PL186643B1

PL186643B1 - Wkręt nacinający gwint, zwłaszcza do betonu

Info

Publication number: PL186643B1
Application number: PL97331427A
Authority: PL
Inventors: Anton Gerhard
Original assignee: Toge Duebel Agerhard Kg
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2004-02-27
Also published as: NZ333659A; ATE205918T1; EE9900037A; PL331427A1; EP0916030B1; CN1103874C; IL127809A; WO1998004842A1; AU712854B2; CN1225710A; US6086302A; AU4114597A; EP0916030A1; KR20000029607A; JP2000516690A; EE03838B1; IL127809A0

Abstract

1. Wkret nacinajacy gwint, zwlaszcza do betonu, z zasadniczo cylindrycznym rdzeniem ze srodkowa osia wzdluzna, z gwintem, wykonanym jednoczesciowo z rdzeniem z bokami oraz z usytuowanymi w obszarze zewnetrznego obwodu gwintu nacieciami tnacymi wykonanymi w postaci trójkatów otwartych ku obwo- dowi zewnetrznemu, znamienny tym, ze boki (6, 7) sa usytuowane promieniowo wzgledem srodkowej osi wzdluznej (12) i przebiegaja zasadniczo równolegle wzgledem siebie, przy czym zewnetrzna srednica (D) gwintu (5) przy lbie (4) wkreta jest zmniejszona o 0,1-0,2 mm. FIG. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkręt nacinający gwint, zwłaszcza do betonu.

Znany jest zEpO 623 759 BI wkręt nacinający gwint, w którym stosunek średnicy zewnętrznej do średnicy rdzenia wynosi w przybliżeniu 1,25-1,5, stosunek średnicy zewnętrznej do skoku gwintu wynosi w przybliżeniu 1,5-1,6, a kąt boków gwintu jest mniejszy niż 50° a większy lub równy 35°.

186 643

Znany jest również z EP O 433 484 BI wkręt nacinający gwint, którego gwint jest wyposażony w zęby tnące wykonane w przybliżeniu w kształcie łopatek, przy czym środkowa krawędź tnąca przebiega w płaszczyźnie krawędzi gwintu i jest ustawiona pod ujemnym kątem.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji samogwintującego wkręta, aby był on szczególnie łatwo wkręcany w otwory w betonie oraz w inne materiały, takie jak cegła itp.

Wkręt według wynalazku ma zasadniczo cylindryczny rdzeń ze środkową osią wzdłużną i z gwintem wykonanym jednoczęściowo z rdzeniem. Gwint ma boki oraz nacięcia tnące, usytuowane w obszarze zewnętrznego obwodu gwintu, wykonane w postaci trójkątów otwartych ku obwodowi zewnętrznemu. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że boki są usytuowane promieniowo względem środkowej osi wzdłużnej i przebiegają zasadniczo równolegle względem siebie, przy czym zewnętrzna średnica gwintu przy łbie wkręta jest zmniejszona o 0,1-0,2 mm.

Korzystnym jest, że gwint na swym obwodzie zewnętrznym ma zewnętrzną powierzchnię usytuowaną zasadniczo na powierzchni cylindrycznej, zaś nacięcia tnące na przejściu do zewnętrznej powierzchni mają krawędzie wzdłużne oraz krawędź wzdłużną w podstawie, które przebiegają zasadniczo równolegle do środkowej osi wzdłużnej. Kąt pochylenia gwintu wynosi 15-30°, a korzystnie 18-26°, a zewnętrzna średnica gwintu jest o 1,0-2,5 mm większa niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu. Na swym początku wkręt ma zwężony odcinek rdzenia, na którym gwint ma zewnętrzną średnicę, która jest o 0,1-0,2 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu. Średnica rdzenia jest o 0,2-0,8 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu, zaś sąsiednie nacięcia tnące mają zewnętrzny odstęp obwodowy, dla którego w stosunku do zewnętrznej długości obwodowej nacięć tnących obowiązuje nierówność e < f < 3 e. Promieniowa wysokość nacięć tnących wynosi 0,1-0,4 mm, a korzystnie 0,2-0,3 mm, a zewnętrzna średnica gwintu jest o 1,5-3,5 mm większa niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu. Średnica rdzenia jest o 0,8-1,6 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu, zaś promieniowa wysokość nacięć tnących wynosi 0,2-0,8 mm. Nacięcia tnące mają w przekroju poprzecznym kształt trójkąta równoramiennego. Dla kąta wierzchołkowego nacięcia tnącego obowiązuje nierówność 50° < c < 90°, a korzystnie c « 60°. Szerokość gwintu wynosi 0,4-1,5 mm, a w szczególności 0,4-1,0 mm.

Niespodziewanie okazało się, że przez równoległe usytuowanie boków, a więc przy kącie rozwarcia boków około 0°, wkręt daje się szczególnie łatwo wkręcać, zwłaszcza w zakresie dopuszczalnych tolerancji średnic otworów. Powodem tego może być to, że nawet przy różnej głębokości nacinania gwintu w betonie lub w podobnym materiale, takim jak cegła, płyty wiórowe lub twarde drewno nie występuje dociskanie boków do materiału, w który wkręt jest wkręcany. Dzięki nacięciom tnącym gwint na całej swej szerokości wcina się w materiał. Materiał wycięty przy wkręcaniu wkręta według wynalazku jest bez spiętrzeń odprowadzany na zewnątrz.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wkręt do betonu z lekko zwężonym początkiem w widoku z góry, fig. 2 - widok z góry na wkręt do betonu z silnie zwężonym początkiem, fig. 3 - widok z góry na część wkręta do betonu w powiększeniu w porównaniu z fig. 1, fig. 4 - przekrój poprzeczny poprzez gwint zgodnie z linią przekroju IV-IV z fig. 3, fig. 5 - widok z boku gwintu zgodnie ze strzałką V z fig. 3, zaś fig. 6 - przekrój poprzeczny poprzez odmienną niż przedstawiona na fig 4 postać wykonania gwintu.

Przedstawiony na fig. 1 wkręt ma cylindryczny rdzeń 1, który w obszarze początku 2 ma lekko zwężony odcinek 3. Na końcu rdzenia wykonany jest dowolnie ukształtowany łeb 4. Na cylindrycznym rdzeniu 1 łącznie ze zwężonym odcinkiem 3 wykonany jest żebrowo ukształtowany gwint 5, którego zewnętrzna średnica D jest o 1,0-2,5 mm większa niż nominalna średnica otworu, w który wkręt ten ma być wkręcony. Średnica nominalna otworu jest znormalizowana międzynarodowo, a więc wynosi 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ... mm.

Wymiar, o który zewnętrzna średnica D jest większa niż nominalna średnica otworu, rośnie wraz z nominalną średnicą otworu. Na początku 2 zwężonego odcinka 3 zewnętrzna średnica D' gwintu 5 jest o niewielki wymiar 0,1-0,2 mm mniejsza niż nominalna średnica

186 643 otworu, aby możliwe było sprawne wprowadzanie nie tylko początku 2 śruby, ale również pierwszego lub dwóch pierwszych zwojów gwintu w otwór. W połączeniu z tym pierwszym lub dwoma pierwszymi zwojami gwintu przewidziany jest jeden do dwóch zwojów gwintu jako przejście do gwintu 5 o zewnętrznej średnicy D. Gwint 5 ma tę zewnętrzną średnicę D na dwóch do czterech zwojach gwintu. Następnie zewnętrzna średnica D zostaje znów zmniejszona o 0,1-0,2 mm do zewnętrznej średnicy D, a więc ma oczywiście pewien nadwymiar w stosunku do nominalnej średnicy otworu.

Gwint 5 jest więc osłonięty w całości przez krzywą w przybliżeniu baryłkowatą. W obszarze sąsiadującym z łbem 4 wkręta niekoniecznie musi istnieć gwint. Dotyczy to zwłaszcza wkrętów stosunkowo długich.

W wykonaniu według fig. 2 zwężony odcinek 3' rdzenia 1 wyciągnięty jest do początku 2 w wierzchołek.

Jak wynika z fig. 4, gwint 5 ma przekrój w przybliżeniu prostokątny, to znaczy boki 6, 7 przebiegają równolegle do siebie. Obejmuje to przypadek, gdy boki 6, 7 tworzą pomiędzy sobą kąt 1° do maksimum 2°, aby umożliwić odłączenie gwintu 5 od narzędzia produkcyjnego przy wytwarzaniu. Taki znikomy kąt boków spowodowany jest wyłącznie przyczynami produkcyjno-technicznymi. Zewnętrzna powierzchnia 8 gwintu 5 odpowiada powierzchni śrubowej na cylindrze o ile gwint 5 jest przyporządkowany cylindrycznemu rdzeniowi 1. Szerokość b gwintu 5, to znaczy najkrótszy odstęp b pomiędzy bokami 6, 7 jest w zakresie 0,4-1,5 mm, zwłaszcza 0,4-1,0 mm, a mianowicie również w zależności od nominalnej średnicy otworu.

Boki 6, 7 przechodzą w rdzeń 1. z niewielkimi zaokrągleniami 9. Kąt pochylenia a gwintu 5 jest w zakresie 15-30°, a korzystnie w zakresie 18-26°. Średnica d rdzenia jest o 0,2-0,8 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.

W zewnętrznej powierzchni 8 gwintu 5 wykonane są nacięcia tnące 10, mianowicie na odcinku tnącym 10a, który przebiega od początku 2 aż do miejsca, gdzie średnica zewnętrzna D gwintu 5 przechodzi w zmniejszoną średnicę zewnętrzną D. Ten ostatnio wymieniony odcinek gwintu 5 jest więc nie tnącym odcinkiem 5a gwintu. Tnące nacięcia 10 mają w widoku z boku według fig. 5 kształt trójkąta równoramiennego z kątem wierzchołkowym c, który jest w zakresie 50-90°, a korzystnie wynosi w przybliżeniu 60°. Przekątna tego kąta wierzchołkowego c jest utworzona przez promień 11 poprowadzony do środkowej osi wzdłużnej 12 rdzenia 1. Krawędzie wzdłużne 13, 14, 15 tnących nacięć 10, to znaczy obie krawędzie wzdłużne 13, 15 na przejściu do zewnętrznej powierzchni 8 i krawędź wzdłużna 14 przy kącie wierzchołkowym c przebiegają równolegle do osi 12. Wyprzedzająca w odniesieniu do kierunku wkręcania 16 krawędź wzdłużna 13 jest krawędzią tnącą. Powierzchnia utworzona pomiędzy tą krawędzią tnącą 13 a krawędzią wzdłużną 14 przebiegającą przy podstawie nacięcia 10, jest powierzchnią odprowadzania 17. Promieniowa wysokość h tnących nacięć 10 jest w zakresie 0,1-0,4 mm, a korzystnie w zakresie 0,2-0,3 mm, znów w zależności od nominalnej średnicy otworu.

Nacięcia tnące 10 są wykonane w gwincie 5 w równomiernych odstępach od siebie, przy czym dla ich zewnętrznej długości obwodowej e w porównaniu z ich zewnętrznym odstępem obwodowym f obowiązuje e < f < 3 e.

W przykładzie wykonania według fig. 6 boki 6, 7 przechodzą ukośnym ścięciem 19 w rdzeń 1, przy czym kąt g tego ścięcia wynosi w przybliżeniu 45°. Na fig. 6 linią przerywaną zaznaczono ściankę. 20 otworu, przy czym widać, że ścięcie 19 jest usytuowane przynajmniej zasadniczo w obszarze pomiędzy rdzeniem 1 a ścianką 20 otworu. Pomiędzy rdzeniem 1 a ścianką 20 otworu utworzona jest komora 21, poprzez którą odprowadzany jest materiał skrawany przy wkręcaniu wkręta. Te komory 21 muszą być możliwie duże. Średnica d rdzenia jest na skutek tego odpowiednio mała. Te ścięcia 19 są przewidziane głównie ze względów wytrzymałościowych, ponieważ pomiędzy ścianką 20 otworu a rdzeniem 1 niedopuszczalna jest żadna praca skrawania i ponieważ w obszarze tym nie występuje również żadne tarcie pomiędzy bokami 6, 7 gwintu 5 a nacinaną ścianką.

W zamieszczonej poniżej tabeli dla nominalnych średnic otworu (kolumna I) podano zewnętrzną średnicę D gwintu w tnącym odcinku 10a gwintu (kolumna Ii), średnicę d rdzenia (kolumna III) oraz odpowiednią promieniową wysokość h nacięć tnących 10 (kolumna IV).

186 643

Z tabeli tej wynika, że zewnętrzna średnica D gwintu jest o 1,5-3,5 mm większa niż nominalna średnica otworu, a mianowicie rośnie wraz z nominalną średnicą otworu. Również promieniowa wysokość nacięć tnących 10 zwiększa się, mianowicie o 0,2-0,8 mm. Pod wymiar średnicy d rdzenia względem nominalnej średnicy otworu rozpoczyna się od 0,8-1,2 mm dla nominalnej średnicy otworu 5 mm i zwiększa się aż do 1,2-1,6 mm przy nominalnych średnicach otworu powyżej 12 mm. Zmniejszona średnica zewnętrzna D w nie nacinającym odcinku 5a gwintu jest o 0,1-0,3 mm mniejsza niż zewnętrzna średnica D gwintu według kolumny II.

Nacięcia tnące 10 nie muszą mieć przekroju w kształcie trójkąta równoramiennego. Powierzchnie odprowadzające utworzone pomiędzy krawędziami wzdłużnymi 13, 14 oraz powierzchnie utworzone pomiędzy krawędziami wzdłużnymi 14, 15 mogą również przebiegać z lekką krzywizną, co może być spowodowane względami produkcyjno-technicznymi. Poza tym dla przykładu wykonania według fig. 6 obowiązują powyższe dane.

Tabela

Kolumna I	Kolumna II	Kolumna III	Kolumna IV
5	6,5 - 6,8	3,8 - 4,2	0,2 - 0,5
6	7,5 - 7,8	4,8 - 5,2	0,3 - 0,6
8	10,5 -10,8	6,6 - 7,0	0,4 - 0,7
10	13,0-13,5	8,6 - 9,0	0,5 - 0,8
12	15, 0-15,5	10,4-10,8	0,5 - 0,8
14	17,0-17,5	12,4-12,8	0,5 - 0,8
16	19,0-19,5	14,4 - 14,8	0,5 - 0,8

Kolumna I = Nominalna średnica otworu (mm)

Kolumna II - Zewnętrzna średnica gwintu (mm)

Kolumna III = Średnica rdzenia (mm)

Kolumna IV = Promieniowa wysokość nacięć tnących (mm).

186 643

FIG.3

FIG. 5 ——-¹—*►>

₇ 10 . FIG.6 g ⁷\Ó/⁶19_z20

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wkręt nacinający gwint, zwłaszcza do betonu, z zasadniczo cylindrycznym rdzeniem ze środkową osią wzdłużną, z gwintem, wykonanym jednoczęściowo z rdzeniem z bokami oraz z usytuowanymi w obszarze zewnętrznego obwodu gwintu nacięciami tnącymi wykonanymi w postaci trójkątów otwartych ku obwodowi zewnętrznemu, znamienny tym, że boki (6, 7) są usytuowane promieniowo względem środkowej osi wzdłużnej (12) i przebiegają zasadniczo równolegle względem siebie, przy czym zewnętrzna średnica (D) gwintu (5) przy łbie (4) wkręta jest zmniejszona o 0,1-0,2 mm.
2. Wkręt według zastrz. 1, znamienny tym, że gwint (5) na swym obwodzie zewnętrznym ma zewnętrzną powierzchnię (8) usytuowaną zasadniczo na powierzchni cylindrycznej.
3. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nacięcia tnące (10) na przejściu do zewnętrznej powierzchni (8) mają krawędzie wzdłużne (13, 15) a w podstawie krawędź wzdłużną (14), które przebiegają zasadniczo równolegle do środkowej osi wzdłużnej (12).
4. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kąt pochylenia (a) gwintu (5) wynosi 15-30°, korzystnie 18-26°.
5. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zewnętrzna średnica (D) gwintu (5) jest o 1,0-2,5 mm większa niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.
6. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że na swym początku (2) ma zwężony odcinek (3, 3') rdzenia (1), na którym gwint (5) ma zewnętrzną średnicę (D'), która jest o 0,1-0,2 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.
7. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że średnica (d) rdzenia jest o 0,2-0,8 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.
8. Wkręt według zastrz. 3, znamienny tym, że sąsiednie nacięcia tnące (10) mają zewnętrzny odstęp obwodowy (f), dla którego w stosunku do zewnętrznej długości obwodowej (e) nacięć tnących obowiązuje nierówność e < f < 3 e.
9. Wkręt według zastrz. 3, znamienny tym, że promieniowa wysokość (h) nacięć tnących (10) wynosi 0,1-0,4 mm, a korzystnie 0,2-0,3 mm.
10. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zewnętrzna średnica (D) gwintu (5) jest o 1,5-3,5 mm większa niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.
11. Wkręt według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że średnica (d) rdzenia jest o 0,8-1,6 mm mniejsza niż nominalna średnica przyporządkowanego otworu.
12. Wkręt według zastrz. 3, znamienny tym, że promieniowa wysokość (h) nacięć tnących (10) wynosi 0,2-0,8 mm.
13. Wkręt według zastrz. 3, znamienny tym, że nacięcia tnące (10) mają w przekroju poprzecznym kształt trójkąta równoramiennego.
14. Wkręt według zastrz. 3, znamienny tym, że nacięcia tnące (10) mają kąt wierzchołkowy (c), dla którego obowiązuje nierówność 50° < c < 90°, a korzystnie c « 60°.
15. Wkręt według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość (b) gwintu (5) wynosi 0,4-1,5 mm, zwłaszcza 0,4-1,0 mm.