PL177827B1 - Sposób osadzania śruby - Google Patents

Abstract

1. Sposób osadzania sruby majacej samo wiercacy lub samoczynnie formujacy otwór odcinek koncowy oraz trzpien z czesciowym gwintem formujacym lub nacinajacym, w którym wierci sie w podlozu otwór samo wiercacym odcinkiem koncowym sruby lub jej odcinek koncowy wraz z kilkoma zwojami gwintu wbija sie za pomoca oscylacyjnego, osiowego udaru, po czym srube wkreca sie do koncowego polozenia, znamienny tym, ze podczas wiercenia lub ksztaltowania otworu do ruchu obrotowego sruby (1) dodaje sie os- cylacyjne oddzialywanie udarowe w kierun- ku osiowym (6), które nastepnie podczas ksztaltowania lub nacinania gwintu utrzymu- je sie w tej samej wielkosci lub zmniejsza sie jego natezenie lub tez calkowicie wylacza sie udar. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób osadzania śruby samowiercącej lub samoczyyyis formującej otwór jak również formującej lub yaciyająfej gwint, która ma element wiercący lub wnciyek końcowy formujący otwór oraz trzpień, na który podczas procesu wjżrfenja lub formowania otworu wywiera się siłę udarową, oddziaływującą w kierunku osiowym.

W DE-A 1478914 opisany jest sposób osadeayia śruby, w którym stosuje się siłę udarową. Działαyis udarowe w tym znanym sposobie polega na jednym uderzeniu za pomocą którego wykonuje się otwór. Następnie w otwór ten zostaje wkręcona śruba. Ten znany sposób dαis się zastosować przy cienkich tworzywach tylko wtedy, gdy po przsciwyei stroejs ζ^^ρΐη się zderzak w celu zapobieżenia zgiyαyju się materiału podczas uderzenia wykonującego otwór. Zastosowanie takiego zderzaka oznacza dodatkowy cykl roboczy, który wydłuża czas osadeαyia, a ponadto ζϊζ zawsze jest to możliwe. Poza tym podczas osadzcyjα śruby należy zawsze zwracać uwagę na to, aby proces wiercenia został zakończony, zanim rozpocznie się cykl kształtowania gwintu, ponieważ prędkość posuwu odpowiednia dla kształtowania gwintu jest zasadniczo większa, aniżeli zwykły posuw przy wierceniu. Przy procesie wiercenia należy przyłożyć odpowiednią siłę osiową i odpwwienyi moment obrotowy, natomiast po wejściu pierwszego zwoju gwintu musi być przyłożony praktycznie tylko odpowiedni moment obrotowy.

Z opisu patentowego US 4 370 906 znany jest sposób i urządzenie do iystalowcyja łączników, śrub, lub kołków, które maią ostry koniec, są częściowo nagwintowane i osadza się je na przykład w podłodze, ścianie lub suficie. Urządzenie ma uchwyt wiertarski połączony z oscylacyjnym udarem i z wkrętarką. Zamocowaną w uchwycie śrubę przystawia się do

177 827 podłoża, po czym włącza się oscylacyjny udar i wbija w podłoże ostry koniec śruby wraz z kilkoma zwojami gwintu. Następnie wyłącza się oscylacyjny udar, włącza wkrętarkę i wkręca się śrubę w podłoże. W rozwiązaniu tym, śruba podczas wbijania w ogóle się nie obraca i dopiero, gdy wejdzie w podłoże wraz z częścią gwintu, oscylacyjny udar jest odłączany i powodowany jest tylko ruch obrotowy za pomocą którego śruba jest wkręcana do właściwego położenia.

Z DE 4301610 Al jak również z DE 4236819 Al jest znana wkrętarka udarowa względnie kombinacja wiertarki udarowej z wkrętarką, w których działanie udarowe może być wyłączone. Urządzenie to nie jest jednak przeznaczone i nie nadaje się do procesu osadzania śrub samo nawiercających lub samoczynnie kształtuj ących otwór jak również gwint lub też nacinających gwint.

Znane jest także, że przy wykonywaniu otworów wierconych w betonie wiertło oprócz napędu obrotowego otrzymuje osiowe oddziaływanie udarowe. Jednakże tego rodzaju oddziaływanie udarowe zostało uznane przez fachowców jako nie nadające się do zastosowania przy osadzaniu śrub .samo nawiercających i dlatego '^t^ż nigdy nie było brane pod uwagę. Pogląd taki prawdopodobnie ukształtował się dlatego, że przy następnym procesie kształtowania lub nacinania gwintu jest zupełnie niepożądane osiowe oddziaływanie udarowe z odpowiednim natężeniem, ponieważ w takim przypadku otwór zostałby rozszerzony w kierunku osiowym. Nie można wtedy mówić o trwałym osadzeniu lub prawidłowym dopasowaniu gwintu pomiędzy śruba o przedmiotem obrabianym.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu, przy pomocy którego zapewnione jest w krótszym czasie optymalne osadzanie śruby i sprasowane gwintu, zwłaszcza przy cienkich tworzywach.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że przy formowaniu otworu oddziaływanie udarowe wywiera się przez ciągłe wytwarzanie ruchów udarowych na wzór wiertarki udarowej, a przy prowadzonym następnie procesie kształtowania lub nacinania gwintu działanie udarowe zostaje utrzymane lub zmniejszone w swym natężeniu lub też całkowicie wyłączone.

Sposób osadzania śruby według wynalazku mającej samowiercący lub samoczynnie formujący otwór odcinek końcowy oraz trzpień z częściowym gwintem formuj ącym lub nacinającym, w którym wierci się w podłożu otwór samowiercącym odcinkiem końcowym śruby lub jej odcinek końcowy wraz z kilkoma zwojami gwintu wbija się za pomocą oscylacyjnego, osiowego udaru, po czym śrubę wkręca się do końcowego położenia, charakteryzuje się tym, że podczas wiercenia lub kształtowania otworu do ruchu obrotowego śruby dodaje się osiowe, oscylacyjne oddziaływanie udarowe, które następnie podczas kształtowania lub nacinania gwintu utrzymuje się w tej samej wielkości, lub zmniejsza się jego natężenie lub też całkowicie wyłącza się udar.

Zmniejszenie natężenia oddziaływania udarowego lub jego wyłączenie korzystnie przeprowadza się bezpośrednio po całkowitym przeniknięciu części wiercącej lub formującej otwór końcowego odcinka śruby i po wejściu pierwszego zwoju gwintu w nawiercenie lub otwór.

Połączenie osiowego udarowego oddziaływania na takie samo oddziaływanie udarowe lecz o zmniejszonym natężeniu, lub wyłącznie tego udarowego oddziaływania przeprowadza się korzystnie bezpośrednio po zakończeniu procesu wiercenia lub kształtowania otworu.

Przełączenie osiowego oddziaływania udarowego na zmniejszone w swym natężeniu osiowe oddziaływanie udarowe, lub wyłączenie tego oddziaływania udarowego korzystnie przeprowadza się przy pomocy nastawianego wstępnie zderzaka głębokościowego.

W sposobie według niniejszego wynalazku ważnym jest, czy śruba ma element nawiercający otwór w obróbce wiórowej, czy też odcinek końcowy kształtujący otwór na drodze bezwiórowej, przy czym dołączone osiowe działanie udarowe jest w obydwu przypadkach korzystne. Czas nawiercania lub czas kształtowania otworu zostaje w sposób istotny skrócony zarówno przy cienkich jak również przy odpowiednio grubszych przedmiotach obrabianych.

177 827

Według wynalazku następuje wzajemne połączenie ze sobą dwóch cykli procesu, a mianowicie wywieranie oddziaływania udarowego podczas przebiegu wiercenia i kształtowania gwintu za pomocą ruchów oscylacyjnych w rodzaju wiertarki udarowej, a następnie podczas przebiegu kształtowania lub nacinania gwintu następuje zmniejszenie lub całkowite wyłączenie oddziaływania udarowego.

W przypadku podłoża z drewna lub tworzyw drewnianych jest także możliwe zachowanie oddziaływania udarowego podczas wkręcania. Natomiast w przypadku podłoża np. z metalu, natężenie oddziaływania udarowego należy zmniejszyć lub całkowicie je wyłączyć.

W odmianie wykonania sposobu według wynalazku przewidziane jest, że przełączenie osiowego oddziaływania udarowego na takie same o zmniejszonym natężeniu lub wyłączenie odciążające od tego oddziaływania udarowego następuje bezpośrednio po zakończeniu procesu nawiercania lub formowania otworu. Nagłe osiowe odciążenie występuje np. wtedy, gdy część wiercąca lub kształtujący otwór odcinek końcowy wykonały nawiercenie względnie otwór na gotowo tak, że to bezpośrednie i nagłe odciążenie osiowe następuje po zakończeniu procesu wiercenia. Osiowe odciążenie, które może następować nagle lub też wolniej, w sposobie według wynalazku może być uruchamiane przez mechaniczny sygnał lub nawet przez wyzwalany sygnał elektryczny, który oddziaływanie udarowe zmniejsza lub całkowicie je wyłącza.

Według dalszej odmiany wynalazku przełączenie osiowego oddziaływania udarowego na takie oddziaływanie o zmniejszonym natężeniu lub całkowicie jego wyłączenie jest sterowane nastawianym wstępnie zderzakiem głębokościowym. Ta odmiana sposobu według wynalazku jest konstrukcyjnie prosta do wykonania, ponieważ osiowe oddziaływanie udarowe na przykład w udarowych wiertarkach lub młotkach istnieje tylko wtedy, gdy zastosowany zostanie odpowiedni osiowy nacisk w kierunku przeciwnym. Jeżeli po dojściu odpowiedniego zderzaka głębokościowego przeciwny nacisk na śrubę zanika, następuje zgodnie z wynalazkiem przewidziane przełączenie lub wyłączenie udaru.

Jest to więc widoczny postęp w zakresie osadzania śrub polegający na tym, że w jednym procesie osadzania te dwa różniące się cykle procesu następują kolejno jeden po drugim.

Dzięki sposobowi według wynalazku jest nawet możliwe kształtowanie otworu bez napędu obrotowego, a więc tylko przy pomocy wytwarzania stałych uderzeń w rodzaju wiertarki udarowej, co przynosi podane wyżej korzyści, zwłaszcza przy cienkich przedmiotach obrabianych.

Korzyść, która została uzyskana w wyniku zastosowania sposobu według niniejszego wynalazku, polega w pierwszym rzędzie na możliwości stosowania sposobu także przy cienkich tworzywach bez potrzeby użycia po przeciwnej stronie zderzaka w celu zapobieżenia zginaniu.

W wyniku napędu obrotowego i nałożonego na niego oddziaływania udarowego proces wiercenia lub kształtowania otworu zostaje ulepszony.

W związku z tym szczególną zaletą jest to, że zmniejszenie natężenia oddziaływania udarowego lub jego wyłączenie następuje bezpośrednio po całkowitym przeniknięciu elementu wiertniczego lub kształtującego otwór końcowego odcinka śruby i jeszcze przed wejściem pierwszego zwoju gwintu w otwór lub wgłębienie. W zależności od tego, czy wyłączenie może nastąpić dokładnie i odpowiednim czasie, o tyle dokładne jest wtedy końcowe osadzenie wkręconej śruby, ponieważ zostało wykonane nie tylko optymalne nawiercenie lub optymalny opór, lecz także bardzo dobre połączenie gwintowe pomiędzy przedmiotem obrabianym i trzpieniem zaopatrzonym w gwint.

Sposób według wynalazku jest dokładniej wyjaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku śruby, która jest osadzona w przedmiocie obrabianym, fig. 2 tę samą śrubę po ukształtowaniu otworu i bezpośrednio przed rozpoczęciem procesu nacinania lub kształtowania gwintu, oraz fig. 3 - powiększony przekrój przez przedmiot obrabiany i śrubę, przy czym w szczególności widoczne jest wzajemne wchodzenie gwintu.

177 827

Pokazana fosmująca otwór i gwint, śruba 1 posiada końcowy odcinek 2 kształtujący ten otwór bezwiórowo, który to odcinek 2 ma kształt ostrza lub podobny do ostrza. Następnie śruba 1 ma odcinek 4 trzonka zaopatrzony w gwint 3 oraz odcinek uruchamiający 5 do nałożenia lub osadzenia narzędzia.

Śruba 1 jest wykonana jako samoczynnie kształtująca otwór i gwint. Dlatego też śruba ma odcinek końcowy 2, kształtujący bezwiórowo otwór, oraz odpowiedni gwint 3. Opisany tutaj sposób może być stosowany do wszystkich śrub samoczynnie kształtuj ących otwór lub gwint, a do tego mogą być w ten sposób osadzane także śruby, które samoczynnie nawiercają i nacinają gwint. Jeżeli więc podczas procesu wiercenia lub podczas procesu kształtowania otworu lub też kształtowania albo nacinania gwintu praca wykonywana jest przy pomocy obróbki wiórowej lub bezwiórowej, nie ma to dla sposobu według wynalazku istotnego znaczenia. Niniejszy sposób może być również zastosowany z bardzo dobrym skutkiem dla śrub samoczynnie nawiercaj ących za pomocą obróbki wiórowej. Jest przy tym jednakowo ważne, czy na swobodnym końcu śruby znajduje się ostrze nawiercające, lub też odpowiednia płyta do wiercenia. Okazało się również, że zgodnie z niniejszym sposobem mogą być osadzone także śruby z odcinkiem końcowym formującym otwór bezwiórowo, które to śruby są wykonane całkowicie z tworzywa sztucznego. Z reguły zakłada się, aby śruby wykonane częściowo z materiału nierdzewnego miały co najmniej ostrza nawiercające wykonane z tworzywa hartowanego w celu uzyskania odpowiedniej wydajności wiercenia. Stąd też były potrzebne zawsze drogie technologie spawalnicze dla połączenia śrub.

W wyniku zastosowania opisanego wyżej sposobu według wynalazku mogą być osadzane śruby z końcowym odcinkiem 2 kształtującym otwór lub o innych cechach konstrukcyjnych, przy czym śruby te mogą być wykonane całkowicie z materiału nierdzewnego.

Opisany niniejszy sposób polega więc na tym, że podczas procesu kształtowania otworu do obrotowego napędu śruby 1 zostaje dodane oddziaływanie udarowe w kierunku osiowym 6. Śruba otrzymuje oprócz napędu obrotowego 7 także udarowe, oddziaływanie w kierunku osiowym 6. Tym samym w przeciwieństwie do rozwiązań dotychczasowych, w przedmiocie obrabianym 9 może być ukształtowany odpowiedni otwór 8 w znacznie krótszym czasie. W pisanym sposobie jest jednak zupełnie możliwe przeprowadzenie procesu kształtowania otworu tylko przez osiowe oddziaływanie udarowe. Napęd obrotowy mógłby być wtedy dołączony po uformowaniu otworu w celu ukształtowania gwintu.

Jak tylko otwór 8 zostanie wykonany, co pokazano na fig. 2, zostaje zgodnie z dalszym cyklem procesu wyłączone oddziaływanie udarowe tak, że działa tylko obrotowy napęd 7. Dla ukształtowania gwintu 3 w otworze 8 przedmiotu obrabianego 9 oznacza to najlepszy wariant, gdyż nie powstają wtedy żadne osiowe ruchy obrotowe lub wibracyjne. Uformowany na ściankach otworu gwint pasuje tym samym dokładnie do powierzchni gwintu 3 trzpienia 4.

Z reguły lub praktycznie przy wszystkich wykonaniach i możliwościach stosowania, przy następuj ącym procesie kształtowania lub nacinania gwintu zdąża się do wyłączenia oddziaływania udarowego. W przypadku specjalnych zakresów stosowania byłoby jednak możliwe, aby także podczas następującego procesu kształtowania lub nacinania gwintu wprowadzić niewielkie w stosunku do procesu wiercenia, a wiec znacznie zmniejszone oddziaływanie udarowe. Dodatkowa korzyść wynika z osiowego oddziaływania udarowego, ponieważ zarówno przy formowaniu jak i podczas wiercenia otworu w cieńszych przedmiotach obrabianych 9, ścianki otworu są dodatkowo odkształcane w dół tak, że w obszarze otworu 8 tworzy się pewien rodzaj kołnierza oporowego 10. W wyniku tego powstają nawet przy stosunkowo cienkich przedmiotach obrabianych odpowiednio duże obszary osiowe, w które może wejść gwint 3 trzpienia gwintującego 4 śruby 1.

W sposobie według niniejszego wynalazku jest całkowicie możliwe, aby na osiowe oddziaływanie udarowe nałożyć także działanie udarowe w kierunku obrotowym, które dla procesu wiercenia lub formowania otworu nie mają praktycznie żadnego znaczenia, jednak przy następującym procesie formowania lub nacinania gwintu może przynieść dodatkowe korzyści.

177 827

Następnie w opisanym niniejszym sposobie jest znaczące, jeżeli wyłączenie działania udarowego lub przełączenie na odpowiednie zmniejszenie natężenia tego oddziaływania udarowego może nastąpić jak najdokładniej po całkowitym przeniknięciu części wiercącej lub końcowego odcinka 2, formującego otwór. Przełączenie lub wyłączenie powinno więc nastąpić, przed wejściem pierwszego zwoju gwintu 3.

Dla rozwiązania tego przełączania lub wyłączania, nasuwają się różne warianty, które mogą być korzystnie zastosowane. Jest możliwe uruchamianie przełączania lub wyłączenia w sposób nagły za pomocą osiowego odciążenia bezpośrednio po zakończeniu procesu wiercenia lub formowania otworu. Jest to na przykład możliwe nawet wtedy, jeżeli - jak to przedstawione zostało na rysunku - do końcowego odcinka 2 dołączony jest krótki odcinek trzpienia 11 nie posiadający gwintu. Jak tylko więc końcowy odcinek 2 wykona otwór w przedmiocie obrabianym 9, następuje gwałtowne odciążenie osiowe, ponieważ nie posiadający gwintu odcinek trzpienia 11 opada nagle w dół przez otwór 8 już tylko w wyniku wywieranej jeszcze siły naciskającej. To nagłe odciążenie może być pokazane do odpowiednich elementów mechanicznych lub do elektrycznego układu sterowniczego, które powodują przełączanie lub wyłączenie osiowego oddziaływania udarowego. Dalsza mechaniczna możliwość istnieje wtedy, gdy będzie zastosowany odpowiednio nastawiany zderzak głębokościowy. Jak tylko zderzak głębokościowy dochodzi do przedmiotu obrabianego 9, zostaje spowodowane osiowe odciążenie, które następnie na normalnej drodze mechanicznej powoduje zakończenie osiowego oddziaływania udarowego. Naturalnie może być zastosowany każdy rodzaj elektrycznego lub elektronicznego przełączania lub wyłączania, przy czym odpowiednie dane sterujące mogą być pobierane bezpośrednio z obszaru napędu obrotowego.

177 827

177 827

Fig. 2

Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób osaOzóbio śniby mającej samowiescąco lub samoubnnie foymnjącyonuór odcinek końcowy oraz trzpień z częściowym gwintem formującym lub nafinaiofym, w którym wierci się w podłożu otwór samowiercącym odcinkiem końcowym śruby lub jej odcinek końcowy wraz z kilkoma zwojami gwintu wbija się za pomocą oscylacyjnego, osiowego udaru, po czym śrubę wkręca się do końcowego położenia, znamienny tym, że podczas wiercenia lub kształtowania otworu do ruchu obrotowego śruby (b) dodaje się oscylacyjne oddziaływanie udarowe w kierunku osiowym (6), które następnie podczas lub nacinania gwintu utrzymuje się w tej samej wielkości lub zmniejsza się jego natężenie lub też całkowicie wyłącza się udar.
2. 2. Sposób według rashz. 1 , rnrm ibnny tym, ży zrnmiejszeme natężeni a addziały wanża udarowego w kierunku osiowym (6) lub jego wyłączenie przeprowadza się bezpośrednio po całkowitym przeniknięciu części wiercącej lub formującej otwór końcowego odcinka (b) śruby (b) i po wejściu pierwszego zwoju gwintu w nawiercenie lub otwór (8).

   1. Sposób według zasńz. g , astamibnen tyin ne pjzaiącżeniz osizwen o uowOwego oddziałmwcyia (6) na takie samo oddzjałmwcyie udarowe w kierunku osiowym (6) lecz o zmnisiszwnym natężeniu, lub wyłofeyis tego udarowego wddeiałmwanja w kierunku osiowym (6) przeprowadza się bezpośrednio po zakończeniu procesu wiżrfsnia lub kształtowania otworu.
3. 4. Sposób weołub 1 albo 3, mbmbeney tym, że j^i^(i1ąi^zei^ie ąciowego och nzicływcyia udarowego (6) na zmyiżjseoys w swym natężeniu oddziaływanie udarowe w kierunku osiowym (6) lub wyłofzenjż tego wnneinływcyia udarowego w kierunku osiowym (6) przeprowadza się przy pomocy nastawianego wstępnie zderzaka głębokościowego.