HRP970685A2 - Connecting system for a wood carrier - Google Patents

Description

Izum se odnosi na nosač drveta, postupak njegove izrade, te na bušni vijak kao sredstvo za izradu prema nadređenom pojmu iz zahtjeva 1.

Takav nosač drveta je poznat kao spoj čavlima "Greim", i opisan je u DE 29 14 716 C2. U drvetima koje treba spojiti predviđeni su prorezi, koji su pribodeni čvornim limom, a poprečno su, kroz čvorni lim, prožeti čavlima, kako bi se spoj osigurao. Takav spoj od čvornog lima - drveta čavala se pokazao kao dobar. Međutim, nepovoljno je to što se općenito uzevši više međusobno paralelnih limova mora upotrijebiti na jednom čvoru kako bi se limovi mogli probiti čavlima bez prethodnog bušenja. Više limova na jednom čvoru, međutim, uvjetuje odgovarajući broj proreza u drvetima, što poskupljuje izradu spoja čelični lim - drvo - čavli. Nadalje, mora se koristiti relativno velik broj čavala, kako bi se čvorovi osigurali.

Iz DD 236 562 A1 poznat je jedan spojni element za dijelove u obliku ploče, kod kojega konstrukcijski članovi i priključci čvorišta najprije buše, a tada se spojni element sa spiralnim navojima na krajevima i glatkim središnjim dijelom uvrne poput vijka. Ovaj način izrade je zbog prethodnog bušenja kompliciran, a zbog nedostatnog sidrenja spojnog elementa u limu nije jako nosiv.

Za učvršćenje izratka male tvrdoće na izradak veće tvrdoće poznat je vijak za oblikovanje navojem (DE 15 00 798 B), koji ima vijčanu glavu, bušni vrh, tijelo s navojima i istake koji se mogu odlomiti, koji služe za rezanje bušne rupe u mekom materijalu i kod susreta s tvrdim materijalom se otkidaju. Tijelo s navojima može se kroz provrt koji je prethodno izbušen bušnim vrhom usidriti tako što će se usjeći navoj. Tropoložajni građevinski nosač drveta s centričnim čvornim limom i vanjskim drvenim elementima ne može se montirati s takvim bušnim vijkom.

Sličan samobušeći vijak koji sam reže navoje poznat je iz DE 42 16 198 A1. Njime se može samo jednoslojno drvo zavijčati na metal.

I na kraju, poznati su i vijčani svornjaci s prednjom i stražnjom sekcijom s navojima (CH 687 036 A5). Između obje sekcije s navojima proteže se područje bez navoja i pomoćni rezač za glodanje rupe koja odgovara promjeru jezgre stražnje sekcije s navojima. Ovim vijčanim svornjakom mogu se neposredno vijčano spojiti dva drvena dijela, ali ne kroz čvorni lim.

Ovaj izum ima zadaću stvoriti nosač navedene vrste kod kojeg je spoj drvo - metalni lim - drvo poboljšan.

Prema jednom aspektu izuma izrađuje se nosač drveta u jednom potezu.

Prema jednom daljnjem aspektu izuma treba napraviti bušni vijak koji je prikladan za spoj drvo - metalni lim - drvo.

Postavljeni zadatak se rješava na temelju mjera iz zahtjeva 1, 3 ili 5, i konstruira i dalje razvija pomoću daljnjih karakteristika zavisnih zahtjeva.

Korištenjem maksimalno dva čvorna lima u unutrašnjosti nosača drveta mogu se smanjiti pripremni radovi na drvenim elementima, a time i smanjiti troškovi izrade. Upotrebom drvenih vijaka umjesto čavala može se smanjiti broj elemenata, jer se bušni vijci prema ovom izumu mogu koristiti s debelim tijelima bez posebnog prethodnog bušenja, kao što bi to bilo moguće kod čavala. Pri tome nastaje dobro sidrenje u limu. Navoj sekcije vijka za drvo osigurava idealno sidrenje spojnog elementa u drvetu, tako da drvo pridonosi tome da se bušni vijak utvrdi radi prihvata momenta savijanja nastalog uslijed potisnog opterećenja.

Budući da se kod novog sustava može proći i bez prethodnog bušenja dotičnog čvornog lima zasebnim alatom spojne elemente mora se oblikovati tako da se s njima može bušiti debeli čelični lim. Ali kroz debeli čelični lim ne može se bušiti istom pomičnom brzinom kao kroz drvo. Nadalje, za vrijeme bušenja čvornog lima ne želi se pritezanje tijela vijka u drvetu. Stoga bušni vrh ima dvije bušne sekcije različitih promjera kako bi se do dolaska do čvornog lima probušila dovoljno velika rupa u kojoj prednja sekcija vijka ne bi zaglavila. Rupa u čvornom limu buši se prvom bušnom sekcijom uz vrlo mali pomak, nakon toga se navoj reže uz veći pomak u tom čvornom limu, tako da se prednja sekcija vijka može usidriti u čvornom limu. Ovdje se podrazumijeva da se odgovarajućim izborom vanjskog promjera navoja stražnje sekcije vijka postiže dobro sidrenje u prethodno izbušenoj rupi drvenog elementa.

Ovaj izum je opisan pomoću nacrta. Pri tome pokazuje:

sl. 1 prvi izvedbeni oblik bušnog vijka, pogled sa strane

sl. 1 A pogled od gore na bušni vijak

sl. 2 varijantu jedne pojedinosti, naime bušnog vrha, pogled sa strane

sl. 3 zabijanje bušnog vijka u drvo i čvorni lim, shematski prikaz

sl. 4 drugi izvedbeni oblik bušnog vijka, pogled sa strane

sl. 4A pogled od gore na bušni vijak

sl. 4B povećanu pojedinost sa sl. 4, i

sl. 5 varijantu bušnog vijka pogled sa strane.

Sl. 1 i sl. 1 A prikazuju bušni vijak 1 , koji ima bušni vrh 2, prednju sekciju tijela s navojima 3, stražnju sekciju tijela s navojima 4 i vijčanu glavu 5. Bušni vrh 2 obuhvaća prvu bušnu sekciju 11 , koja se sastoji od dvije oštrice kutno postavljene jedna prema drugoj, te druge bušne sekcije 12, koja se sastoji od dva krila 22 koja mogu krčiti put i koja su napravljena od oblikovanog materijala tijela ili od lima. Bušne sekcije 11 i 12 su međusobno postavljene stupnjevano, tj. one su u aksijalnom smjeru postavljena jedna iza druge, a u radijalnom iznutra prema van. Oštrice su izrađene za bušenje u drvetu i metalu. Stoga se može govoriti o samosjekućem vijku za čelik - drvo 1. Između obje sekcije tijela 3 i 4 nalazi se još jedna razina 17, koja npr. može imati kut profila navoja vijka od 45 stupnjeva.

Prednja sekcija tijela 3 ima navoj za drvo 13 širine npr. 0,5 mm i 2,5 mm koraka navoja vijka. Vanjski promjer d1 iznosi npr. 9 mm, dok promjer jezgre k1 iznosi 8 mm. Stražnja sekcija tijela 4 ima također navoj za drvo 14, koji može imati širinu od 0,8 mm i korak navoja vijka od 2,5 mm. Vanjski promjer d2 stražnje sekcije tijela 4 iznosi u navedenom primjeru izvedbe 11 mm, dok se promjer jezgre k2 ovdje poklapa s vanjskim promjerom d1 i iznosi 9 mm. Promjer k1 prve bušne sekcije 11 se poklapa s promjerom jezgre k1 prednje sekcije tijela 3 do prekomjere od 0,2 mm, a također i vanjski promjer D1 druge bušne sekcije 12 ima iste dimenzije kao vanjski promjer d1 prednje sekcije tijela 3. Ali te vrijednosti D1, d1 s jedne strane i K1 i k1 s druge strane ne moraju se poklapati. Promjer K1 prve bušne sekcije 11 može biti veći od promjera jezgre k1 za više od 0,2 mm, a isto tako i promjer D1 druge bušne sekcije 12 također može biti nešto veći od vanjskog promjera d1 ili promjera jezgre k2. Prekomjera se određuje empirijski, i ovisi o debljini drveta koja se koristi kod nosača drveta. Naime, lim ili drvo koji su oblikovani kao protunavoj moraju naći svoje mjesto u prostoru između bušne rupe i jezgre.

Glava 5 ima imbus oblik 15, koji ulazi relativno duboko u glavu i nalikuje boku zuba, kako se najbolje vidi na sl. 1 A. Oblik te vrste poznat je kao "Torxov pogon", i on omogućava da se relativno veliki zakretni momenti stave na bušni vijak 1. Glava ima čunjasti prijelaz 16 ka tijelu vijka iz obje sekcije 3 i 4.

Mogu se koristiti i drugačije oblikovane glave 5, sve dok su primjerene za prihvat velikih zakretnih momenata.

SI. 2 prikazuje varijantu bušnog vrha 2, koja se sastoji od uložne pločice 20 sa reznim bridovima 21 za stvaranje prve bušne sekcije 11. Krila 22 za pravljenje druge bušne sekcije 12 su preko referentnih mjesta loma 23 s cijevi u tijelu povezana s bušnom pločicom 20. Sama bušna pločica 20 je učvršćena npr. stezaljkama u poprečnom prorezu 24 na prednjem kraju bušnog vijka 1.

Oblik izvedbe bušnog vrha 2 prema sl. 2 ima prednost što materijal vijka 1 i materijal bušne pločice 20 mogu biti različiti kako bi se što bolje prilagodili svim zahtjevima. Općenito se žilaviji materijal koristi za tijelo vijka nego za bušni vrh, koji treba čvrsti materijal za rezanje čelika.

Sl. 3 prikazuje presjek kroz dio čvora nosača drva. Prvi čvorni lim 30 je umetnut u prorez od duguljastih drvenih elemenata, tako da se može razlikovati prednja sekcija drvenog elementa 31 i stražnja sekcija drvenog elementa 32. Kod korištenja dva čvorna lima nastavlja se daljnja sekcija drvenog elementa lijevo na sekciju 31 sa međukonstrukcijom drugog lima. Debljina povratnog elementa 32 odgovara duljini stražnje sekcije tijela 4 plus vijčana glava 5, dok je duljina prednje sekcije tijela 3 s bušnim vrhom 2 neznatno kraća od debljine prednje sekcije drvenog elementa 31.

Kako je gore prikazano na sl. 3, bušni vijak 1 se zabija u povratno tijelo od drveta 32, pri čemu se u drvetu stvara provrt 34 promjera D1. Širina provrta D1 može, kako je spomenuto; biti jednaka promjeru d1 ili nešto veća od njega. Kada bušni vrh 2 dođe do čvornog lima 30, u njemu probuši provrt 35 promjera K1. Podrazumijeva se da je pri tom pomak bušnog vijka 1 vrlo mali, pri čemu se zavoji navoja 13 slobodno okreću u provrtu 34, bez zarezivanja. Kada bušni vrh 2 prođe kroz lim 30, dosegnu se krila 22, i ona izvrše otkidanje duž njihovih referentnih mjesta prijeloma 23, a vijak 1 može dalje napredovati sve dok ne dosegne zavoje navoja 13. Zavoji navoja 13 sada zahvaćaju stijenku provrta 35 koji je stvoren u limu 30, i na izvjestan način vode vijak 1 prema naprijed. U prednjoj sekciji drvenog elementa izbušen je provrt 33 s promjerom K1 , pri čemu se zavoji navoja 13 ukapaju u stijenku provrta. Vijak 1 se dalje tjera u drvene elemente, sve dok naslon 17 na čvornom limu ne dođe do uređaja. Drvo općenito ima dovoljnu elastičnost, tako da i vijčaria glava 5 može nestati u njemu, pri čemu je čunjasti prijelaz 16 veoma od pomoći.

Kod upotrebe dva čvorna lima buši se s lijeva i s desna, pri čemu se prednje sekcije tijela 3 ponovo nalaze u sekciji 31.

Dobivena struktura odlikuje se time što su obje sekcije tijela 3 i 4 bušnog vijka 1 uslijed navoja 13 i 14 koji vrši zasjecanje usidrene u svoje odgovarajuće sekcije drvenih elemenata 31 , 32. Bušni vijci 1 montirani u drvene elemente opterećeni su na smicanje uslijed poprečnih opterećenja preko čvornog lima, što dovodi do savojnog momenta na bušni vijak. Dobrim usidrenjem bušnog vijka u drvu drvo preuzima jedan dio tog savojnog momenta, tj. drvo ukrućuje vijak. Budući da tijelo vijka može biti relativno debelo, postoji i daljnja mogućnost za preuzimanje savojnog momenta.

Slike 4, 4A i 4B prikazuju jedan drugi oblik izvedbe bušnog vijka, kojemu se trenutno daje prednost. Isti referentni znakovi kao kod izvedbenog oblika na sl. 1 označavaju iste funkcijske dijelove. Najbitnija razlika je grada druge bušne sekcije 12. Ona je superponirana na navojnu sekciju 3, i sastoji se od reznih bridova 25, koji su stvoreni rupama 26 u navoju 13. Rupe su zbog razloga vezanih uz izradu poredane aksijalno jedna iza druge, kao što je slično poznato kod glava za rezanje navoja. Međutim, oštrice 25 ne služe za rezanje navoja u drvetu, već za glodanje cilindričnog drvenog sloja, kao bi se provrt 34 proširio od prvobitno probušenog promjera K1 na promjer d1.

Bušni vijak 1 prema sl. 4 koristi se na isti način kako je opisano u vezi sa sl. 3. Međutim, kada bušni vrh svojom prvom bušnom sekcijom 11 naiđe na lim 30, kontinuirano napredovanje se smanjuje sa npr. 2,5 mm po okretaju na mnogo manje napredovanje od otprilike 1/100 mm po okretaju za bušenje u limu. Rebra navoja 13 bušnog vijka ne mogu više slijediti u drvu zavoje navoja, i oštrice 25 glođu drvo duž cilindra čija radijalna debljina odgovara visinu rebara navoja 13. Moglo bi se govoriti i o struganju provrta s promjerom K1 na promjer d1. Ako je visina namota s 0,5 mm mala, ovo bušenje se obavlja vrlo brzo, otprilike s jednim okretom bušnog vijka, a zakretni moment potreban za postupak glodanja manji je od zakretnog momenta za rezanje provrta u čeliku. Kod većih visina namota potrebno je za bušenje više od jednog okreta, što je također povoljno. Ovdje se može dozvoliti da visina navoja između bušnog vrha 2 i razine 17 naraste, kako bi se zakretni moment potreban za postupak glodanja raspodijelio na veći broj okretaja.

Dakle, nasuprot obliku izvedbe s odstranjenim krilima 22, prvo se stvaraju zavoji namota u drvetu u skladu s navojem 13, a on se tada uništava putem glodanja ili struganja u trenutku kada prva bušna sekcija 11 dođe do lima. Na ovaj se način u povratnoj drvenoj sekciji 32 stvara provrt promjera d1, koji tada ne sprečava proces bušenja u limu, tj. tijelo 3 ne vrši stezanje.

Kada je vijčana sekcija 11 napravila provrt 35 u limu 30, ponovo se prebacuje na brzo napredovanje, i navoj 13 s njegovim oštricama 25 se urezuje u metal kako bi vodio i tjerao naprijed bušni vijak u skladu s navojem. Ovo odgovara postupku koji je opisan na sl. 3.

Sl. 5 prikazuje oblik izvedbe s pločicom od tvrdog metala 20 kao prvom bušnom sekcijom. Vanjski bušni vrh 27 ima jedno izvjesno zaobljenje, kako bi se ograničilo perodiranje vrha u čelik, a time i opterećenje pločice. Time je izbjegnuto da bušna pločica 30 bude iščupana iz usidrenje.

Claims (12)

1. Nosač drveta naznačen je time da ima sljedeće karakteristike: - izvjestan broj drvenih elemenata koji su obrađeni tako da odgovaraju za barem jedno područje čvornog lima; - spojni elementi koji se poprečno protežu kroz drvene elemente do barem jednog čvornog lima; naznačeni slijedećom gradom: - spojni elementi izgrađeni su kao bušni vijci (1) koji imaju po jedan bušni vrh (2), prednju sekciju tijela (3), stražnju sekciju tijela (4) i vijčanu glavu (5); - prednja sekcija tijela (3) ima prvi navoj u drvetu (13) s prvim promjerom jezgre (k1) i prvi vanjski promjer (d1), a stražnja sekcija tijela (4) ima drugi drveni navoj (14) s drugim promjerom jezgre (k2) i drugim vanjskim promjerom (d2); - prvi vanjski promjer (d1) otprilike odgovara drugom promjeru jezgre (k2); - bušni vrh (2) je građen kako za predbušenje u drvetu povratne sekcije provrta (34) s prvim vanjskim promjerom (d1) ili nešto većim promjerom (D1) tako i za probijanje bušenjem čvornog lima (30) i daljnje bušenje u drvetu prednje sekcije provrta (33) s prvim promjerom (k1) ili nešto većim promjerom (K1) - prednja sekcija tijela (3) usidrena je sa svojim navojem (13) u prednjoj sekciji provrta (33) i u provrtu (35) čvornog lima (30) i povratne sekcije tijela (4) u povratnoj sekciji provrta (34).

2. Nosač drveta naznačen je time da ima sljedeće karakteristike: naznačen time što je duljina prednje sekcije tijela (3) nešto manja od kombinirane debljine prednje sekcije drvenog elementa (31 ) i čvornog lima (30), dok kombinirana duljina stražnje vijčane sekcije (4) i vijčane glave (5) odgovara debljini stražnje sekcije drvenog elementa (32).

3. Postupak izrade nosača drveta naznačen je time da ima najmanje jedan spoj između prednjeg (31) i stražnjeg (32) drvenog elementa i metalnog lima (30), posebno kod čvora rešetkaste konstrukcije, sa sljedećim koracima: a) drveni elementi (31, 32) uravnati su i učvršćeni za barem jedan metalni lim b) povratni drveni element (32) probušen je barem jednim bušnim vijkom (1), koji ima bušni vrh (2), prednju sekciju tijela (3), stražnju sekciju tijela (4) i vijčanu glavu (5), i pri tome se pravi prva bušna rupa u drvetu (34) s prvim promjerom (D1 ili d1) c) metalni lim (30) se buši bušnim vijkom (1), i pri tome se pravi bušna rupa u limu (35) s drugim promjerom (K1) d) prednji drveni element (31) se buši bušnim vijkom (1), i pri tome se pravi druga bušna rupa u drvetu (33) s drugim promjerom (K1) e) istovremeno s fazom d) režu se, kako napreduje bušni vijak (1), sekcije navoja u drvenim elementima (31, 32) i metalni lim (30), i to u limu (30) i prednji drveni element (31) s vanjskim promjerom (d1) prednje sekcije tijela (3) i drugi drveni element (32) sa vanjskim promjerom (d2) stražnje sekcije tijela (4).

4. Postupak prema zahtjevu 3, naznačen je time što se prva bušna rupa u drvetu (34) izraduje u dvije parcijalne faze: b1) bušenje s promjerom jezgre (K1) bušnog vrha (2) kao prve bušne sekcije (11), i b2) bušenje vanjskim promjerom (D1 ili d1) drugog bušnog segmenta (12) bušnog vijka.

5. Bušni vijak naznačen je time da im slijedeće karakteristike: bušni vrh (2) prednja sekcija tijela (3) stražnja sekcija tijela (4) i vijčana glava (5); na bušni vrh nastavljaju se središta otvorena bušenjem kao drugoj bušnoj sekciji (12) za bušenje provrta (34) u drvetu; prednja sekcija tijela (3) ima prvi navoj u drvetu (13) s prvim promjerom jezgre (k1) i prvim vanjskim promjerom (d1), a stražnja sekcija tijela (4) ima drugi navoj u drvetu (14) s promjerom jezgre (k2) i drugim vanjskim promjerom (d2); prvi vanjski promjer (d1) otprilike odgovara drugom promjeru jezgre (k2); prva bušna sekcija (11) ima vanjski promjer (K1), koji odgovara pravom promjeru jezgre (k1) ili je nešto veći; središta otvorena bušenjem (12) imaju vanjski promjer koji odgovara prvom vanjskom promjeru (d1) prednje sekcije tijela (3) ili je nešto veći.

6. Bušni vijak prema zahtjevu 5, naznačen je time što središta otvorena bušenjem (12) postoje u oštricama (25), koja su stvorena na prvom navoju u drvetu (13) pomoću rupa u rebrima navoja.

7. Bušni vijak prema zahtjevu 6, naznačen je time što druga bušna sekcija (12) ima dijelove koji se mogu odlomiti (22), a koji su napravljeni da se slome kod ulaska u metalni lim (30).

8. Bušni vijak prema zahtjevu 7, naznačen je time što je promjer (K1) prve bušne sekcije (11) bušnog vrha (2) nešto veći od promjera jezgre (k1) prve sekcije tijela (3) i promjer (D1) druge bušne sekcije (12) bušnog vrha nešto veći od vanjskog promjera (d1) prve sekcije tijela (3).

9. Bušni vijak prema zahtjevima 5 do 8, naznačen je time što se bušni vrh sastoji od bušne pločice (20) koja je učvršćena u poprečnom prorezu (24) na prednjem dijelu bušnog vijka.

10. Bušni vijak prema zahtjevu 9, naznačen je time što bušna pločica (20) ima zaobljen vrh (27).

11. Bušni vijak prema zahtjevima 5 do 10, naznačen je time što vijčana glava (5) ima čunjasti prijelaz (16) na tijelo vijka i imbus oblik (15) koji nalikuje boku zuba.

12. Bušni vijak prema jednom od zahtjeva 5 do 11, naznačen je time što je visina navoja prvog prednjeg navoja u drvetu (13) manja od visine navoja drugog stražnjeg navoja u drvetu (14).