PL242727B1 - Wkręt śrubowy ze zoptymalizowanym gwintem symetrycznym do montażu termoizolacji - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest wkręt (1) śrubowy ze zoptymalizowanym gwintem symetrycznym do montażu termoizolacji ma trzpieniowy rdzeń (2) wyposażony w gwint (3) i zakończony wierzchołkiem (4) zwężającym się w kierunku wkręcania pod kątem wierzchołkowym (α), który zawiera się w przedziale od 40° do 50°, przy czym symetrycznie trójkątny w przekroju promieniowym zarys gwintu (3) jest obwodowo spiralny o skoku (S), odpowiadającym od 0,35 do 0,55 średnicy (d_r) rdzenia (2) i ma kąt wierzchołkowy (φ), który wynosi od 45° do 55°. Zewnętrzny promień (R) wieńca gwintu (3) wynosi 0,1 mm, natomiast średnica (d_r) rdzenia (2) jest mniejsza od średnicy nominalnej (d_n) wkręta (1) w proporcji od 0,7 do 0,8.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wkręt śrubowy ze zoptymalizowanym gwintem symetrycznym służący do montażu termoizolacji zarówno wewnątrz budynków i budowli jak i na ich elewacjach.

Z europejskiego opisu patentowego EP 3 404 273 znany jest element śrubowy, w którym kąt wewnętrzny zwężającego się odcinka wierzchołka rdzenia wynosi od 20° do 40°, a średnica rdzenia wynosi od 55% do 70% średnicy nominalnej wkręta, przy czym skok gwintu wkręta wynosi od 40% do 70% jego średnicy nominalnej.

Znany jest też z opisu patentowego PL 219 607 B1 wkręt mocujący, który charakteryzuje się tym, że kąt wierzchołkowy zarysu gwintu wynosi 17°-23°; stosunek średnicy zewnętrznej wkręta do średnicy rdzenia mieści się w przedziale 1,47-1,61, a stosunek skoku gwintu do wysokości zwojów gwintu mieści się w zakresie 2,0-2,34.

Istotą wynalazku jest wkręt śrubowy ze zoptymalizowanym gwintem symetrycznym, który ma trzpieniowy rdzeń wyposażony w gwint. Wkręt zakończony jest stożkowym wierzchołkiem, zwężającym się w kierunku wkręcania pod wewnętrznym kątem wierzchołkowym, który zawiera się w przedziale od 40° do 50°. Symetrycznie trójkątny w przekroju promieniowym zarys gwintu jest obwodowo spiralny o skoku, odpowiadającym od 0,35 do 0,55 średnicy rdzenia wkręta i ma kąt wierzchołkowy, który wynosi od 45° do 55° oraz jest zwieńczony na zewnątrz promieniem równym 0,1 mm. Średnica rdzenia wkręta jest mniejsza od jego średnicy nominalnej w proporcji od 0,7 do 0,8.

Korzystnie kąt wierzchołkowy wierzchołka rdzenia wynosi 45°.

Korzystnie skok gwintu osadzonego na rdzeniu wkręta odpowiada 0,45 średnicy rdzenia wkręta.

Korzystnie średnica rdzenia wkręta jest mniejsza od średnicy nominalnej wkręta w proporcji 0,77 : 1.

Korzystnie kąt wierzchołkowy gwintu jest symetryczny i wynosi 50°.

Zamodelowano kształty gwintu wkręta oraz dokonano licznych obliczeń i analiz numerycznych pracy wkrętów podczas montażu i demontażu. Dla najbardziej interesujących wyników modelowania wykonano szereg eksperymentów praktycznych różnych wariantów konstrukcyjnych, mając na uwadze szczególnie momenty wkręcania i priorytetowo maksymalne siły wyrywania wkręta z podłoża. Nieoczekiwanie okazało się, że w stosunku do wkrętów spotykanych na rynku, rozwiązanie według wynalazku pozwala na osiąganie, przy porównywalnych momentach wkręcania, znacznie większych, maksymalnych sił wyrywania (lepsze „trzymanie” wkręta w podłożu) oraz zmniejszenie siły ich luzowania (wykręcania).

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia półprzekrój-półwidok wkręta śrubowego, a Fig. 2 przekrój gwintu o symetrycznym zarysie.

Prz ykład porównawczy: wkręt handlowy.

Wkręt handlowy ma średnicę nominalną dn = 5,68 mm, średnicę rdzenia dr = 4,5 mm, gwint na rdzeniu jest symetryczny o kącie wierzchołkowym φ = 60° i skoku S równym 2 mm. Moment wkręcania tego wkręta wynosi 280Nmm, a maksymalna siła wyrywania wkręta zamontowanego w podłożu w wynosi 8N.

Przykład realizacji wynalazku:

Wkręt 1 według wynalazku ma średnicę nominalną dn = 5,84 mm, a trzpieniowy rdzeń 2 ma średnicę dr = 4,5 mm. Gwint 3 osadzony na rdzeniu 2 ma zarys symetryczny o kącie wierzchołkowym φ = 50° i skoku S równym 2 mm, a zewnętrzny promień R wieńca gwintu 3 wynosi 0,1 mm. Kąt wierzchołkowy α wierzchołka 4 rdzenia 2 wynosi 45°. W stosunku do wkręta porównawczego, przy tym samym momencie wkręcania 280Nmm, znacznie wzrosła siła wyrywania do 43N, czyli korzystnie nastąpił wzrost tej siły aż do 437,5%.

Możliwe jest przemysłowe zastosowanie wynalazku w budownictwie, szczególnie w końcowej realizacji budynków i budowli, tj. ocieplaniu tych obiektów.

Claims (5)

1. Wkręt śrubowy ze zoptymalizowanym gwintem symetrycznym do montażu termoizolacji posiadający gwintowany trzpień zakończony zwężającym się wierzchołkiem, znamienny tym, że wkręt (1) ma trzpieniowy rdzeń (2) wyposażony w gwint (3) i zakończony jest wierzchołkiem (4), zwężającym się w kierunku wkręcania pod kątem wierzchołkowym (α), który zawiera się w przedziale od 40° do 50°, przy czym symetrycznie trójkątny w przekroju promieniowym zarys gwintu (3) jest obwodowo spiralny o skoku (S), odpowiadającym od 0,35 do 0,55 średnicy (dr) rdzenia (2) i ma kąt wierzchołkowy (φ), który wynosi od 45° do 55° i jest zwieńczony na zewnątrz promieniem (R) równym 0,1 mm, natomiast średnica (dr) rdzenia (2) jest mniejsza od średnicy nominalnej (dn) wkręta (1) w proporcji od 0,7 do 0,8.

2. Wkręt śrubowy według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt wierzchołkowy (α) wierzchołka (4) rdzenia (2) wynosi korzystnie 45°.

3. Wkręt śrubowy według zastrz. 1, znamienny tym, że skok (S) gwintu (3) korzystnie odpowiada 0,44 średnicy (dr) rdzenia (2).

4. Wkręt śrubowy według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica (dr) rdzenia (2) jest mniejsza od średnicy nominalnej (dn) wkręta (1) korzystnie w proporcji 0,77 : 1.

5. Wkręt śrubowy według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt wierzchołkowy (φ) gwintu (3) jest symetryczny i wynosi 50°.