FI77094C - Sjaelvborrande faestorgan. - Google Patents

Description

77094

Itseporaava kiinnitin Tämä keksintö kohdistuu itseporaavaan kiinnittimeen, jonka kiinnittimen varren toisessa päässä on porauskärki, jolloin kärki käsittää kaksi uraa, jotka sijaitsevat yhtä suurissa vastakkaisissa kulmissa kiinnittimen akselin suhteen pääasiassa sen vastakkaisilla sivuilla, minkä lisäksi urien välissä on kaksi kantaosaa, jotka leikkaavat toisensa niin, että muodostuu kapea talttakärki, ja jolloin kukin ura muodostaa 1 eikkuusärmän ja jättöpinnan.

Tämän tyyppisiä kiinnittimiä tunnetaan esimerkiksi US-patent-tijulkaieuista 3 786 713, 3 933 075 ja 4 064 784.

Tähän mennessä on kehitetty useita erilaisia poraruuvirakenteita. Näiden poraruuvien suunnittelu ei ole ollut kovin tarkkaa työtä, minkä vuoksi syyt, miksi toiset poraruuvit toimivat hyvin joissakin aineissa, mutta eivät toisissa, ja toiset, poraruuvit eivät toimi lainkaan hyvin, jäävät jokseenkin epäselviksi. On esimerkiksi tunnettua, että joissakin tapauksissa yksinkertainen naulan kärki riittää tunkeutumaan joihinkin aineisiin, esimerkiksi kuivaan seinään, kun sitä kierretään riittävällä nopeudella. Toisaalta yksikään tähän asti kehitelty poraruuvi ei pysty tyydyttävästi poraamaan joidenkin erittäin lujien vähän seostettujen terästen läpi.

Kaksi poraruuvin tehon arvostelussa käytettävää peruskriteeriä ovat: 1) ruuvin poraukseen vaatiman päätepäinekuormituk een määrä ja 2) kuinka monta sekuntia ruuvin tunkeutuminen kulloinkin porattavaan aineeseen kestää. On ilmeistä, että kokoomahihnatyyppisessä ympäristössä, jossa yksi työntekijä yhdessä tunnissa asentaa suuren määrän kiinnittimiä, sekä päätekuormitukeen määrän pieneneminen että porausajan lyheneminen ovat hyödyksi sekä työntekijälle että hänen työnantajalleen .

2 77094

Edellä esitetyistä US-patenttijulkaisuista 3 786 713, 3 933 075 ja 4 064 784 tunnettujen kiinnittimien epäkohtana on kuitenkin, että ne vaativat suhteellisen suuren päätepai-neen, jotta ruuvi alkaisi porata ja lisäksi kuluu suhteellisen pitkä aika kunnes ne ovat tunkeutuneet porattavan materiaalin läpi. Lisäksi ne eivät sovellu erittäin lujien, vähän seostettujen terästen poraamiseen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kiinnitin, joka täyttää edellä mainitut vaatimukset.

Tätä päämäärää varten edellä mainittua tyyppiä oleva kiinnitin on keksinnön mukaan muotoiltu siten kuin patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on esitetty.

Esillä olevan keksinnön poraruuvi valmistetaan käyttämällä pyöristettyjä jyrsimiä eikä tavanomaisia uurto- ja teroitus-sahoja. Pyöristettyjen jyrsimien käytön eräs tärkeimpiä etuja on, että päinvastoin kuin tavanomaisia sahoja käytettäessä läpimitasta poistetaan vain vähän tai ei lainkaan ainetta, kun hampaat ovat teroitettuja. Niin ollen optimaalinen uran muoto on helpommin toistettavissa (te. jyrsimen kulumisen aiheuttama laadun vaihtelu on vähäisempää). Toinen etu, joka myös parantaa laadun tasaisuutta, on, että hampailla on voimakkaampi rakenne, joka on vähemmän altis poikkeamille.

Näiden poraruuvien valmistuksessa uurtojyrsimet upotetaan samanaikaisesti ruuviaihion varteen akseleja pitkin, jotka ovat yhdensuuntaiset, mutta keskipisteestä siirretyt. Jyrsimien pituusakselit ovat kaltevat yhtä suurissa mutta vastakkaisissa terävissä kulmissa aihion akselin suhteen jyrsimien liikkuessa yhdensuuntaisia 1iikeakseleja pitkin. Tämän seurauksena urassa on suora osa, joka vastaa jyrsimen sivua, ja säde, joka vastaa jyrsimen hampaiden kärjen sädettä.

o o

Poraruuvi voidaan valmistaa tavanomaisella 90 :n tai 105 :n 3 77094 kärkikulmalla tai muodostaa jyrsimellä, jonka hampaiden muoto on oleellisen kovera. Tällöin saadaan pääasiassa kupera kärki, jonka kullakin osalla on yhtenäinen käärevuussade. Vaihtoehtoisesti kukin osa voi muodostua kahdesta tasomaisesta pinnasta, jotka leikkaavat toisensa, niin että niiden väliin o muodostuu 172,5 :n kulma. Jälkimmäisessä tapauksessa poran o kärjellä on yhdistelmäkulma, joka voi olla 105 kärjessä ja o 90 muualla.

Keksinnön mukaisessa poraruuviesa on entistä kestävämpi leik-kuusärmä, joten se ei herkästi murru kovempia aineita porattaessa. Samalla porauksen vaatima päätepaine voidaan pitää minimissä käyttämällä suhteellisen kapeaa talttaa.

Nämä ja muut esillä olevan keksinnön tarkoitukset, tunnusmerkit ja ominaisuudet käyvät paremmin selville seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin .

Kuvio 1 on sivukuva keksinnön mukaisesta itseporaavasta, it~ sekierteistävästä ruuvista, kuvio 2 on päätykuva keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta poraruuvieta kuvion 1 viivaa 2-2 pitkin, kuvio 3 on suurennos kuvion 2 poran kärjestä, kuvio 4 on sivukuva poran kärjestä kohtisuoraan talttaa vastaan tai kuvion 3 viivaa 4-4 pitkin, kuvio 5 on sivukuva, joka on tehty yhdensuuntaisesti leikkuu-särmän kanssa tai kuvion 3 viivaa 5-5 pitkin, kuvio 6 on sivukuva kuvion 3 viivaa 6-6 pitkin, joka on taltan suuntainen, kuvio 7 on sivukuva kuvion 3 viivaa 7-7 pitkin, kuvio 8 on leikkauskuva kuvion 7 viivaa 8-8 pitkin, joka on kohtisuora toisen uran akselia vastaan, kuvio 9 esittää päätykuvana esillä olevan keksinnön hieman muunneltua suoritusmuotoa, jossa leikkuusärmät sijaitsevat 77094 4 keskustan ulkopuolella <te. molemmat ulottuvat saman diamet-raalieen tason ulkopuolelle), kuvio 10 esittää keksinnön vaihtoehtoista suoritusmuotoa, jossa leikkuusärmät ovat pääasiassa sama-akseliset (ta. keskustassa ) , kuvio 11 esittää päätykuvana keksinnön suoritusmuotoa, jossa on lastua murtava osa, kuvio 12 on sivukuva kuvion 11 suoritusmuodosta viivaa 12-12 pitkin, kuvio 13 on leikkauskuva, joka on tehty kuvion 12 viivaa 13-13 pitkin ja joka esittää uurtojyrsintä, jolla se on tehty, o kuvio 14A on uurtamaton aihio, jossa on 90 :n kärkikulma, o kuvio 14B on sivukuva 105 :n vakiokärkikulmasta, kuvio 14C on oleellisesti kuperan kärjen yhtä muotoa esittävä sivukuva, joka esittää sen muodostukseen käytettävän jyrsimen muotoa, ja kuvio 14D on sivukuva pääasiassa kuperan kärjen vaihtoehtoisesta muodosta, jonka kumpikin kanta muodostuu kahdesta kulmikkaasta pinnasta, jolloin kuva esittää tämän kärjen muodostukseen käytettävän jyrsimen hampaan muotoa.

Keksinnön mukainen itseporaava, itsekierteittävä kiinnitin esitetään yleisesti kohdassa 10. Kuviot 1-8 esittävät useita kuvia edullisesta suoritusmuodosta, jolloin poran kärjen 12 tarkka muoto käy selvästi esille. Itsekierteittävä1la kierteellä 14 voi olla mikä tahansa sopiva muoto.

Keksinnön mukainen poran kärki 12 muodostetaan käyttämällä pyöristettyjä jyrsimiä tavanomaisten sahojen sijasta sekä uurtoon että paikalleen suuntaukseen siihen tapaan kuin US-patentissa 3 933 075 esitetään. Uurtojyrsimet, joita ei ole esitetty, sijoitetaan ruuviahion molemmille puolille, niin että niiden pituusakselit sijaitsevat yhtä suurissa vas- o takkaisissa kulmissa (yleensä n. 15 > aihion akselin suhteen. Päinvastoin kuin US-patentissa 3 933 075, jossa jyrsimet upotetaan aihioon niiden akselien sijaitessa säteittäisesti sen 5 77094 suhteen, jolloin saadaan tasaisesti pyöristetty ura, esillä olevan keksinnön ruuvin 10 uria 16 ja 18 muodostettaessa jyrsimet upotetaan aihioon, niin että niiden sivusärmät muodostavat kumpaankin uraan suoran osan 20 ja 22 (katso kuvio 8). Kummallakin uralla on yhdistelmämuoto, johon kuuluu suora osa 20, 22 ja pyöristetty osa 24, 26. Edullisessa suoritusmuodossa näihin suoriin osiin 20, 22 kuuluu leikkaussärmät 28 ja 30, kun taas pyöristettyihin osiin 24 ja 26 kuuluu jättöpinnat 32 ja 34.

Jyrsimien keskiviivat sijaitsevat aihion pään yläpuolella, niin että uuman ohuin osa sijaitsee taaksepäin kärjestä.

Taltta 36 muodostetaan kantaosien 38 ja 40 väliseen leikkauspisteeseen. Taltta 36 muodostaa kummankin leikkaussärmän 28 o ja 30 kanssa kulman, joka on 30 . Kuvioista 2 ja 3 näkyvät leikkauseärmien 28, 30 ja jättöpintojen 32, 34 muodot ovat urien 16 ja 18 sekä kantaosien 38 ja 40 jyreinnän vaikutusten yhteistulos.

Uran todellisen muodon esittämiseksi ilman kärkeä kuvio 8 esittää poikkileikkausta kuvion 7 viivaa 8-8 pitkin, joka viiva on kohtisuora uran 16 akselia vastaan. Tasainen pinta 20 sijaitsee kahden 1eikkuusärmän 28 ja 30 kanssa yhdensuuntaisen säteittäisen keskiviivan ulkopuolella tai alapuolella (seuraavassa "keskuksen alapuolella"). Tämä johtuu urien 16 ja 18 kaltevuudesta ruuvin pituusakselin suhteen. Pyöristetyllä osalla 24 on tässä tasossa tasainen kaarevuussäde, joka vastaa sen muodostaneen jyrsimen sädettä. Viiva 8-8 ei tie- o tysti ole kohtisuora uran 18 akselia vastaan, vaan 30 :n kulman verran kalteva sen suhteen. Kuvio 8 esittää niin ollen selvästi, mikä vaikutus kärjen päällä sijainnilla voi olla kiinnittimen päätykuvaan.

β 77094

Kuvioeea 6 on esitetty uramuodon toinen ominaisuus. Kulmikkaiden jyrsimien ja varren lieriömäisen kehän välinen leikkaus antaa tulokseksi urien 16 ja 1Θ kaarevat etureunat 42 ja 44. Tämä yhdessä jyrsimen pyöreän muodon kanssa johtaa kauha-maiseen muotoon leikkuusärmien 2Θ ja 30 läheisyydessä. Tämän kauhamaisen muodon takia kiinnitin voi vetää itsensä porattuun reikään, minkä ansioksi ainakin osaksi on luettava kiin-nittimen ainutlaatuiset porausominaisuudet.

Vaikka edullinen suoritusmuoto esittää rakenteen, jossa leik-kuueärmät sijaitsevat keskustan yläpuolella, on selvää, että jyrsimien uppouman syvyyttä pienentämällä ja liikuttamalla jyrsimiä sivusuunnassa voidaan 1eikkuusärmät sijoittaa sekä keskustan alapuolelle että keskustaan. Nämä vaihtoehtoiset muodot on esitetty kuvioissa 9 ja vastaavasti 10. Näissä suoritusmuodoissa urien kaareviin osiin 32 ja 34 sisältyy leikkuusärmien 2Θ ja 30 osa, mikä antaa leikkuusärmille yhdistel-mämuodon. Näissä vaihtoehtoisissa suoritusmuodoissa on tärkeää pitää taltan pituus melko lyhyenä, jotta varmistetaan alempi päätepaine porausta aloitettaessa.

Kuviot 11-13 esittävät vielä erästä toista keksinnön suoritusmuotoa. Tähän asti lastua murtavia osia on lisätty vain taotuilla kärjillä varustettuihin poraruuveihin. Esillä olevassa keksinnössä kussakin jyrsityssä urassa 16 ja 18 on pituussuunnassa ontot kourut 46 ja 48. Tämä lastua murtava osa jyrsitään jyrsimellä 50 (kuvio 13). Jyrsimessä 50 on useita hampaita 52 (edullisesti käytetään 20- tai 32-hampaista jyrsintä). Jokaisella hampaalla 52 on profiili, joka käsittää yhtenäisen ensimmäisen pyöristetyn osan 54 ja kaarevan rivan 56, jolla on toinen lyhyempi säde. Ripa 56 voi olla siirretty sivulle aksiaalisesta keskiviivasta suuntaan tai toiseen riippuen halutusta uran muodosta. Vaikka vain keskustan yläpuolella sijaitseva lastua murtava kouru on esitetty, on selvää, että tämä kouru voidaan myös sijoittaa keskustan alle ja keskustaan kuvioiden 9 ja 10 mukaisesti. Lisäksi on selvää, 7 77094 että jyrsimen muotoa voidaan muunnella ja sijoittaa rivat pyöristetyn hampaan pinnan yli kourun sijainnin muuttamiseksi urassa lastua murtavan osan eijottamiseksi taltan jommalle kummalle puolelle.

Kuten edellä mainittiin, poraruuvin 10 päätykuva (kuten kuvioissa 3, 9, 10 on esitetty) ja ruuvin suorituskyky vaihte- levat riippuen aihiossa kulloinkin käytetystä kärjestä. Niinpä toinen kärki voi olla tehokkaampi ensimmäisessä aineessa mutta ei toisessa aineessa. Alustavat kokeet osoittavat kuitenkin, että edullisen suoritusmuodon mukainen, kuviossa 14C esitetty pääasiassa kupera kärki on yhdistettynä edellä käsiteltyyn uran muotoon tehokkaampi kuin muut kärjen muodot. Tämän pääasiassa kuperan kärjen muodostukseen käytetään ensimmäistä jyrsintä (ei esitetty), jossa on koverat hampaat, pääasiassa kolmiomaisen osan jyrsimiseksi aihiosta, minkä jälkeen uurtamalla muodostetaan kanta-alue 40. Sen jälkeen toinen koverilla hampailla 60 varustettu jyrsin 58 muodostaa kantaosan 38 ja taltan 36.

Kuviossa 14D on esitetty vaihtoehtoinen, pääasiassa kupera kärjen muoto. Tässä suoritusmuodossa kantaosat muodostuvat kumpikin kahdesta tasomaisesta pinnasta 62 ja 64, jotka muodostavat keskenään tylpän kulman. Tämän suoritusmuodon pääasiassa kupera kärki muodostetaan jälleen kahdella jyrsimellä 66 (joita toinen on esitetty), joissa on hampaat 68, joiden kehä muodostuu kahdesta kulmikkaasta osasta 70 ja 72. Nämä kulmikkaat osat muodostavat tylpän kulman <j>, joka on pääasiassa yhtä suuri kuin poraruuviin muodostettava kulma. Edulli- o eesti nämä molemmat tylpät kulmat ovat 172,5 (mitattuna poraruuvin sisäpuolella ja jyrsimen ulkopuolella). Tällöin ρίπο tojen 62 muodostamalla kärjellä on kulma, joka on 15 suurem- o pi kuin tasomaisten pintojen 64 muodostama kulma, 105 ver- o rattuna esim. 90 :een. Tietysti tässä ruuvissa voidaan yhtä hyvin käyttää tavanomaisia yksikulmaisia porakärkiä, kuten o o 90 (kuvio 14A) ja 105 (kuvio 14B), ja joissakin tapauksissa ne voivat olla edullisia.

8 77094

Erilaiset muutokset ja muunnelmat ovat itsestään selviä alan ämmättimiehi1le edellä olevan selityksen perusteella. Esimerkiksi kuvion 14C pääasiassa kuperalle kärjelle voidaan antaa pienempi tai suurempi kulma siirtämällä jyrsimen 58 akselia aihion akselin suhteen. Lisäksi esillä olevan keksinnön tässä kuvattu porakärjen muoto voidaan muodostaa takomalla. Niin ollen esillä oleva keksintö on tarkoitettu käsittämään kaikki sellaiset muutokset ja muunnelmat, jotka kuuluvat oheisten patenttivaatimusten puitteisiin.

Claims (9)

1. 9 77094 Patenti ivaat imukeet
2. 1. Itseporaava kiinnitin, jonka kiinnittimen varren toi sessa päässä on porauskärki (12), jolloin kärki käsittää kaksi uraa (16, 18), jotka sijaitsevat yhtä suurissa vastakkai sissa kulmissa kiinnittimen akselin suhteen pääasiassa sen vastakkaisilla sivuilla, minkä lisäksi urien välissä on kaksi kantaosaa (38, 40), jotka leikkaavat toisensa niin, että muodostuu kapea talttakärki (36), ja jolloin kukin ura muodostaa leikkuusärmän (28, 30) ja jättöpinnan (32, 34), tunnettu siitä, että kummallakin uralla on yhdistelmamuoto, joka muodostuu suorasta osasta (20, 22), joka ulottuu sisäänpäin varren ulkoreunasta ja joka sisältää ainakin leikkuusärmän (28, 30) osan, ja kaarevasta osasta (24, 26), joka sisältää ainakin jättöpinnan (32, 34), jolloin kaarevalla osalla on kovera muoto ja sillä on oleellisesti tasainen kaarevuussäde uran akselia vastaan kohtisuorassa tasossa, ja että kummallakin toisensa leikkaavalla kantaosalla (38, 40) on kupera muoto talttakärkeä (36) vastaan kohtisuorassa suunnassa, kun ne ovat olennaisesti suorat talttakärjen (36) suuntaisessa suunnassa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että kaareva osa (24, 26) sisältää leikkuusärmän (28, 30) osan.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että kahden leikkuusärmän (28, 30) suorat osat sijaitsevat oleellisesti yhteistä keskiviivaa pitkin.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että urat (16, 18) täyttävät poikkileikkauspinta-alan, joka on suurempi kuin porauskärjen ajatellun ympyränmuotoisen poikkileikkauspinta-alan kokonainen kvadrantti, jolloin kunkin leikkuusärmän (28, 30) suora osa ulottuu sellaisen pituussuuntaisen keskitason ohi, joka kulkee keskeltä molempien urien läpi. 10 77094
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että kunkin leikkuueärmän <28, 30) suora osa sijaitsee porauekärjen läpi kulkevan, pituussuuntaisen keskitason lähellä mutta ei leikkaa sitä.
7. 6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että kahden kantaosan <38, 40) välinen kul-o ma on 90 .
8. 7. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen kiinnitin, tunnettu siitä, että kahden kantaosan <38, 40) välinen kul-o ma on 105 Patentkrav
9. 1. Självborrande fäetorgan med en borrspets <12) vid den ena änden av fästorganets skaft, varvid spetsen uppvisar tvä spär <16, 18), som sträcker sig i lika men varandra metsättä vinklar i förhällande tili fästorganets axel ooh ligger pä varandra motsatta sidor on denna, varjämte tvä klackpartier <38, 40) sträcker sig mailan spären och skär varandra sä att det bildas en smal mejselepets (36), samt varvid vart och ett av spären bildar en skäregg <28, 30) och en släppningsyta <32, 34), kännetecknat av att varje spär har en sammansatt form, innefattande ett rakt parti <20, 22), som sträcker sig inät frän skaftete yttre kant och innefattar ätminstone en del av skäreggen <28, 30), samt en bägformad del <24, 26), innefattande ätminstone släppningsytan <32, 34), varvid den bägfor-miga delen är konkav tili formen och har i huvudsak likformig krökningsradie i ett pian vinkelrätt mot spärens axel, samt av att de bäda varandra skärande klackpartierna <38, 40) har en konvex form i riktning vinkelrätt mot mejselspetsen <36) medan de är i allt väsentligt raka i riktning parallellt med mej-selspetsen.