NO171927B - Skrue - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en skrue med sylindrisk kjerne, hvis diameter ikke overskrider den til et forboret hull i et fiberlegeme, slik at skruens fremre ende danner en styretapp for samvirke med det forborede hull, og med et gjengeavsnitt med konstant diameter og avsluttet med et skjær ved styretappen.

Oppfinnelsen er særlig utviklet i forbindelse med behovet for en skrue for feste av komponenter såsom takstiger, snefangere etc. til tak. Det stilles store krav til feste av slike og tilsvarende komponenter. Vanlige treskruer regnes ikke som tilstrekkelig pålitelige, fordi de ved innskruingen vil sprenge seg vei i treverket, og de vil etter en tid kunne løsne. Treskruer bærer også med seg en klar fare for at bygningssnekkeren ikke skrur inn skruen, men bare slår den inn. En slik innslått skrue vil ha enda dårligere pålitelig-het og levetid som pålitelig festeorgan.

Maskinskruer, altså skruer med konstant projisert gjengeflate, vil gi bedre og mer varig feste, men bruk av slike skruer krever forboring og oppgjenging av festehullet, noe som i praksis vil være for tidkrevende og for dyrt. Kon-vensjonelle maskinskruer vil dessuten ha for små eller trange gjenger til å kunne få skikkelig tak i trevirket.

For å unngå oppgjengingen av det forborede hull har det vært foreslått å utforme en maskinskrue med en skjærende gjenge, slik at man altså kan skru maskinskruen inn i et forboret hull uten forutgående oppgjenging av hullet. Dette løser imidlertid ikke problemet med en slik skrues i utgangspunktet dårlige feste i trevirket. Undersøkelser har vist at kjente selvgjengende skruer fliser opp trefiberstrukturen, slik at man ikke får optimal utnyttelse av fiberne med hensyn til holding av skruen og den derpå virkende last.

Det er viktig at gjengeskjæringen skjer på en skikkelig måte slik at det dannes en entydig gjenge for skruen, i hullet, og at gjengesk jaer ingen i det forborede hull skjer på en mest mulig skånende måte med hensyn til f iberstrukturen, dvs. at man må unngå oppflising eller løsbryting av fibre i så sterk grad som mulig.

For å oppnå god fastholding av den innskrudde skrue har det også vist seg vesentlig å utforme skruegjengen slik at fibermassen i gjengesporene på skruen komprimeres på en fordelaktig måte, med tilhørende øket fastholdingsstyrke i fiberlegemet.

Likeledes har man funnet at det er vesentlig at skruen er slik utformet at den ikke kan slagdrives inn i det forborede hull, men må skrus inn. Ved å utforme skruen slik at den ikke kan slagdrives inn i f.eks. trelegemet, eksempelvis en taksperre eller lignende, oppnås at skruen vil møte så stor motstand i det forborede hull at den vil bøye seg, slik at det i praksis vil være umulig for en bygningssnekker å gripe til en "latmanns-skrutrekker", dvs. en hammer eller lignende.

Fra DT 25 24 980 Al er det kjent en skrue med et skjær. Fra DOS 22 28 456 og DAS 23 18 088 er det kjent skruer hvor gjengedybden minst utgjør 35$ av kjernediameteren. Fra DE 32 07 975 Al er det kjent en gjengeutforming hvor den såkalte flankevinkel stadig øker i fra flankespissen og mot gjenge-bunnen. Gjengetverrsnittet er imidlertid symmetrisk.

På denne bakgrunn foreslås det derfor ifølge oppfinnelsen en skrue som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at første gjenge som er avkuttet for dannelse av skjæret, har samme profilert tverrsnitt som gjengene forøvrig og er bearbeidet slik ved hjelp av en akseparallell rundfres at den danner et skjær,

at det profilerte gjengeavsnitt er usymmetrisk, med en konkav underside, hvis aksiale utstrekning frem til gjengeskjærbunnen er større enn tilsvarende aksiale utstrekning av gjengeavsnittets overside, og

ved at den projiserte gjengeflaten som i og for seg er kjent er så stor i forhold til kjernetverrsnittsflaten, at skruen ikke kan slagdrives inn i fiberlegemet.

Samtlige av disse her fremhevede trekk er vesentlige for oppnåelsen av det ønskede resultat ifølge oppfinnelsen. Avkuttingen av den første gjenge i forbindelse med at gjengen der skal ha samme profilerte tverrsnitt som gjengene forøvrig, og bearbeidelsen slik at avkuttingen danner et negativt skjær, vil sikre en gjengeskjæring i det forborede hull uten fare for sprengning under innskruingen. Den konkave underside på det profilerte gjengeavsnitt vil bevirke at materialet som skruen skrus inn i, vil få et press mot skruens senter ved sentrisk strekkbelastning i skruen. Dette, sammen med utdragingen av gjengenes profil uten å fortrenge materiale, bidrar til en optimal utnyttelse av fiberstrukturen, med god bæring for fibermaterialet mellom hver gjenge, dvs. i gjengesporene.

Ved at den projiserte gjengef laten er stor i forhold til kjernetverrsnittsflaten, oppnår man den fordel at den projiserte gjengeflate vil yte så stor motstand mot fiberlegemet ved eventuelt forsøk på slagdriving at skruen ikke vil kunne slås inn, men eventuelt bare vil bøye seg og derved bli ubrukbar. Hvor stor den projiserte gjengeflate skal være i forhold til kjernetverrsnittsflaten må fastlegges empirisk. Enkle forsøk vil her være tilstrekkelig.

Som eksempel på dimensjonsforholdene kan det her eksempelvis nevnes at en skrue med en kjernediameter på 7 mm og en utvendig gjengediameter på 12 mm og med en stigning på 5,5 mm vil egne seg utmerket for bruk i trevirke. Tilsvarende vil eksempelvis en skrue med en kjernediameter på 5 mm og en utvendig gjengediameter på 9 mm, med en stigning på 4,0 mm være egnet til realisering av den inventive idé.

Forsøk med en skrue ifølge oppfinnelsen med en stammediameter på 8 mm, en ytre gjengediameter på 12 mm og innskrudd lengde i trevirke på 80 mm, gjengestigning 6 mm, viste at skruen tålte en strekklast på 1600 kg uten tegn på ødeleggelse.

For ytterligere bedring av skruens fastholding i fiberlegemet kan fordelaktig gjengesporet, altså rommet mellom hosliggende gjenger i skruens lengdesnitt, være underskåret. Nærmere bestemt kan dette realiseres ved at det profilerte gjengetverrsnitt ifølge oppfinnelsen har konkav overside. En slik utforming vil bedre det ønskede press på materialet mot skruesenteret.

For ytterligere forfining av virkningen kan fordelaktig gjengetverrsnittet ha en toppavrunding med definert diameter. Man unngår altså en skarp kant eller knivlignende kant på gjengetoppen og oppnår derved en mykere påvirkning av den omgivende fiberstruktur under innskruingen av skruen.

Under gjengeskjæringen kan fjerningen av materialet lettes dersom det fra skjæret og ut langs styretappen er utformet en forsenkning i den sylindriske kjerne.

Selvom oppfinnelsen som nevnt innledningsvis primært er utviklet i forbindelse med problemer man har støtt på i tilstrebelsen for oppnåelse av gode fester på tak, så er oppfinnelsen naturligvis ikke begrenset til slik anvendelse. Den nye skrue ifølge oppfinnelsen kan således med fordel eksempelvis benyttes for innskruing i trevirket i store kasser eller containere. Forsynt med løfteører vil slike skruer egne seg godt som angrepspunkt for lastkroker og lignende i løfteutstyret.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et oppriss av en skrue ifølge

oppfinnelsen,

fig. 2 viser et enderiss av skruen, sett fra

innskruingssiden, og

fig. 3 viser i større målestokk et utsnitt av

skruens gjengeparti.

Den i figurene viste skrue er utført i et lavtkorroderende materiale, eksempelvis rustfritt med kromnikkel-legering. Hodet 1 på skruen eller bolten er et vanlig sekskant-hode. Skruen er bygget opp med en sylindrisk stamme 2 med et utvidet parti 3 under hodet. Dette utvidede parti har samme diameter som ytterdiameteren til gjengene 4. Den første gjengen er avkuttet og danner et negativt skjær 5. 1 den sylindriske stamme eller kjerne 2 er det tatt ut et langsgående spor 6. Som vist strekker den sylindriske kjerne 2 seg et stykke ned under første gjenge, slik at skruen således har en styretapp 7, beregnet for samvirke med et forboret hull i et fiberlegeme som skruen skal skrus inn i.

Den viste skrue kan eksempelvis ha følgende dimensjoner. Hodet 1 er som nevnt en vanlig sekskant (17 mm). Den sylindriske stamme eller kjerne 2 har en diameter på 6 mm. Den ytre gjengediameter kan være 12 mm (tegnings figur ene er ikke dimensjonsriktige). Stigningen på gjengene er 5 mm.

Den avkuttede eller avslipte første gjenge danner et skjærstål 5 som ved innskruingen av skruen vil grave ut en gjenge av samme type som på skruen i det forborede hull.

Gjengen er utformet slik at fiberoverflaten i fibermaterialet, vanligvis treverk, vil presses inn mot stammen ved aksial kraftpåvirkning som rykk eller strekk i stammen eller kjernen. Grunnen til dette er at skjærets tverrsnittsareal er gjort så lite som mulig og at skjærets underside ikke bare skrår nedover, men er buet innover (konkav) for å øke fibermassen over hver respektive gjenge. Fordelaktig er toppen på gjengen ikke skarp, men avrundet, i det ovenfor nevnte dimensjonseksempel med en radius lik 1 mm.

Gjengens overside er også fordelaktig buet innover (konkav) slik at fibermassen under vil bli presset oppover og innover ved en belastning av skruen i aksial retning.

Det spesielle gjengeprofil ifølge oppfinnelsen er eksempli-fisert i utsnittet i fig. 3. Man ser der tydelig at gjengens underside 8 er konkav og at likeledes gjengens overside 9 er konkav. Ved aksial kraftpåvirkning i stammen 2 vil fiberstrukturen utsettes for en pressing inn mot stammen. Dette forsterker fastholdingen av skruen i fiberstrukturen og gir optimalt festesamvirke mellom skrue og fiberlegeme.

Gjengetoppen 10 er som vist i fig. 3 avrundet med en definert radius.

Radius i buen 8 vil ligge i underkant av avstanden mellom to gjengetopper 10, og radius for buen 9 vil være noe mindre. Dimensjoneringen her vil være avhengig av flere faktorer, såsom skruemateriale, f ibermateriale etc, men kan lett bestemmes empirisk ved enkle forsøk.

Istedenfor sekskanthodet kan skruen naturligvis ha en annen øvre avslutning. Eksempelvis kan skruen ha et øvre av-sluttende gjengeparti med regulære maskingjenger. For innskruing av skruen, brukes da en spesialnøkkel.

Claims (4)

1. Skrue med sylindrisk kjerne (2), hvis diameter ikke overskrider den til et forboret hull i et fiberlegeme, slik at skruens fremre ende danner en styretapp (7) for samvirke med det forborede hull, og med et gjengeavsnitt (4) med konstant diameter og avsluttet med et skjær (5) ved styretappen,karakterisert vedat første gjenge som er avkuttet for dannelse av skjæret, har samme profilert tverrsnitt som gjengene forøvrig og er bearbeidet slik ved hjelp av en akseparallell rundfres at den danner et skjær (5), at det profilerte gjengeavsnitt er usymmetrisk, med en konkav underside (8), hvis aksiale utstrekning frem til gjengeskjærbunnen er større enn tilsvarende aksiale utstrekning av gjengeavsnittets overside, og ved at den projiserte gjengeflaten som i og for seg er kjent er så stor i forhold til kjernetverrsnittsflaten at skruene ikke kan slagdrives inn i fiberlegemet.

2. Skrue ifølge krav 1,karakterisert vedat gjengetverrsnittet har en toppavrunding (10).

3. Skrue ifølge krav 2,karakterisert vedat det profilerte gjengetverrsnitt har en konkav overside (9) som er inntrukket relativt et tverrplan som tangerer gjengetverrsnittets toppavrunding på gjengetverrsnittets overside.

4. Skrue ifølge krav 1,2 eller 3,karakterisertved en fra skjæret (5) og ut langs styretappen (7) forløpende forsenkning (6) i den sylindriske kjerne (2).