat kauempana toisistaan kuin ensiksimainitut pinnat (149). *·· fc H \ ' .