RU225698U1 - Шуруп с зенкером для деревянных конструкций - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к резьбовым крепежным изделиям и применяется преимущественно в деревянном строительстве, производстве для скрепления деревянных деталей между собой. Шуруп для соединения деревянных деталей, выполненный в виде стального цилиндрического стержня (1, 2, 5), имеющего с одной стороны шлицевую головку (6), переходящую в гладкий стержень (2) через короткий участок стержня (5) большего диаметра, чем гладкий стержень в многолезвийный зенкер (4), который в свою очередь переходит в резьбовую часть стержня, проходящую вдоль тела стержневого основания (1) до конусообразного острия с одновитковой резьбовой частью, имеющей широкий (крупный) шаг высокого витка до 68 мм и угол в пределах от 40 до 45 градусов с выходом окончания витка на кончик острия. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к резьбовым крепежным изделиям и применяется преимущественно в деревянном строительстве, производстве для скрепления деревянных деталей между собой.

Предшествующий уровень техники

Из существующего уровня техники близким по конструкции известен самонарезающий винт (RU 2335666 С2 от 22.04.2005 г.) который с одной стороны стержня начинается с заостренного кончика, переходящего в короткий участок резьбовой части стержня, переходящего в так называемые «дробящие ребра», аналогично расположенные между резьбой и головкой, для предотвращения защемления тела шурупа, когда шуруп ввинчивают в древесину и согласно предпочтительному варианту осуществления конструкции «дробящие ребра» расположены в той зоне тела, которая имеет больший наружный диаметр, чем зона тела, выполненная с резьбой.

Недостатком данного технического решения является то, что самонарезающий винт имеет многозаходную резьбу, где витков может быть 2 и 3, что определяет его как шуруп, предназначенный для вворачивания в твердые породы древесины, ДСП, ДВП, пластики, пластиковые дюбели. Также отличительной особенностью является то, что «дробящие ребра» в рассматриваемой конструкции по своему внешнему диаметру больше, чем диаметр стержня резьбовой части, что действительно снижает сопротивление тела шурупа при вворачивании, но при этом внешний диаметр элемента «дробящие ребра» равен внешнему диаметру стержня шурупа от элемента «дробящие ребра» до головки шурупа, что делает шуруп легким при вворачивании в твердые древесные и композитные материалы, но не предполагающий предотвращение зажатия стержня установленной деталью в процессе эксплуатации из-за усушки древесины.

Из уровня техники также известен пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций (см. RU 218071 U1, опубл. 27.10.2021), содержащий стержень с граненой головкой, резьбу на наружной поверхности стержня, расположенную на противоположном конце от граненой головки, и последовательно соосно нанизанные на стержень верхний упорный элемент, пружину и нижний упорный элемент. Верхний и нижний упорные элементы выполнены в виде цилиндрообразной чаши, стержень содержит фрезу с зубьями, при этом зубья фрезы имеют выпуклость, выходящую за ось стержня; резьба стержня имеет длину от 60 мм до 180 мм, а фреза с зубьями - длину от 10 мм до 12 мм.

Недостатком пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций является то, что его устанавливают в заранее просверленное отверстие, поэтому нижняя часть выполнена недостаточно заостренной и приспособления не может быть самонарезным, а также имеется утолщение стержня в зоне размещенной пружины превышающее внешним диаметром дробящие зубья, а длинна утолщения стержня превышает длину еще не разжатой пружины сжатия, что приведет к неминуемому зажатию утолщенной части самореза в устанавливаемой деревянной детали при установке такого компенсатора, когда происходит полное сжатие пружины и утолщенный участок стержня попадает в деревянную деталь, попросту создавая зажатие, вредя тем самым усадке деревянных деталей, создает повисание и противоречит при этом самой идее применения таких креплений.

Наиболее близким аналогом заявленного устройства по мнению заявителя может быть выбран винт (см. US 2023265877 A1, опубл. 24.08.2023) имеющий следующие последовательные функциональные секции: наконечник с резьбой в форме конуса с двойной резьбой; секцию фрезерования, имеющую множество фрезерных ребер с внешним диаметром DF; цилиндрическую хвостовиковую часть, имеющую основную резьбу диаметром DN; безрезьбовая часть хвостовика (D); необязательно, участок удерживающей резьбы (Е); опционально короткая нижняя часть без резьбы (F); и головную секцию (G), имеющую силовое взаимодействие. Основная резьба непрерывно направляется от вершинной части конуса (А) через фрезерную часть (В) к головному концу несущей резьбу части хвостовика (С) и ребрам фрезерной части. (В) расположены утопленными в основании резьбы непрерывной основной резьбы таким образом, что кончики резьбы непрерывной основной резьбы с номинальным наружным диаметром DB выступают за пределы фрезерных ребер, так что DF<DB.

Указанный в качестве наиболее близкого аналога также не полностью лишен недостатков аналога, поскольку им также сложно пользоваться без предварительно просверленного отверстия.

Краткое описание полезной модели

Технической задачей полезной модели является разработка конструкции шурупа, исключающего вероятность зажатия тонкой части стержня телом установленной деревянной детали в течение времени на базе самого распространенного и дешевого в производстве стандарта ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или аналогичного DIN 571.

Техническим результатом изобретения является улучшение конструкции Шурупа, быстрое и надежное вворачивание Шурупа в древесину, устранение Зажатия стержня Шурупа, а также снижение металлоемкости, упомянутыми нормативными документами заданных свойств.

Шуруп для деревянных материалов по ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или DIN 571 выполненный методом холодной высадки детали с формированием шлицевой головки с одной стороны и с накаткой резьбовой части с другой стороны стержня без последующей термической обработки (закалки) из малоуглеродистых сталей Ст10, Ст20 состоящий из стержня, оснащенного с одной стороны одновитковой резьбовой частью, имеющей широкий шаг высокого витка, который выходит на самый кончик конусообразного острия для легкого зацепления и вворачивания в древесный материал. Резьбовая часть с обратной стороны переходит в гладкий стержень, где выполнен «Зенкер», а конкретнее - подобие режущего инструмента, увеличивающего диаметр отверстия, которое образовалось телом стержня резьбовой части при вворачивании шурупа в деревянное основание через прикрепляемую деревянную деталь для предотвращения зажатия стержня шурупа в зоне прикрепляемой детали.

Стержень под шлицевой головкой имеет утолщение относительно гладкой части стержня шурупа необходимое для плавного перехода к шлицевой головке из-за технологической особенности изготовления шурупов по ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или Немецкому стандарту DIN 571 технологической особенностью которого является «высадка» детали без последующей термической обработки, где изделие вследствие применения малоуглеродистых материалов имеет меньшую твердость, чем самонарезающие винты по ГОСТ Р 59571-2021, изготовленные из стали марок 15. 15Г. 20 и 20Г с последующей химико-термической обработкой - нитро цементация, для достижения упомянутыми нормативными документами заданных свойств.

Краткое описание чертежей:

Фиг 1 - вид конструкции шурупа, где:

1 - стержень резьбовой части;

2 - тонкая часть стержня;

3 - внешний диаметр резьбовой части;

4 - внешний диаметр Зенкера;

5 - утолщение шлицевой головки, переходящей в тонкий стержень;

6 - шлицевая головка;

7 - шаг резьбы;

8 - конусообразное резьбовое острие;

9 - угол профиля витка резьбы;

Фиг 2 - вид сбоку шурупа, установленного в соединенных между собой 2-х деревянных деталях. Иллюстративно показана конструкция шурупа содержащего шлицевую головку для взаимодействия с приводным инструментом для вращения шурупа в конструкции, где есть несъемная шайба для лучшего прижатия прикрепляемой детали к деревянному основанию, переходящая в технологическое утолщение стержня из которого начинается переход в тонкую, гладкую часть стержня шурупа, который в свою очередь переходит в Зенкер, являющийся режущим инструментом для создания увеличенного диаметра отверстия оставленного стержнем резьбовой части, который в свою очередь переходит в резьбовую часть стержня завершаемую конусообразным острием необходимым для самостоятельного вворачивания шурупа, без предварительного сверления отверстия в деревянной детали, где:

10 - увеличенный диаметр отверстия, полученный Зенкером;

11 - устанавливаемая (прикрепляемая) деталь;

12 - монтажное основание.

Вариант использования полезной модели

Как известно специалистам, что из-за естественных свойств древесины, вызванных усушкой детали, деформируются, уменьшаясь при этом в размерах, в результате чего между шлицевой головкой шурупа, а также между монтажной и монтируемой деталями образуются зазоры или щели, снижающие прочность соединения монтажного узла, состоящего из 2-х или нескольких деревянных деталей в целом, что приводит к его полному разрушению в течение времени.

Конструкция шурупа с одной стороны начинается со шлицевой головки для взаимодействия с приводным инструментом, вращающего шуруп, который в свою очередь погружается в монтируемую деталь за счет резьбовой части расположенной с противоположенной стороны стержня. Шлицевая головка прижимающая все детали монтажного узла между собой имеет утолщенный технологический переход в тонкую, гладкую часть стержня шурупа, который в свою очередь переходит в Зенкер, являющийся режущим инструментом для увеличения диаметра отверстия оставленного стержнем резьбовой части в прикрепляемой детали, который в свою очередь переходит в резьбовую часть стержня, снабженного конусообразным острием для самостоятельного вворачивания шурупа, без предварительного сверления монтажного отверстия в деревянной детали.

За основу конструкции шурупа взят ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или DIN 571, где с одной стороны стержень оснащен наружной специальной резьбой треугольного заостренного профиля с шириной зуба меньше ширины впадины для формирования резьбы в монтажной деревянной детали при вворачивании, а ее резьбовой конец стержня имеющий коническую форму с выходом витка резьбы на кончик острия определен ГОСТ 27017- 86, а также DIN 7998, где на кончике острия нет режущей части в виде насечки, паза или сверла как у конструкций самонарезающих шурупов, по причине того, что Хвойные породы древесины имеют рыхлую структуру, в которой для качественной фиксации резьбы сверлить предварительные отверстия удаляя тем самым древесный материал нельзя, так как резьба шурупа конструктивно предназначена для ее формирования в процессе вворачивания, как бы «Наминая» мягкое древесное волокно вокруг стержня в плотную внутреннюю резьбу, обеспечивая тем самым надежную фиксацию шурупа в древесине, гарантируя хорошие статические характеристики на вырывание стержня из детали, а также продавливание стержня в древесину в момент вворачивания, без вероятного проворачивания стержня вокруг своей оси из-за предварительно просверленного отверстия. Допускается выполнение насечки на кончике стержня шурупа, если предполагается применение в твердолиственных породах древесины, а также различных фанерах, ДСП и ДВП материалах, где плотность материала высокая и требуется устранить раскалывание материала предварительным сверлением.

В конструкцию шурупа, а именно в зоне перехода гладкого тонкого стержня в резьбовую часть добавлен многолезвийный «Зенкер», увеличивающий диаметр уже имеющегося отверстия, сформированного перемещающимся вдоль своей оси стержнем резьбовой части шурупа в процессе его вворачивания, в результате чего устраняется зажатие тонкой части стержня шурупа.

Для устранения причины зажатия, гладкий стержень от «Зенкера» до утолщенной части стержня являющийся технологическим переходом в шлицевую головку, уменьшен до диаметра стержня резьбовой части и теперь представляет собой единое целое, равное по диаметрам стержневое основание по всей длине Шурупа, которое меньше диаметра «Зенкера» и резьбовой части шурупа по внешнему диаметру на 1,5-2,5 мм в зависимости от габаритных размеров шурупа, чего вполне достаточно для устранения зажатия.

Шуруп для соединения деревянных деталей не что иное как стальной цилиндрический стержень (1,2,5), имеющий с одной стороны шлицевую головку (6), переходящую в гладкий стержень (2) через короткий участок стержня (5) большего диаметра, чем гладкий стержень в конструкцию «Зенкер» (4), который в свою очередь переходит в резьбовую часть стержня проходящая вдоль тела стержневого основания (1) до конусообразного острия (8). Шуруп имеет широкий (крупный) шаг высокого витка до 68 мм и угол в пределах от 40 до 45 градусов с выходом окончания витка на кончик острия, что создает прекрасное зацепление за древесину Хвойных пород, являющиеся довольно рыхлым материалом, с последующим в нее внедрением путем вращения тела шурупа и поступательного движения стержня вдоль своей оси за счет спиральной рабочей части резьбы.

Диаметр стального стержневого основания имеет единый диаметр по всей длине шурупа, и формируется в процессе вытяжки стержня и накатки резьбовой части в процессе производства.

Внешний диаметр резьбовой части стержня (3), внешний диаметр «Зенкера» (4), утолщение шлицевой головки для перехода в гладкий стержень (5) имеют единый внешний диаметр и формируется в процессе вытяжки стержня и накатки резьбовой части в процессе производства.

Шуруп может иметь различные типы шлицевых прижимных головок, преимущественно шестигранная головка с несъемной шайбой или стандарт EPDM, или НН, а также плоская головка с полусферической пресс-шайбой или стандарт WH, даже возможно применение в конструкции галетной головки большого диаметра. Во всех перечисленных типах головок возможно выполнение шлицевого элемента TORX различных типоразмеров в зависимости от размера шурупа.

В конструкции шурупа для соединения деревянных деталей между собой, таких как деревянные балки, ЛВЛ брус, доски стропил, балки перекрытий и многое другое утолщенная часть шлицевой головки не должна превышать 5-10 мм, в зависимости от размера шурупа. Но в зависимости от назначения шурупа протяженность утолщенной части может быть изменена до 35-45 мм, при применении шурпа в конструкции Пружинного узла в единой конструкции с пружиной сжатия или другим упругим элементом, предотвращающим образование щелей между венцами бревенчатых и брусчатых деталей стен деревянных зданий и сооружений в течение времени п. (5) выполняется немного удлиненным в направлении к «Зенкеру» для размещения на утолщенной части пружинного блока, при этом протяженность п. (5) не должна превышать высоту пружинного блока в сжатом состоянии, чтобы не стать причиной зажатия части стержня в устанавливаемой (прикрепляемой) детали п. (11).

Шуруп может вворачиваться в устанавливаемую прикрепляемую деталь п. (11) без предварительного сверления «проходного отверстия», большего по внутреннему диаметру внешнего диаметра стержня п. (2), так как п. (4) «Зенкер» при вращении тела шурупа за счет спиральной части резьбы п. (3) увеличивает отверстие, сформированное внешнем диаметром стержня резьбовой части п. (1), при этом вся резьбовая часть стержня шурупа п. (1,3), а также «Зенкер» п. (4) должны полностью погрузиться в монтажное основание п. (12), чтобы не создавать зажатие установленной прикрепленной детали п. (11) на оставшейся в проблемной зоне частей п. (1,3,4).

Шуруп для соединения деревянных деталей по углу профиля витка резьбы по шагу резьбы п. (9) соответствует ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или DIN 571, а по конусообразному резьбовому острию п. (8) соответствует DIN 7998 с возможными изменениями в зависимости от размера шурупа.

Шуруп для соединения деревянных деталей по протяженности резьбовой рабочей части, в общей конструкции шурупа имеет всегда не полную резьбу и не должна превышать от 1/3 до 1/2 общей длины шурупа, для того, чтобы было возможным скреплять сплоченные детали между собой и при этом в зоне устанавливаемых прикрепляемых деталей п. (11), находилось тонкая часть стержня п. (2), что при правильном выполнении расчета и подбора длины шурупа к общей толщине устанавливаемой детали п. (11) предотвратит зажатие между собой в течение времени из-за усушки древесины.

Таким образом, с уверенностью можно говорить, что предложенное изобретение имеет уникальную конструкцию, т.к. такая комбинация практического применения существующих стандартов и существующих элементов конструкций шурупов для самонарезающих винтов класса ГОСТ 11473-75 «Шурупы с шестигранной головкой» или DIN 571 еще ранее не применялась и поможет достичь высокого качества скрепления деревянных деталей между собой с применением недорогих в производстве шурупов.

Claims (8)

1. Шуруп для соединения деревянных деталей, выполненный в виде стального цилиндрического стержня (1,2,5), имеющего с одной стороны шлицевую головку (6), переходящую в гладкий стержень (2) через короткий участок стержня (5) большего диаметра, чем гладкий стержень в многолезвийный зенкер (4), который в свою очередь переходит в резьбовую часть стержня, проходящую вдоль тела стержневого основания (1) до острия с одновитковой резьбовой частью, имеющей широкий шаг с выходом окончания витка на кончик конусообразного острия, имеющего угол в пределах от 40 до 45 градусов.

2. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что диаметр стального цилиндрического стержня по всей длине шурупа меньше диаметра зенкера и резьбовой части шурупа по внешнему диаметру на 1,5-2,5 мм.

3. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что диаметр стального стержневого основания имеет единый диаметр по всей длине шурупа, сформированный в процессе вытяжки стержня и накатки резьбовой части.

4. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что внешний диаметр резьбовой части стержня (3), внешний диаметр зенкера (4), утолщение шлицевой головки для перехода в гладкий стержень (5) имеют единый внешний диаметр, сформированный в процессе вытяжки стержня и накатки резьбовой части.

5. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с различными типами шлицевых прижимных головок.

6. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с шестигранной головкой с несъемной шайбой или стандарт EPDM, или плоской головкой с полусферической пресс-шайбой или стандарт WH, или с галетной головкой.

7. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что выполнен со шлицевым элементом TORX.

8. Шуруп для соединения деревянных деталей по п. 1, отличающийся тем, что имеет не полную резьбу, которая не превышает от 1/3 до 1/2 общей длины шурупа.