PL179491B1 - Plytkowa czesc wiercaca samowiercacego elementu mocujacego PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Plytkowa czesc wiercaca samowier- cacego elementu mocujacego, to jest: ni- tów, srub, kolków rozporowych i podob- nych z dwiema przednimi krawedziami tnacymi, tworzacymi pomiedzy soba kat mniejszy niz 180°, oraz z przyporzadkowa- nymi do kazdej krawedzi tnacej równole- glymi wyzlobieniami, znamienna tym, ze w obszarze obu górnych tnacych krawedzi (5, 6) jest wyciecie (9, 10) majace równo- legle do srodkowej osi (15) plytkowej cze- sci wiercacej (4) pionowe boki (13, 14) od których odchodzi przednia i tylnia krawedz tnaca (11, 12), przy czym przednia i tylna krawedz tnaca (11, 12) jest przestawiona wstecznie wzgledem siebie i jest nachylona pod katem ostrym do srodkowej osi (15) plytkowej czesci wiercacej (4), a wyciecia (9, 10) sa wykonane w obszarze wyzlobien (7, 8) plytkowej czesci wiercacej (4). Fig.4 PL PL PL PL PL

Description

Znane są samowiercące śruby z płytkami wiercącymi, które stosuje się do łączenia ze sobą cienkich blach i/lub do przytwierdzania ich do łat dachowych. Jednakże przy wierceniu w cienkim materiale, a więc przykładowo w cienkich blachach, zawsze istnieje ryzyko, że otwór nie będzie dokładnie kołowy, lecz w przybliżeniu trójkątny w rodzaju trójkąta równobocznego co powoduje osłabienie połączenia. Zjawisko to występuje zarówno przy stosowaniu cylindrycznych wierteł jak i przy płytkowych wiertłach.

Samonawiercająca śruba z płytkową częścią wiercącą jest znana z patentu US-PS 4 480 951, w którym opisano płytkową część wiercącą w postaci wiertła schodkowego. Do przedniej płytkowej części wiercącej o małej średnicy dołączona jest osiowo przestawiona względem niej część wiercąca, która może potem powiększać wykonany początkowo otwór. Właśnie przy takich płytkowych częściach wiercących, a zwłaszcza mających małą średnicę powstaje problem polegający na tym, że ze względu na grubość płytkowej części wiercącej występują duże siły tarcia przy ściance wierconego otworu.

179 491

Zadaniem przedmiotowego wynalazku jest takie wykonanie płytkowej części wiercącej, aby można było wiercić otwory o stosunkowo małej średnicy, przy czym powinno być zapewnione wykonanie dokładnie kołowego otworu.

Płytkowa część wiercąca samowiercącego elementu mocującego według wynalazku, to jest: nitów, śrub, kołków rozporowych i podobnych z dwiema przednimi krawędziami tnącymi, tworzącymi pomiędzy sobą kąt mniejszy niż 180°, oraz z przyporządkowanymi do każdej krawędzi tnącej równoległymi wyżłobieniami, charakteryzuje się tym, że w obszarze obu górnych krawędzi tnących jest wycięcie mające równoległe do środkowej osi płytkowej części wiercącej pionowe boki od których odchodzi przednia i tylna krawędź tnąca, które to krawędzie są przestawione wstecznie względem siebie i są nachylone pod kątem ostrym do środkowej osi płytkowej części wiercącej, przy czym wycięcia te są wykonane w obszarze wyżłobień płytkowej części wiercącej. Oznacza to, że przednia krawędź tnąca jest umieszczona z przodu płytkowej części wiercącej, a tylna krawędź tnąca jest umieszczona z tyłu tej płytkowej części. Kąt utworzony pomiędzy przednią krawędzią tnącą i tylną krawędzią tnącą korzystnie jest większy niż kąt pomiędzy górnymi krawędziami tnącymi i najkorzystniej wynosi od 160-180°. Największa osiowa wysokość wycięć korzystnie dochodzi do około połowy szerokości wyżłobień płytkowej części wiercącej, albo do końca tych wyżłobień. Koniec płytkowej części wiercącej przedniej krawędzi tnącej i tylnej krawędzi tnącej korzystnie jest umieszczony na wysokości stycznej do górnej krawędzi tnącej.

Dzięki takiemu specjalnemu ukształtowaniu płytkowej części wiercącej według wynalazku, obszar obu górnych krawędzi tnących jest cieńszy niż grubość płytkowej części wiercącej, ponieważ obszar ten ma wyżłobienia, które krzyżują się ze sobą z obu stron na przeciwległych powierzchniach ograniczających.

Szczególną zaletą rozwiązania według wynalazku jest również to, że przestawione wstecznie do siebie krawędzie tnące są wykonane również w obszarze wyżłobień, tak że może być zapewniony odpowiedni kąt ostrza, a ponadto przez zmianę kąta tych przestawionych wstecznie do siebie krawędzi tnących istnieje możliwość dokonania zmiany kąta ostrza w zależności od promienia wiercenia.

Taka możliwość istnieje przykładowo wtedy, gdy kąt utworzony przez przestawione wstecz krawędzie tnące jest większy niż kąt pomiędzy górnymi krawędziami tnącymi. Przestawione wstecznie do siebie krawędzie tnące nie przebiegają wtedy równolegle do górnych krawędzi tnących, a więc do wyżłobień, tak że krawędzie tnące na całej swej długości mają różny kąt ostrza, a przy zewnętrznym końcu mają taki kąt ostrza, jaki jest określony przez górne krawędzie tnące.

Korzystne okazało się, gdy przestawione wstecznie do siebie krawędzie tnące tworzą pomiędzy sobą kąt w zakresie 160-180°. Dzięki temu przestawione wstecznie do siebie krawędzie wiercące działają prawie jak frez, a przy przewiercaniu cienkich elementów jest zapoczątkowany większy obszar wiercenia zanim utworzona przez górne krawędzie tnące część wiertła przejdzie przez obrabiany przedmiot. Dzięki temu zapewniono prawidłowe prowadzenie wiertła aż do całkowitego wywiercenia otworu.

Dla wykonania dokładnie kołowego otworu wystarczające okazało się, kiedy tylko stosunkowo krótki obszar wiertła wykonuje wstępne wiercenie. Według wynalazku największy osiowy wymiar wycięć jest wykonany do około połowy szerokości wyżłobień.

Ponadto jest również korzystne, kiedy największy wymiar osiowy wycięć dochodzi aż do końca wyżłobień wykonanych w płytkowej części wiercącej. Przednia powierzchnia końcowa przestawionych wstecznie do siebie krawędzi tnących jest nachylona pod kątem ostrym do płaszczyzny płytkowej części wiercącej, ale korzystnie w obszarze wyżłobień płytkowej części wiercącej jest dodatkowo utworzony odpowiedni kąt ostrza. Polepsza to znacznie odprowadzanie wiórów i oczywiście prędkość skrawania.

179 491

Przy takim ukształtowaniu szczególną zaletą jest to, że kąt pomiędzy przestawionymi wstecznie do siebie przeciwległymi krawędziami tnącymi zmienia się wzdłuż długości tych krawędzi. Wskutek pochylenia krawędzi, kąt zwiększa się w kierunku osi ostrza przestawionych wstecznie do siebie krawędzi tnących. Im większa jest średnica, tym mniejszy jest kąt ostrza, tak że polepsza się zdolność zdejmowania materiału właśnie w tym obszarze, gdzie w największej odległości trzeba zdejmować najwięcej materiału.

W związku z tym korzystnie jest, kiedy właśnie zewnętrzny obszar ma taki sam kąt ostrza, jak w obszarze górnych krawędzi tnących. W tym wykonaniu koniec przestawionych wstecznie do siebie krawędzi tnących jest umieszczony na wysokości stycznej do przednich krawędzi tnących. Kiedy wyżłobienia przebiegają równolegle do przednich krawędzi tnących to otrzymuje się w obszarze swobodnie promieniowo wystającego końca przestawionych wstecznie względem siebie krawędzi tnących taki sam kąt ostrza.

Przy użyciu płytkowej części wiercącej możliwe jest wykonywanie dokładnie kołowych otworów nawet w cienkich obrabianych przedmiotach, a więc również przy połączeniu dwóch cienkich blach, co ma pozytywny wpływ na późniejsze mocowanie. Nity, śruby, kołki rozporowe itp. można mocować znacznie lepiej lub można je wprowadzać w otwór dopiero wtedy, gdy jest on wykonany jako dokładnie kołowy.

Takie wykonanie płytkowej części wiercącej nadaje się jednak nie tylko do przewiercania cienkich przedmiotów obrabianych, ale można je w taki sam sposób wykorzystywać również do odpowiednio grubszych obrabianych przedmiotów, ponieważ szybkość wiercenia dzięki takiemu stopniowemu ukształtowaniu ostrza może być znacznie zwiększona.

Wynalazek został szczegółowo przedstawiony na rysunku na którym fig. 1 przedstawia płytkową część wiercącą w samowiercącym jednostronnie zamykanym nicie; fig. 2 przedstawia początek wiercenia częścią wiercącą w cienkim obrabianym przedmiocie; fig. 3 przedstawia przekrój obrabianego przedmiotu z gotowym osadzonym jednostronnie zamykanym nitem; fig. 4 przedstawia część wiercącą w widoku z przodu; fig. 5 - przekrój wzdłuż linii V-V z fig. 4, a fig. 6 przedstawia ukośny widok płytkowej części wiercącej.

Na fig. 1 pokazano samonawiercający element mocujący w postaci jednostronnie zamykanego nitu 1, który jest utworzony z tulei 2, ciągnącego trzpienia 3 oraz płytkowej części wiercącej 4. Ta płytkowa część wiercąca 4 ma dwie górne krawędzie tnące 5 i 6, które patrząc w kierunku wiercenia stanowią przednie zakończenie płytkowej części wiercącej 4. Przynajmniej w przybliżeniu równolegle do górnych krawędzi tnących 5, 6 wykonane są z obu stron płytkowej części wiercącej 4 wyżłobienia 7, 8. W obszarze obu górnych krawędzi tnących 5 i 6 są wycięcia 9, 10, które mają przestawioną wstecznie do siebie przednią i tylną krawędź tnącą 11, 12. Pionowe boki 13, 14 wycięć 9, 10 są przynajmniej w przybliżeniu równoległe do środkowej osi 15 płytkowej części wiercącej 4. Przestawiona wstecznie do siebie przednia i tylna krawędź tnąca 11,12, jest nachylona pod kątem ostrym względem środkowej osi 15. Wycięcia 9, 10 są wykonane w obszarze osiowego przebiegu wyżłobień 7. Kąt pomiędzy przestawionymi wstecznie do siebie przednią i tylną krawędzią tnącą 11, 12 wynosi korzystnie od 160-180°, a więc jest znacznie większy niż kąt pomiędzy górnymi krawędziami tnącymi 5 i 6. Korzystnie kąt utworzony przez przednią i tylną krawędzią tnącą 11, 12 jest nieco mniejszy niż 180°, tak że przy końcu operacji wiercenia wykluczone jest ryzyko oddzielenia pierścieniowego krążka od wierconego materiału. Mniejsze jest przy tym również ryzyko, że część wiercąca przy końcu operacji wiercenia wgryzie się lub zazębi, dzięki czemu wykluczone jest zakłócenie operacji wiercenia.

Jak to zostało pokazane na rysunku największy osiowy wymiar E wycięć 9, 10 dochodzi maksymalnie do połowy szerokości B wyżłobień 7, 8, możliwe jest jednak wykonanie płytkowej części wiercącej 4 w której największy osiowy wymiar E wycięć 9, 10 dochodzi aż do końca 16 wyżłobień 7, 8. Na fig. 6 pokazano wyraźnie liniami kreskowania, że na całej długości przestawionych wstecznie do siebie przedniej i tylnej krawędzi tnącej 11, 12 są różne kąty ostrza. Kąt ostrza zmniejsza się w kierunku zewnętrznym przedniej i tylnej krawędzi tnącej 11, 12.

179 491

W specjalnym wykonaniu koniec 17 przestawionej przedniej i tylnej krawędzi tnącej 11,12, jest umieszczony na wysokości stycznej 18 do górnej krawędzi tnącej 5 lub 6.

Powierzchnie 19, 20 przedniej i tylnej krawędzi tnącej 11, 12, są ustawione komplementarnie do kąta ostrza. Jeżeli jednak należy wykonać głębsze nawiercenia, to korzystne jest, gdy również boczne ograniczające powierzchnie 21 i 22 płytkowej części wiercącej są pochylone pod kątem ostrym od kierunku wiercenia, aby uniknąć tarcia przy ściance otworu.

Płytkowa część wiercąca może być wykonana jako oddzielny element i połączona kształtowo i/lub siłowo z elementem mocującym. Możliwe jest również wykonanie płytkowej części wiercącej i elementu mocującego oddzielnie lub zwłaszcza części elementu mocującego z innego materiału lub z materiału o innej strukturze. Ponadto korzystnie możliwe jest również wytwarzanie płytkowych części wiercących przez tłoczenie. Według wynalazku możliwe jest również wykonywanie jednoczęściowych elementów wiercących i mocujących, które mają również kształt płytkowy i odznaczają się tymi samymi zaletami. Odmiana taka jest możliwa wtedy, gdy element mocujący jest wykonany z materiału nadającego się do utwardzania lub przynajmniej ma częściowy odcinek z materiału nadającego się do utwardzania.

W opisie przyjęto wprawdzie, że płytkowa część wiercąca według wynalazku przeznaczona jest do samowiercących elementów mocujących, ale możliwe jest również stosowanie takiej płytkowej części wiercącej jako wkładki lub końcówki wiertła, które nie stanowi równocześnie elementu mocującego.

Claims (6)

1. Płytkowa część wiercąca samowiercącego elementu mocującego, to jest: nitów, śrub, kołków rozporowych i podobnych z dwiema przednimi krawędziami tnącymi, tworzącymi pomiędzy sobą kąt mniejszy niż 180°, oraz z przyporządkowanymi do każdej krawędzi tnącej równoległymi wyżłobieniami, znamienna tym, że w obszarze obu górnych tnących krawędzi (5, 6) jest wycięcie (9, 10) mające równoległe do środkowej osi (15) płytkowej części wiercącej (4) pionowe boki (13, 14) od których odchodzi przednia i tylnia krawędź tnąca (11,12), przy czym przednia i tylna krawędź tnąca (1112) jest przestawiona wstecznie względem siebie i jest nachylona pod kątem ostrym do środkowej osi (15) płytkowej części wiercącej (4), a wycięcia (9,10) są wykonane w obszarze wyżłobień (7, 8) płytkowej części wiercącej (4).

2. Płytkowa część wiercąca według zastrz. 1 znamienna tym, że kąt utworzony pomiędzy przednią krawędzią tnącą i tylną krawędzią tnącą (11, 12) jest większy niż kąt pomiędzy górnymi krawędziami tnącymi (5, 6).

3. Płytkowa część wiercąca według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że kąt utworzony pomiędzy przednią krawędzią tnącą i tylną krawędzią tnącą (11,12) wynosi od 160-180°.

4. Płytkowa część wiercąca według zastrz. 1, znamienna tym, że największa osiowa wysokość (E) wycięć (9,10) dochodzi do około połowy szerokości (B) wyżłobień (7, 8).

5. Płytkowa część wiercąca według zastrz. 1, znamienna tym, że największa osiowa wysokość (E) wycięć (9, 10) dochodzi do końca wyżłobień (7, 8) płytkowe płytkowej części wiercącej (4).

6. Płytkowa część wiercąca według zastrz. 1, znamienna tym, że koniec (17) płytkowej części wiercącej (4), przedniej krawędzi tnącej i tylnej krawędzi tnącej (11, 12) jest umieszczony na wysokości stycznej (18) do górnej krawędzi tnącej (5, 6).

Wynalazek dotyczy płytkowej części wiercącej samowiercącego elementu mocującego, np. nitu, śruby, kołka rozporowego itp., którą stosuje się do formowania otworu w dwóch blachach łączonych ze sobą za pomocą tych elementów mocujących lub dodatkowo do formowania otworu w podłożu do którego łączone blachy są przytwierdzane.