NO179647B - Skrueorgan - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et skrueorgan med et skaft som på en del av lengden er utstyrt med gjenger, og et skruehode, idet det mellom gjenger som er utformet på en av skaftets frie ender og skruehodet er anordnet minst ett skaftavsnitt uten gjenger.

Slike skrueorganer anvendes eksempelvis ved festing av sandwichelementer ved vegg- og taktildekking, ved festing av takelementer, så som f.eks. bølgeplater eller ved festing av tildekningsbaner på et flatt tak. Skrueorganene griper med de gjenger som er utformet på et av skrueorganets frie endeom-råder inn i et fast underlag, f.eks. en stål- eller trebærer eller en metallkonstruksjon, og strekker seg relativt langt bort fra dette faste underlag. Grunnen til dette er at skrueorganene pga. av platenes profilering, sandwich-elementenes tykkelse, henholdsvis tykkelsen på den isolasjon som skal gjennomtrenges, må være tilsvarende lange.

Ved slike skrueorganer oppstår det stadig problemer, ettersom disse ved denne festemåte ikke bare belastes ved langsgående trekk-krefter og tverrtrekk-krefter, men også ved bøying. Denne bøyebelastning er et resultat av den uensartede temperaturdeformering av det faste underlag og den ytre over-flate av den del som festes. Ved en sandwichplate oppstår det eksempelvis en relativt høy temperaturforskjell mellom det ytre og det indre skall, når det ytre skall varmes opp pga. solstråling.

De festeanordninger som idag vanligvis anvendes for dette formål er sterkt belastet pga. denne påvirkning, ettersom hele bøyingen på skruehodet overføres på gjengene som er utformet på det frie endeområdet av skaftet. Denne vekslende bøying i gjengeområdet fører etter et visst antall vekselbevegelser til en sprekkdannelse i gjengekjernen, og således er denne tvunget til å brekke.

Foreliggende oppfinnelse har derfor stilt seg til oppgave å tilveiebringe et skrueorgan av den innledningsvis nevnte type, hvor gjengeområdet i det minste i en slik grad befries for bøyebelastningen at det i området ved gjengekjernen kan utelukkes en sprekkdannelse pga. bøyebelastning.

Ifølge oppfinnelsen lykkes dette ved at det i det gjengefrie skaftavsnitt er anbrakt minst ett spor ved at materiale er tatt ut og det er utformet et spor rundt hele omkretsen.

Ved hjelp av dette tiltak i henhold til oppfinnelsen overtas bøyebelastningen på skrueorganet av det skaftavsnitt som ikke har gjenger, nemlig av de avsnitt som er blitt svake-re pga. sporet, henholdsvis sporene.

Som vesentlig oppfinnerisk trinn ansees i dette tilfelle at disse spor er fremstilt ved at materiale er fjernet, altså eksempelvis fremstilt ved dreiing eller sliping, ettersom en passende materialsvekkelse bare på denne måte finner sted, slik at skrueorganet i nettopp dette området blir bøyeelas-tisk. Den svært lange, uelastiske sone som ellers forekommer betinget av den pressteknisk uforanderlige tråddiameter, omvandles nettopp ved hjelp av dette spor, henholdsvis disse spor, til en elastisk sone som opptar bøyebelastningen. Det oppnås en optimal forbedring av bøyeforholdet, idet dessuten nettopp denne bøyebelastning føres ut av gjengeområdet som er spesielt utsatt pga. spissvirkningen.

Nettopp ved fremstillingen av sporet ved at materiale fjernes, oppstår denne elastiske virkning av det gjengefrie skaftavsnitt. Dersom nemlig disse rillene skulle fremstilles ved en valseoperasjon, så ville det i rillenes område så å si utvirkes en avstiving, fordi fibrene i dette området ville presses sammen. Det har vist seg ved forsøk at oppgaven ifølge oppfinnelsen ikke kan løses ved hjelp av en valsebe-arbeiding for fremstilling av dette spor, ettersom da bøye-belastningen som før overføres på de i skrueorganets endeområde utformede gjenger og det gjengefrie skaftavsnitt forblir, til tross for de innvalsede spor, uelastisk.

Videre foreslås ifølge foreliggende oppfinnelse at det resttverrsnitt av skaftet som blir igjen ved sporenes bunn, minst tilsvarer kjernetverrsnittet for det gjengeområdet som følger i retning mot skaftets frie ende. På denne måte sikres det at dreiemomentet som er nødvendig ved en selvborende skrue for boreprosessen og fremstilling av gjengene kan overføres, og at de nødvendige verdier for trekkbelastningen oppretthol-des. Det har derfor vist seg hensiktsmessig at man ikke går under kjernetverrsnittet i gjengeområdet med resttverrsnittet i sporets område.

Ifølge en utførelsesvariant foreslås at to eller flere spor som følger etter hverandre med aksial avstand, eller som umiddelbart er tilsluttet hverandre, anbringes i ett, eller fordelt på flere, gjengefrie avsnitt. Alt etter den elastisi-tet som kreves for det gjengefrie skaftavsnitt og nødvendighe-ten av opptak av bøyekrefter i bestemte områder i forhold til skaftets lengde, kan det altså tenkes forskjellige utførelses-varianter for å muliggjøre en tilpasning til spesielle anvend-elsesformål .

Det er derfor i denne sammenheng mulig at spor som følger etter hverandre i aksial retning oppviser de samme dimensjoner. På den annen side er det mulig at spor som følger etter hverandre i aksial retning, oppviser forskjellige dimensjoner og/eller tverrsnittsformer. Det er altså på forskjellig måte mulig å utstyre skrueorgan for spesielle belastningstilfeller med et målgitt bøyeforhold.

En ytterligere utførelsesvariant forutsetter at det resttverrsnitt av skaftet som er begrenset av sporets bunn i den ytre begrensning er utformet sirkelformet eller polygo-nalt. En sirkelformet ytre begrensning kan fremstilles både ved dreiing og ved sliping, mens en polygonal ytre begrensning derimot bare kan fremstilles ved en slipebearbeiding.

Ytterligere kjennetegn og spesielle fordeler ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende be-skrivelse på grunnlag av vedlagte tegninger, hvor

fig. 1 viser et skrueorgan sett forfra, idet en underlagsskive som er tilordnet skrueorganet er vist i gjennomskåret tilstand;

fig. 2 viser et anvendelseseksempel for et slikt skrueorgan ved festing av et sandwich-element på en metallbærer, idet dette anvendelseseksempel er fremstilt i gjennomskåret tilstand.

Skrueorganet 1 oppviser et skaft 2 samt et skruehode 3. Under skruehodet er det anbrakt en underlagsskive 4, som eksempelvis kan bestå av en metallskive 5 og en tetningsskive 6. Denne underlagsskive 4 har imidlertid ikke noe å gjøre med foreliggende oppfinnelse.

På skaftets 2 frie endeområde er det anordnet gjenger 7, og på den frie ende 8 er det utformet en borespiss 9. Bore-spissen 9 er her fremstilt som en del formet som en liten plate. Det kan selvsagt her utformes enhver type borespiss, eller det forekommer overhodet ingen borespiss, idet en løs-ning når det gjelder skrueorganet også kan tenkes hvor den dreies inn i et forberedt hull og der skjærer gjengene selv, eller det kan også være et skrueorgan som dreies inn i et forberedt gjengehull.

Ved det her viste spesielle skrueorgan 1 er det også anordnet et andre gjengeavsnitt 10 som tjener som støtte-gjenger, for å støtte den øvre tildekningsplate 12 ved festing av sandwichelementene 11.

Skrueorganet 1 oppviser minst ett skaftavsnitt 13 uten gjenger, idet det i dette gjengefrie skaftavsnitt er anbrakt minst ett spor 14 i form av en rille som går rundt hele omkretsen. I det viste utførelseseksempel er det anordnet tre slike spor 14. Disse spor er fremstilt ved at materiale er fjernet ved bearbeiding, altså eksempelvis ved dreiing eller sliping, og dette fører til at det gjengefrie skaftavsnitt 13 blir til et elastisk skaftavsnitt. Det ved sporets 14 bunn gjenværende resttverrsnitt som tilsvarer diameteren A, tilsvarer minst kjernetverrsnittet for det gjengeavsnitt 7 som følger i retning mot den frie ende 8 av skaftet, slik at det nødvendige tverrsnitt for det dreiemoment som skal tilføres ved borebevegelsen og ved gjengeskjæringen altså er gitt.

De spor 14 som følger etter hverandre i aksial retning, oppviser i det viste utførelseseksempel de samme dimensjoner og følger etter hverandre med aksial avstand. Innenfor opp-finnelsens ramme ville det også være mulig at disse spor som følger etter hverandre er umiddelbart tilsluttet hverandre og ikke bare er anordnet i et gjengefritt skaftavsnitt 13, men også er fordelt på flere gjengefrie skaftavsnitt 13. Ved passende anvendelse av foreliggende oppfinnelse ville det jo også være tenkelig med skrueorgan hvor det er anordnet flere med avstand og etter hverandre følgende gjengeavsnitt eller andre områder mellom hvilke det igjen er anordnet glatte skaftavsnitt. Det ville derfor også være mulig at de spor 14 som følger etter hverandre i aksial retning oppviser forskjellige dimensjoner og/eller tverrsnittsformer. På tegningen er det vist en utførelse hvor sporene i tverrsnitt er utformet tilnærmet halvkretsformet. Det vil også være mulig å utforme dette sportverrsnitt polygonformet eller eksempelvis trapes-formet.

Det av sporets 14 bunn begrensede resttverrsnitt av skaftet 2 er ved den viste utførelsesform utført som en sirkel med diameteren A. Ved en slik sirkelformet utførelse av resttverrsnittet kan sporet 14 bearbeides på materialfjernende måte såvel ved en dreie- som også en slipeoperasjon. Det vil imidlertid også være mulig å utføre dette resttverrsnitt med en polygonal ytre avgrensning, idet fremstillingen da natur-ligvis bare kan finne sted ved sliping.

I fig. 2 er det vist et slikt skrueorgan 1 i anvendelse ved festing av et sandwichelement 11. Slike sandwichelementer 11 består vanligvis av en ytre tildekningsplate 12, en indre tildekningsplate 15, samt en isolering 16 som ligger mellom disse plater. Dette sandwichelement 11 skal nå festes på et underlag som her utgjøres av en metallbærer 17. Skrueorganet skrues gjennom sandwichelementet 11 og inn i bæreren 17, idet festingen derved oppnås. Ved solbestråling på den ytre tildekningsplate 12 oppstår det pga. varmeutvidelser relativfor-skyvninger mellom tildekningsplaten 12 og tildekningsplaten 15 i pilretningene 18. Ettersom skrueorganet 1 ikke kan bevege seg, hverken i forhold til tildekningsplaten 12 eller i forhold til tildekningsplaten 15, oppstår det en tilsvarende bøyebelastning på skrueorganets skaft 2. Disse vekslende bøyebelastninger tas opp på grunn av utformingen ifølge oppfinnelsen av det gjengefrie skaftavsnitt 13, og ledes ikke, som tidligere vanlig, inn i gjengene 7. I det gjengefrie skaftavsnitt oppstår et relativt elastisk område, som kan utføre et maksimalt antall vekselbevegelser uten at det er fare for et brudd.

På samme måte kan tiltakene ifølge oppfinnelsen anvendes for skrueorganer, henholdsvis andre festeinnretninger, som eksempelvis anvendes ved festing av bølgeplater på tak eller på vegger, eller ved festing av folier på flate tak. Tiltakene ifølge oppfinnelsen oppviser spesielt en fordelaktig virkning dersom skrueorganer, henholdsvis andre festeinnretninger av rustfritt materiale anvendes. Slike skrueorgan av et relativt kostbart materiale bør nettopp konstrueres med hen-blikk på en lang livslengde. Pga. muligheten for dannelse av et bøyeelastisk område i skrueskaftets område, er nettopp bruddfaren i gjengeområdet overvunnet, og på denne måte blir også livslengden for skrueorganene eller andre festeinnretninger f or1enget.

Claims (6)

1. Skrueorgan med et skaft som på en del av lengden er utstyrt med gjenger, og et skruehode, idet det mellom gjenger som er utformet på en av skaftets frie ender og skruehodet er anordnet minst ett skaftavsnitt uten gjenger, karakterisert ved at det i det gjengefrie skaftavsnitt (13) er anordnet minst ett spor (14) i form av en rille rundt hele omkretsen, og fremstilt ved bearbeiding slik at materiale er fjernet.

2. Skrueorgan ifølge krav 1, karakterisert ved at det resttverrsnitt av skaftet (2) som forblir på sporets (14) bunn, minst tilsvarer kjernetverrsnittet for det i retning mot skaftets (2) frie ende følgende gjengeområde (7) .

3. Skrueorgan ifølge krav 1, karakterisert ved at to eller flere spor (14) som med aksial avstand følger etter hverandre eller direkte grenser til hverandre, er anordnet i ett eller fordelt på flere gjengefrie avsnitt (13) .

4. Skrueorgan ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at spor (14) som følger etter hverandre i aksial retning, oppviser samme dimensjoner.

5. Skrueorgan ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at spor (14) som følger etter hverandre i aksial retning, oppviser forskjellige dimensjoner og/eller tverrsnittsformer.

6. Skrueorgan ifølge krav 1 og ett av de foregående krav, karakterisert ved at skaftets (2) resttverrsnitt som begrenses av sporets (14) bunn, er utformet med sirkelformet eller polygonal ytre begrensning.