NO138780B - Selvborende festeanordning for montering i et ugjennomhullet ikke-metallisk materiale - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en selvborende festeanordning for montering i et ugjennomhullet ikke-metallisk materiale, såsom gummi, plast eller treverk, omfattende et avlangt sylinderformet element ved hvis ene ende det er utformet et påvirkningsorgan og ved hvis motsatte ende det er utformet en åpning til et aksialt hulrom som løper stort sett i elementets lengde til dannelse av et kompresjonskammer -til opptakelse av utskåret materiale og som -rmtsfeittes av en jevntykk ringveggdel som ved åpningen til det aksiale hulrom er utformet med et skjæreorgan med et 90° V-formet spor i eggen.

Deler av treverk, gummi, plast eller andre, myke materialer blir vanligvis fastgjort til hverandre, eller til andre materialer, ved hjelp av festeanordninger som krever gjengete eller glatte, preformete utboringer, eller en kombinasjon av slike utbor Iinger, og innleirete eller innstøpte metalldeler hvortil festeanord-ningene forankres. Som eksempler kan nevnes de fremgangsmåter som benyttes ved fastgjøring av gummi eller andre, elastiske materialer, såsom foringer, til tromler, tanker, fat, lagrings-beholdere, traller, transportrenner eller maskiner, ved fast-gjøring av plast til metalldeler samt for sammenholding av trevirke og/eller trevirke eller metall ved fremstilling av hus, skap, inventar, skip, kryssfinér, forskalingssystemer, kommer-sielle konstruksjoner, mobile hus og kjøretøyer. -

Noen av de anvendte fremgangsmåter er beskrevet i US-patentskrifter 3.378.209, 3.599.827, 2.687.230, 2.328.738 og 2.058.257.

Skruer anvendes uten forutborete hull i forholdsvis lette belastningstilfeller, men har den ulempe at de relativt lett kan trekkes ut og at de, ved å innføres i snevre seksjoner, kan for-årsake forvridning eller ødeleggelse av underlagsmaterialet, som. følge av opphopningen av fortrengt materiale. Splittskruer eller skruer med hule midtpartier har vært foreslått, for å- løse disse problemer, men er ikke blitt godtatt kommersielt, på grunn av de . høye omkostninger ved fremstillingen eller den manglende evne til å løse problemene innenfor moderne produksjonsmetoders parameter. Slike artikler er beskrevet i US-patentskrifter 1.729.670, 1.368.896 og 126.366.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en festeanordning som ikke krever preformete utboringer eller forankrings-tilbehør i de ikke-metalliske materialer og som følge av dette er billig i anvendelse.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at skjæreorganet er dannet i overgangspartiet mellom ringveggdelens indre og ytre flater, idet minst den ene flate i overgangspartiet er skrått-løpende mot en sirkulær linje som er avbrutt med minst fire V-formete spor, hvis åpning danner en spiss vinkel mot den sirkulære linje, og at jringveggdelen langs dens ytre flate er utstyrt med en i omkretsretningen kontinuerlig, forholdsvis høy kniveggformet i og for seg kjent skruegjenge som forløper fra påvirkningsorganet til skjæreorganet.

Den innbyrdes flatekontakt mellom materialkjernen i det langstrakte hulrom og innerveggen av hulrommet i festeanordningen resulterer i ytterligere "uttrekkings"-karakteristikk, dvs. en motstand, som følge av de medvirkende friksjonsfaktorer, mot uttrekking på grunn av en aksialbelastning. Denne innbyrdes flatekontakt mellom festeanordningens hulromsvegg og materialkjernen i hulrommet er dessuten tilstrekkelig tettsluttende til å frembringe en luftlomme mellom den øvre del av hulrommet i festeanordningen og den opprinnelige flate, slik at den del av kjernematerialet som er innesluttet i hulrommet, utvikler en luftstempeleffekt.

På grunn av trevirkets og gummimaterialets natur vil det, ved komprimeringen av luften, selvsagt overføres en kraft mot det lokale flateparti av materialkjernen, som er innesluttet i festeanordningens hulrom. Det omsluttete arbeidsstykkemateri-ale vil derved ekspandere i sideretning, noe som medfører en mangedobling av friksjonskraften med derav følgende økning av motstandsevnen mot opptredende, uttrekkende belastninger samt mot forskyvning på grunn av vibrasjoner. En ytterligere kompre-sjonskraft frembringes av det fortrengte materialvolum som varierer proporsjonalt med volumet av det hule parti som omsluttes av sideveggen.

Ved anvendelse av festeanordningen i tremateriale vil skrugangen "innskjæres" mellom trefibrene, i motsetning til den knusing, kiling, støting og alminnelig nedbryting av tre-strukturen som bevirkes av en konvensjonell festeanordnings skrugang. På grunn av denne "innskjærende" virkning vil kniv-gjengen ifølge oppfinnelsen ikke påføre arbeidsstykket noen vesentlig forbelastning. Enhver svekkende effekt vil derfor være mindre og kvalitativt forskjellig fra den fiberutbøyning og knusing som oppstår ved anvendelse av konvensjonelle festeanordninger.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et sideriss av en selvborende festeanordning ifølge oppfinnelsen. . Fig. 2 viser' et øvre planriss av festeanordningen ifølge fig. 1. Fig. 3 viser et sideriss, delvis i snitt, av festeanordningen ifølge fig. 1. Fig. 4 viser et sideriss,delvis i snitt, av festeanordningen ifølge fig. 1, som er innført i et arbeidsstykke. Fig. 5 viser et sideriss av en modifisert versjon av festeanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser et øvre planriss av festeanordningen ifølge fig. 5. Fig. 7 viser et sideriss, delvis i snitt, av festeanordningen ifølge fig. 5. Fig. 8 viser et sideriss, delvis i snitt, av festeanordningen ifølge fig. 5., som derved er innført i materialet i et arbeidsstykke. Fig. 9 viser et vertikal-delsnitt av en modifisert versjon av den forreste knivegg på festeanordningen ifølge fig. 1-8, som er utstyrt med vertikale kuttespor. Fig. 9A viser et vertikal-delsnitt av en modifisert versjon av den forreste knivegg på festeanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 9B viser vertikal-delsnitt av ytterligere en modifisert versjon av den forreste knivegg på festeanordningen ifølge oppfinnelsen . Fig. 10 viser en modifisert versjon av foreliggende oppfinnelse, hvor det i den ene ende er anordnet et innvendig inn-driverspor.

Fig. 11 viser et lengdesnitt av en selvborende skrue.

Fig. 12 viser et riss, delvis i snitt, som illustrerer fremgangsmåten for forankring av en ikke-metallisk foring i stilling på en trommel eller et bueformet flateparti, ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 13 viser et snitt som illustrerer en fremgangsmåte

for forankring av et ikke-metallisk materiale til en underkon-struksjon, som ikke krever forutborete åpninger i det ikke-metalliske materiale. Fig. 14 viser et snitt som illustrerer en fremgangsmåte for forankring av ikke-metalliske materialer, ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 15 viser et snitt som illustrerer anvendelsen av skruen ifølge fig. 11 ved sammenføying av tynne finérplater, trevirke eller plastmateriale.

En selvborende festeanordning ifølge oppfinnelsen, som i fig. 1-4 er betegnet med henvisningstallet 10, består av en skrue som omfatter langstrakte deler henholdsvis 11 og 12. En inndriver-del 13 er anordnet mellom de to deler 11 og 12 av skruen 10. Det påpekes i denne forbindelse, at selv om inndriverdelen 13 er vist i form av en sekskantmutter, vil ethvert egnet middel for inn-driving kunne benyttes, uten derved å avvike fra oppfinnelsens ramme. Den langstrakte del 11 er utstyrt med vanlige gjenger som befinner seg i inngrep med et vilkårlig egnet element, såsom mutrer eller koplinger.

Den langstrakte del 12 omfatter et hult parti 14 som strek-ker seg i aksialretning fra den ende av delen 12, som er motsatt beliggende av den ende som krysser inndriverdelen 13, hvorved det dannes et koppformet hulrom. Ytterpartiet av den langstrakte dels 12 forende er utformet til en aksialt utadragende knivegg 15. Selv om kniveggen 15 i noen av figurene er vist kontinuerlig, er den som nevnt utformet med minst fire V-formete spor. Formålet med samt funksjonen av kniveggen 15 og det hule parti 14 av den langstrakte del 12 er nærmere forklart i det etterfølgende.

Et kniveggelement 16 løper i tversgående retning og i skrueform om ytterveggen av den langstrakte del 12. Selv om kniveggelementet 16 er vist som en kontinuerlig skruegang, kan kniveggelementet være anordnet med avbrudd.

Fig. 5-8 viser en annen utførelsesform av anordningen,

hvor det, ved utelatelse av den langstrakte skruedel 11, er

frembrakt en selvborende bolt 10a. De øvrige deler av bolten 10a er de samme som ved skruen 10 og har samme funksjoner.

Kniveggen 15 som er vist i fig. 9, er utstyrt med gjennom-gående, V-formet kuttespor 15a, slik at festeanordningen lettere skal kunne gjennomtrenge hardt trevirke og liknende. Fig. 9A viser en annen utførelsesform av kniveggen 15. Det forlengete eller forreste parti av den viste knivegg 15b avsmal-ner innad istedenfor å avsmalne utad slik kniveggen 15 gjør.

Fig. 9B viser en ytterligere utførelsesform av kniveggen,

i form av en knivegg 15c som er avsmalnende i innadgående og utadgående retning, og derved rager ut i aksialretning fra mid-ten av festeanordningsveggen.

Fig. 10 viser et lengdesnitt av en annen utførelsesform

av oppfinnelsen, som er utstyrt med et innvendig spor for inn-driving. De øvrige deler er de samme som vist i fig. 7.

Fig. 11 viser et lengdesnitt av en versjon av foreliggende oppfinnelse i form av en treskrue. Detaljene er som beskrevet i forbindelse med fig. 5-8, bortsett fra at delen 12 er lengre og smalere. Fig. 12 viser en fremgangsmåte for forankring av en foring av elastisk eller ikke-metallisk materiale til en metallsokkel, ved anvendelse av den selvborende festeanordning, uten at det derved kreves forutborete hull eller innleirete passdeler i foringen. Fig. 13 viser et lengdesnitt av den skrue som anvendes ved fremgangsmåten ifølge fig. 12, hvor festeanordningen 10 er plas-sert i stilling og derved rager gjennom utboringen i forankrings-materialet. Ifølge denne fremgangsmåte anbringes en foring 20 midlertidig på et underlag 21, hvoretter festeanordningen 10 ifølge oppfinnelsen, ved dreining ved hjelp av inndriverdelen 13 i skruen, trenger inn i foringen gjennom forutborete hull

24 i underlaget.

Etter at den selvborende festeanordning er innført, plas-seres foringen i permanent stilling ved hjelp av en mutter 25. Slitte og defekte partier av foringen kan utskiftes på enkel måte, ved at disse partier utkuttes og nytt foringsmateriale anbringes midlertidig i stilling, og deretter fastgjøres permanent ved hjelp av den selvborende festeanordning.

Fig. 14 viser et snitt som illustrerer en fremgangsmåte for sammenføying av to ikke-netalliske materialer 30, 31 uten anvendelse av forutborete hull.

De to materialer 30 og 31 anbringes midlertidig i ønsket stilling. Den selvborende festeanordning, i utførelsesformen ifølge fig. 5-8, innskrues gjennom det første materiale 30 og inn i det andre materiale 31. De to materialers kjerneseksjoner som ved trykkvirkningen av den innestengte luftmengde, og på grunn av volumreduksjonen, sammenpresses i festeanordningen 30a og 31a, bevirker en vesentlig økning i forankringens strekk-og skjærefasthet.

Ved montering av den selvborende festeanordning ifølge oppfinnelsen, anbringes festeanordningen på arbeidsstykkets ytterflate og bringes i skruende bevegelse, slik at den forreste knivegg 15 gjennomskjærer arbeidsstykkematerialet i en bestemt retning. Ved å fortsette denne dreining, dvs. ved snitting av arbeidsstykkets ytterflate i et sirkelformet mønster, vil det forreste parti av den skrueformete knivegg "bite" i arbeidsstykkematerialet 17. Under fortsatt påvirkning av en dreiekraft vil den skrueformete knivegg 16 selv skjæres inn i arbeidsstykkematerialet i et skrueformet mønster.

Under dreiingen av festeanordningen vil den skrueformete knivegg 16 kutte, dele og trenge jevnt gjennom gummimaterialet (eller inn mellom trefibrene) hvorved det opprettes et tettsluttende flateanlegg mellom arbeidsstykkematerialet og kniv-eggflaten.

Den beskrevne festeanordning vil således påføre arbeidsstykkematerialet 17 en meget lett forbelastning, særlig i forbindelse med trevirke, hvor trefibrene ikke utsettes for ned-brytning eller brudd.

Det vil under monteringen og etter at denne er avsluttet, foreligge en luftlomme mellom arbeidsstykkematerialets 17 opprinnelige ytterflate 17a, som i fortsettelsen er innesluttet i det hule parti 14, og veggene samt den lukkete del av det hule parti. Luften i ovennevnte luftlomme komprimeres og utøver derved en kraft mot det ytterflateparti av arbeidsstykkematerialet 17 som omsluttes av det hule parti 14, slik at det frembringes en stempelvirkning. På grunn av motstanden i arbeidsstykkematerialet vil stempeleffekten resultere i en sammenpressing av materialet med derav følgende ekspandering i tversgående retning, hvorved det mellom arbeidsstykkematerialet i det hule parti og sideveggen av det hule parti, opprettes en innbyrdes berøringsflate med høy friksjonsvirkning. Denne effekt forsterkes av den trykkvirkning som oppstår ved en økning av ca. ti til femten prosent av volumet av det fortrengte arbeidsstykkemat-eriale 17 som opptas i det hule parti 14, noe som motsvarer volumet av det hule parti som omsluttes av veggen 18.

De forskjellige utforminger av kniveggene, som er vist

i fig. 9, 9A, 9B og 15 er bestemt for å anvendes når materialets kompakthet, og dermed dets friksjonskarakteristikk øker. Utfør-elsesf ormen ifølge fig. 9A anvendes i de bløteste, lettest sam-menpressbare materialer med minst motstand, mens utførelses-formen ifølge fig. 9 anvendes i det mest kompakte materiale med den største funksjonsmotstand.

Utførelsesformen ifølge fig. 9B anvendes ved de fleste materialer med en friksjonsmotstand og en motstand mot sammenpressing av middelstørrelse.

Claims (1)

1. Selvborende festeanordning for montering i.et ugjennomhullet ikke-metallisk materiale, såsom gummi, plast og treverk, omfattende et avlangt sylinderformet element (12) ved hvis ene ende det er utformet et påvirkningsorgan (13) og ved hvis motsatte ende det er utformet en åpning til et aksialt hulrom (14) som løper stort sett i elementets lengde til dannelse av et kompresjonskammer til opptakelse av utskåret materiale og som omsluttes av en jevntykk ringveggdel som ved åpningen til det aksiale hulrom (14) er utformet med et skjæreorgan (15) med et 90° V-formet spor i eggen, karakterisert ved at skjæreorganet (15) er dannet i overgangspartiet mellom ringveggdelens indre og ytre flate, idet minst den ene flate i overgangspartiet er skråttløpende mot en sirkulær linje som er avbrutt med minst fire V-formete spor, hvis åpning danner en

   spiss vinkel mot den sirkulære linje, og at ringveggdelen langs dens ytre flate er utstyrt med en i omkretsretningen kontinuerlig, forholdsvis høy kniveggformet i og for seg kjent skruegjenge som forløper fra påvirkningsprganet (13) til skjæreorganet (15).