FR2803885A3

FR2803885A3 - Screw with recessed head has stress relieving notches in corners of recess to prevent crack formation

Info

Publication number: FR2803885A3
Application number: FR0000620A
Authority: FR
Inventors: Franck Lin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-20
Anticipated expiration: 2006-01-19
Also published as: FR2803885B3

Abstract

The screw, made e.g. from stainless steel, high-carbon steel or an aerospace alloy, has a head recess (1) of triangular or other polygonal shape to receive the tip of a matching tool used to turn it. The corners (11) of the head recess have stress-relieving notches (12) of even convex shape to prevent the formation and spread of cracks from the recess corners from a torque applied by the tool.

Description

<U>VIS AVEC UNE TETE</U> AMELIOREE La présente invention concerne une vis avec une tête améliorée, dans laquelle une encoche de relaxation des contraintes est disposée dans chaque coin d'un évidement de serrage sur la tête de la vis. The present invention relates to a screw with an improved head, in which a stress relaxation notch is disposed in each corner of a clamping recess on the head of the screw.

Comme les vis peuvent être facilement serrées sur une pièce ou retirées d'une pièce à usiner pour faciliter un travail de montage ou de démontage, elles sont largement utilisées à l'heure actuelle. En particulier, les progrès de la technologie ont donné la possibilité d'utiliser des vis pour la production de masse, ce qui favorise encore leur utilisation. Since screws can be easily clamped to a workpiece or removed from a workpiece to facilitate assembly or disassembly work, they are widely used at present. In particular, advances in technology have made it possible to use screws for mass production, which further favors their use.

Une vis comprend généralement une tête présentant un diamètre plus important et une tige filetée s'étendant axialement depuis la tête. Un évidement de serrage est formé sur la tête en son centre pour insérer un outil et appliquer une force de serrage. L'évidement de serrage peut être conçu de manière à présenter des formes différentes. Hormis la croix bien connue, un évidement de serrage triangulaire, carré, hexagonal ou polygonal existe également. En utilisation, un tournevis avec une section transversale correspondante est introduit dans l'évidement de serrage pour appliquer une force de serrage destinée à tourner la vis à des fins de serrage ou de retrait. A screw generally comprises a head having a larger diameter and a threaded rod extending axially from the head. A clamping recess is formed on the head at its center to insert a tool and apply a clamping force. The clamping recess can be designed to have different shapes. Aside from the well known cross, a triangular, square, hexagonal or polygonal clamping recess also exists. In use, a screwdriver with a corresponding cross-section is inserted into the clamping recess for applying a clamping force to turn the screw for clamping or removal.

Bien que la vis de ce type puisse satisfaire à ses exigences fonctionnelles fondamentales, elle a pour inconvénient que, au cours du procédé de façonnage à la forge de la vis, le traitement de durcissement du matériau et la concentration de contraintes amènent souvent les coins d'un évidement de serrage de ce type sur la tête de la vis à se fissurer, comme le montre la fissure A sur la figure 1, ce qui atténue la capacité d'un évidement de serrage de ce type à résister aux contraintes. D'autre part, le poinçon utilisé aux fins de façonnage à la forge est également susceptible de se rompre ou de se déchirer au bord du poinçon où se trouve un bord tranchant. Par conséquent, il est difficile d'obtenir un bon contrôle de la qualité au cours de la production de masse. En outre, en raison de cet inconvénient, seuls certains matériaux peuvent être choisis à des fins de façonnage à la forge et il est difficile d'utiliser des matériaux fortement durcis tels que de l'acier inoxydable, de l'acier à haute teneur en carbone ou un alliage à usage aérospatial. L'objet de la présente invention est de proposer une vis avec une tête améliorée, dans laquelle une encoche de relaxation de contraintes est disposée dans chaque coin d'un évidement de serrage sur la tête de la vis pour distribuer les contraintes et tenter d'empêcher les fissures qui se produisaient généralement dans une vis classique. Les caractéristiques et avantages précédents ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront plus clairement d'après la description suivante détaillée et les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'une vis classique, représentant des fissures qui sont apparues dans chaque coin de l'évidement de serrage ; la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation préféré de la présente invention, représentant un évidement de serrage triangulaire formé sur la tête de la vis ; la figure 3 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention, représentant un évidement de serrage carré formé sur la tête de la vis ; la figure 4 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention, représentant un évidement de serrage formé sur la tête de la vis ; la figure 5 est une vue schématique d'un quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention, représentant un évidement transversal de type 1 formé sur la tête de la vis ; la figure 6 est une vue en coupe de la figure 5 ; et la figure 7 est une vue schématique d'un cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention, représentant un évidement transversal de type 1A formé sur la tête de la vis. A la base, une vis selon la présente invention est munie d'une tête qui peut présenter sur celle-ci un évidement de serrage (1) triangulaire (comme le montre la figure 2), carré (comme le montre la figure 3), hexagonal (comme le montre la figure 4), ou même tout autre évidement de serrage polygonal. Comme ceci a déjà été évoqué, l'évidement de serrage (1) est façonné à la forge par une filière. Although the screw of this type can meet its basic functional requirements, it has the disadvantage that, during the process of shaping the screw forging, the hardening treatment of the material and the concentration of stress often lead to the corners of the screw. a clamping recess of this type on the head of the screw to crack, as shown in the crack A in Figure 1, which reduces the ability of a clamping recess of this type to withstand the stresses. On the other hand, the punch used for shaping at the forge is also likely to break or tear at the edge of the punch where there is a sharp edge. As a result, it is difficult to obtain good quality control during mass production. In addition, because of this disadvantage, only certain materials can be selected for forging purposes and it is difficult to use highly hardened materials such as stainless steel, carbon or an alloy for aerospace use. The object of the present invention is to provide a screw with an improved head, wherein a stress relieving notch is disposed in each corner of a clamping recess on the head of the screw to distribute the stresses and attempt to prevent cracks that usually occurred in a conventional screw. The foregoing and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a perspective view of a conventional screw, showing cracks which are appeared in each corner of the clamping recess; Fig. 2 is a schematic view of a first preferred embodiment of the present invention showing a triangular clamping recess formed on the head of the screw; Fig. 3 is a schematic view of a second preferred embodiment of the present invention showing a square clamping recess formed on the head of the screw; Fig. 4 is a schematic view of a third preferred embodiment of the present invention showing a clamping recess formed on the head of the screw; Fig. 5 is a schematic view of a fourth preferred embodiment of the present invention showing a type-1 transverse recess formed on the head of the screw; Figure 6 is a sectional view of Figure 5; and Fig. 7 is a schematic view of a fifth preferred embodiment of the present invention showing a type 1A transverse recess formed on the head of the screw. At the bottom, a screw according to the present invention is provided with a head which may have on it a triangular (as shown in FIG. 2), square (as shown in FIG. 3) clamping recess (1), hexagonal (as shown in Figure 4), or even any other polygonal clamping recess. As already mentioned, the clamping recess (1) is shaped at the forge by a die.

L'amélioration de la présente invention réside en ce qu'une encoche de relaxation des contraintes (12) est formée dans chaque coin (11) de l'évidement de serrage (1). Ces encoches de relaxation des contraintes (12) voient leur forme varier avec les évidements de serrage respectifs, mais elles sont de préférence conçues pour présenter une forme bombée régulière, de telle sorte qu'il n'y ait pas de bord tranchant dans le coin (11). The improvement of the present invention is that a stress relaxation notch (12) is formed in each corner (11) of the clamping recess (1). These constraint relaxation notches (12) vary in shape with the respective clamping recesses, but are preferably designed to have a regular curved shape, so that there is no sharp edge in the corner (11).

Les figures 5 et 6 représentent une vis à tête de type 1 à évidement transversal, dans laquelle un évidement de serrage transversal connu (1) ménagé sur la tête a une encoche de relaxation des contraintes (12) formé dans chacun de ses coins (11). De même, ces encoches de relaxation des contraintes (12) présentent de préférence une forme bombée régulière et sont formées d'un seul tenant avec l'évidement de serrage (1). Comme le montre la figure 6, chaque encoche de relaxation des contraintes (12) est conçue pour que sa profondeur débouche au fond de l'évidement de serrage (1). Figures 5 and 6 show a cross-cut type 1 head screw, in which a known transverse clamping recess (1) provided on the head has a stress relaxation notch (12) formed in each of its corners (11). ). Likewise, these stress relaxation notches (12) preferably have a regular curved shape and are formed in one piece with the clamping recess (1). As shown in Figure 6, each constraint relaxation notch (12) is designed so that its depth opens at the bottom of the clamping recess (1).

En faisant référence à la figure 7, est représenté un autre mode de réalisation de l'évidement de serrage (1) sur une tête de vis selon la présente invention. L'évidement de serrage configuré selon la figure 7 a une encoche de relaxation des contraintes (12) ménagée dans chacun de ses coins (11). De plus, ces encoches de relaxation des contraintes (12) sont de préférence conçues de manière à présenter une forme bombée régulière. Referring to Figure 7, there is shown another embodiment of the clamping recess (1) on a screw head according to the present invention. The clamping recess configured according to FIG. 7 has a stress relief notch (12) formed in each of its corners (11). In addition, these constraint relaxation notches (12) are preferably designed to have a regular curved shape.

Comme cela a été évoqué ci-dessus, la vis selon la présente invention est soumise au procédé de façonnage à la forge. Par conséquent, si le poinçon utilisé à cette fin est muni, dans chacun de ses coins, d'une partie surélevée bombée correspondant à l'encoche de relaxation des contraintes respectives, lors de ce façonnage, la contrainte appliquée à chaque coin de l'évidement de serrage (1) est distribuée le long de la ligne bombée de l'encoche de relaxation des contraintes, ce qui empêche l'apparition de fissures (A) comme cela a été évoqué ci- dessus. Par conséquent, à la fois la qualité et la vitesse de production des produits finis sont nettement améliorées. As discussed above, the screw according to the present invention is subjected to the forging process. Therefore, if the punch used for this purpose is provided, in each of its corners, a domed raised portion corresponding to the relaxation notch of the respective constraints, during this shaping, the stress applied to each corner of the The clamping recess (1) is distributed along the convex line of the stress relaxation notch, which prevents the occurrence of cracks (A) as discussed above. As a result, both the quality and speed of production of the finished products are significantly improved.

Les avantages offerts par la vis selon la présente invention sont les suivants . 1) l'encoche de relaxation des contraintes présentant une forme bombée régulière peut efficacement réduire les possibilités de rupture d'un poinçon lors de l'opération de traitement, ce qui augmente la durée de service de ce poinçon et réduit les coûts de fabrication. The advantages offered by the screw according to the present invention are as follows. 1) The stress relaxation notch having a regular curved shape can effectively reduce the possibility of breakage of a punch during the processing operation, which increases the service life of this punch and reduces manufacturing costs.

2) L'encoche de relaxation des contraintes présentant une forme bombée régulière réduit les fissures provoquées au niveau de l'évidement de serrage sur la tête de la vis par une concentration des contraintes. Dans ce cas, des matériaux fortement durcis, tels qu'un acier inoxydable, un acier à teneur élevée en carbone, ou même un alliage à usage aérospatial, peuvent être choisis à des fins de production. 2) The stress relaxation notch having a regular curved shape reduces the cracks caused at the clamping recess on the screw head by stress concentration. In this case, highly cured materials, such as stainless steel, high carbon steel, or even an aerospace alloy, may be selected for production purposes.

3) Lorsqu'il n'y a pas de bord tranchant dans chaque coin de l'évidement de serrage, la zone de contact entre un outil et l'évidement de serrage sur la tête de la vis sera augmentée pour améliorer l'effet de la force appliquée, accroître les possibilités d'utilisation des produits, et réduire les dommages provoqués par l'outil sur la vis, ou inversement. 3) When there is no sharp edge in each corner of the clamping recess, the contact area between a tool and the clamping recess on the screw head will be increased to improve the effect of the applied force, increase the possibilities of use of the products, and reduce the damage caused by the tool on the screw, or vice versa.

4) L'encoche de relaxation de contraintes selon la présente invention constitue seulement une amélioration des propriétés physiques, et ne modifiera pas les caractéristiques de la vis existante. Ainsi, tous les instruments de contrôle de la qualité qui ont déjà été utilisés, tels que le tampon-jauge, la jauge de profondeur, etc. ou le travail et la formation des opérateurs peuvent encore être appliqués. Il en résulte qu'aucun coût supplémentaire n'est occasionné. 4) The stress relief notch according to the present invention is only an improvement in physical properties, and will not modify the characteristics of the existing screw. Thus, all the quality control instruments that have already been used, such as buffer-gauge, depth gauge, etc. or the work and training of the operators can still be applied. As a result, no additional cost is incurred.

Bien que la présente invention ait été illustrée et décrite en faisant référence à son mode de réalisation préféré, il convient de noter qu'elle n'est en aucun cas limitée aux détails de ce mode de réalisation mais est susceptible de faire l'objet de nombreuses modifications dans la portée des revendications annexées.Although the present invention has been illustrated and described with reference to its preferred embodiment, it should be noted that it is in no way limited to the details of this embodiment but is subject to numerous modifications in the scope of the appended claims.

Claims

<U> CLAIMS </ U>

Screw having a screw head characterized by comprising: a clamping recess (1) in the screw head, the clamping recess (1) having a plurality of wedges (11), and a constricted stress relaxation notch (12) formed in each corner (11) of the clamping means, the stress relaxation notches (12) having regular curved structures.

2. Screw according to claim 1, characterized in that the clamping recess (1) has a triangular cross section.

3. Screw according to claim 1, wherein the clamping recess (1) has a square cross section.

4. Screw according to claim 1, wherein the clamping recess (1) has a hexagonal cross section.

Screw according to claim 1, wherein the clamping recess (1) has a cruciform cross-sectional structure.