RU2744697C2 - Screw for engagement with wood or other composites - Google Patents
Screw for engagement with wood or other composites Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744697C2 RU2744697C2 RU2019115116A RU2019115116A RU2744697C2 RU 2744697 C2 RU2744697 C2 RU 2744697C2 RU 2019115116 A RU2019115116 A RU 2019115116A RU 2019115116 A RU2019115116 A RU 2019115116A RU 2744697 C2 RU2744697 C2 RU 2744697C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- cutting
- cutting edge
- region
- end point
- Prior art date
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 218
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 10
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 29
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
- F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
- F16B35/06—Specially-shaped heads
- F16B35/065—Specially-shaped heads with self-countersink-cutting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
- F16B25/001—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed
- F16B25/0015—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed the material being a soft organic material, e.g. wood or plastic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
- F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
- F16B35/06—Specially-shaped heads
Abstract
Description
Область изобретенияScope of invention
Настоящее изобретение относится к шурупу для зацепления с древесиной или подобным композитным материалом, например, с композитным материалом для настила палубы. Шуруп содержит потайную головку, имеющую верхнюю сторону для размещения приводного инструмента для вращения шурупа, и, по существу, усеченно-конический нижний участокThe present invention relates to a screw for engaging with wood or a similar composite material, such as a composite deck material. The screw contains a countersunk head having an upper side for receiving a power tool for rotating the screw, and a substantially frusto-conical lower portion
Предшествующий уровень техникиPrior art
Шурупы, по существу, нужны для ввинчивания в рабочую деталь непосредственно или в направляющее отверстие в рабочей детали. Одним широко распространенным типом шурупов, сконфигурированных для прорезания собственного отверстия по мере его ввинчивания в деталь, является самонарезающий шуруп (саморез). Самонарезающие шурупы являются крепежными элементами, предназначенными для просверливания собственного отверстия по мере их ввинчивания в деталь. В частности, самонарезающие шурупы пригодны для более мягких деталей, изготовленных, например, из древесины или композитных материалов, например, материалов для настила палубы. Применение приводного инструмента, например, отвертки, и самонарезающего шурупа позволяет получить точно подогнанные отверстия.Screws are essentially needed to screw directly into a work piece or into a pilot hole in a work piece. One common type of screw that is configured to cut its own hole as it is screwed into a part is a self-tapping screw (self-tapping screw). Self-tapping screws are fasteners designed to drill their own hole as they are screwed into a part. In particular, self-tapping screws are suitable for softer parts made of, for example, wood or composite materials, such as deck materials. The use of a powered tool such as a screwdriver and a self-tapping screw can be used to produce precisely tailored holes.
Шурупы такого типа выпускаются в разных формах и размерах, а также выпускаются с разными типами головок. В области шурупов для древесины и шурупов для материалов настила палуб принято применять так называемую потайную головку, которая позволяет головке такого шурупа при зацеплении с рабочей деталью, находиться заподлицо с поверхностью рабочей детали или под ней. Кроме того, шурупы для древесины и шурупы для настила палуб обычно имеют участок стержня под головкой, на котором частично отсутствует резьба. Участок стержня без резьбы предназначен для скольжения сквозь верхнюю доску (ближайшую к головке шурупа) так, чтобы плотно прижать эту доску к доске, к которой она крепится.Screws of this type are available in different shapes and sizes, and also come with different types of heads. In the field of wood screws and screws for decking materials, it is customary to use the so-called countersunk head, which allows the head of such a screw, when it engages with a work part, to be flush with the surface of the work part or under it. In addition, wood screws and deck screws usually have a portion of the shank under the head that is partially non-threaded. The unthreaded section of the rod is designed to slide through the top board (closest to the screw head) so as to press this board tightly against the board to which it is attached.
Хотя шурупы таких тиров эффективны при создании прочного зацепления с рабочей деталью, одной распространенной проблемой является то, что участок головки может создать нежелательную деформацию рабочей детали или поверхности рабочей детали, приводящую к растрескиванию или образованию вмятины в материале рабочей детали. Для того, чтобы частично устранить такие проблемы некоторые участки головки шурупа снабжают ребрами, выступающими наружу из нижней части участка головки или углублениями, имеющими режущую кромку ля разрезания волокон, когда нижняя часть контактирует с деталью при вращении шурупа.While these types of screws are effective at creating a strong engagement with a work piece, one common problem is that the head portion can create unwanted deformation of the work piece or the surface of the work piece, leading to cracking or denting in the work piece material. In order to partially eliminate such problems, some portions of the head of the screw are provided with ribs protruding outward from the lower part of the head portion or with recesses having a cutting edge for cutting the fibers when the lower part contacts the part as the screw rotates.
Например, в US 5,863,217 А1 раскрывается самозенкующийся шуруп, содержащий участок головки в форме перевернутого конуса, на нижней части которой выполнено множество по существу треугольных углублений. Каждое углубление из этого множества по существу треугольных углублений содержит плоскую заднюю стенку, образующую линейную режущую кромку на слиянии задней стенки с поверхностью нижней стороны.For example, US Pat. No. 5,863,217 A1 discloses a self-centered screw comprising an inverted cone head portion, on the bottom of which a plurality of substantially triangular recesses are formed. Each of the plurality of substantially triangular recesses comprises a flat back wall defining a linear cutting edge at the confluence of the back wall with the surface of the underside.
Однако, создание шурупов, обеспечивающих прочное зацепление с рабочей деталью, в то же время, не допуская заметных повреждений отделки поверхности рабочей детали, остается непростой задачей.However, creating screws that will firmly engage with the work piece while avoiding noticeable damage to the surface finish of the work piece remains a challenge.
Поэтому, было бы желательно дополнительно улучшить работу шурупа для древесины и для композитных материалов, таких как материалы настила палубы.Therefore, it would be desirable to further improve screw performance for wood and composite materials such as deck deck materials.
Несмотря на активность в этой области, примером которой является вышеприведенный источник, остается потребность в шурупе, который создает улучшенное зацепление с деталью, в то же время минимизируя уровень деформации материала (материалов), из которого состоит рабочая деталь, например, деревянная деталь или настил палубы. Кроме того, было бы желательно минимизировать производственные расходы при массовом изготовлении таких шурупов.Despite the activity in this area, as exemplified by the above source, there remains a need for a screw that creates improved engagement with the part, while minimizing the level of deformation of the material (s) that make up the work part, such as a wooden part or deck deck. ... In addition, it would be desirable to minimize manufacturing costs when mass-producing such screws.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Целью настоящего изобретения является улучшение режущего действия шурупа для зацепления с древесиной или подобным композитным материалом, например, композитным материалом настила палубы. Эта цель по меньшей мере частично достигается с помощью признаков, изложенных в п. 1 формулы изобретения.It is an object of the present invention to improve the cutting performance of a screw for engaging with wood or a similar composite material, for example a deck deck composite material. This objective is at least partially achieved by the features set forth in claim 1.
Изобретение относится к шурупу для зацепления с древесиной или подобным композитным материалом, например, композитным материалом настила палубы, путем вращения шурупа в направлении вращения вокруг оси вращения шурупа. Шуруп проходит в осевом направлении и содержит:The invention relates to a screw for engaging with wood or a similar composite material, for example a composite deck material, by rotating the screw in the direction of rotation about the axis of rotation of the screw. The screw runs axially and contains:
- потайную головку, имеющую верхнюю сторону для взаимодействия с приводным инструментом для вращения шурупа, и по существу усеченно-коническую нижнюю часть;- a countersunk head having an upper side for interaction with a driving tool for rotating a screw, and a substantially frusto-conical lower part;
- стержень, проходящий от потайной головки до острого конца и имеющий резьбовой участок,- a rod extending from the countersunk head to the sharp end and having a threaded section,
- в котором усеченно-коническая нижняя часть содержит область режущего углубления, имеющую заднюю область, если смотреть в направлении вращения; и- in which the frusto-conical lower part comprises a cutting recess region having a rear region as viewed in the direction of rotation; and
- в котором задняя область содержит режущую кромку, имеющую первую осевую концевую точку и вторую осевую концевую точку, определяющие воображаемую линию. Кроме того, воображаемая линия определяет положительный угол α относительно плоскости АР. Плоскость АР проходит в радиальном направлении, по меньшей мере от оси вращения до первой осевой концевой точки, и в осевом направлении А.- in which the trailing region comprises a cutting edge having a first axial end point and a second axial end point defining an imaginary line. In addition, the imaginary line defines a positive angle α with respect to the plane AP. Plane AP extends in the radial direction, at least from the axis of rotation to the first axial end point, and in the axial direction A.
Таким образом, предлагается шуруп с улученной функцией резания волокон, таких как волокна древесины или волокна материала палубы. В частности, предлагается шуруп с потайной головкой и с улучшенной функцией резания головки. Шуруп с потайной головкой выполнен с возможностью утапливаться в материал. Дополнительно к улучшенной функции резания волокон шуруп способен удалять волокна из материала эффективно и плавно, т.е. без риска растрескивания материала древесины, композитного материала и т.п., а также уменьшать количество волокон при зацеплении и сборке с рабочей деталью (например, с настилом палубы).Thus, a screw is offered with an improved cutting function for fibers such as wood fibers or deck materials. In particular, there is a countersunk head screw with an improved head cutting function. The countersunk screw is designed to be recessed into the material. In addition to its improved fiber cutting function, the screw is able to remove fibers from the material efficiently and smoothly, i. E. without the risk of cracking wood material, composite material, etc., and also reduce the amount of fibers when engaging and assembling with a working part (for example, with a deck deck).
Благодаря созданию участка режущего углубления на усеченно-конической нижней части головки и примыкающей режущей кромки позволяет накапливать удаленные волокна в углублении, тем самым еще больше снижая риск растрескивания материала.By creating a cutting groove section on the frusto-tapered bottom of the head and the adjacent cutting edge, it allows the removed fibers to accumulate in the groove, thereby further reducing the risk of material cracking.
Наличие углубления с положительным углом режущей кромки, как определено выше, позволяет сконфигурировать головку для резания сквозь волокна и, затем, выталкивать волокна вниз, а не вверх, что обычно происходит при отрицательном угле режущей кромки углубления. Таким образом, улучшенная функция резания шурупа благодаря положительному углу режущей кромки вносит свой вклад в снижение количества волокон, когда головка шурупа встречается с деталью при зацеплении и сборке шурупа с рабочей деталью, что повышает шансы получения улучшенного конечного результата с сохранением отделки или поверхности материала древесины.Having a depression with a positive cutting edge angle, as defined above, allows the head to be configured to cut through the fibers and then push the fibers downward rather than upward, which typically occurs with a negative cutting edge angle. Thus, the improved cutting function of the screw due to the positive cutting edge angle contributes to a reduction in the amount of fiber when the screw head meets the part when engaging and assembling the screw with the work part, which increases the chances of obtaining an improved end result while maintaining the finish or surface of the wood material.
Положительный угол режущей кромки также способствует отклонению волокон материала вниз так, что волокна прижимаются к детали и, затем, консолидируются между деталью и нижней частью головки шурупа. Таким образом, возникает возможность предотвратить накопление и проникновение под головку шурупа воды, появляющейся снаружи, например, во время дождя.The positive cutting edge angle also tends to deflect the fibers of the material downward so that the fibers are pressed against the part and then consolidate between the part and the bottom of the screw head. Thus, it becomes possible to prevent the accumulation and penetration of water under the screw head, which appears from the outside, for example, during rain.
Наличие головки, имеющей по существу усеченно-коническую нижнюю часть помогает спрятать шуруп в материале древесины. Например, шуруп может вставляться в материал на глубину 4-7 мм, как определено между верхней стороной шурупа и поверхностью настила палубы.Having a head having a substantially frusto-conical bottom helps to hide the screw in the wood material. For example, a screw can be inserted into the material to a depth of 4-7 mm as defined between the top of the screw and the deck deck surface.
Область режущего углубления способна разместить волокна, возникшие при утапливании шурупа. Следует отметить, что область режущего углубления типично может быть далее определена внутренним объемом, определенным поверхностями области режущего углубления, и номинальной поверхностью усеченно-конической нижней части, проходящей по одной линии с периферийной поверхностью усеченно-конической нижней части.The area of the cutting recess is able to accommodate the fibers generated by the sinking of the screw. It should be noted that the region of the cutting recess can typically be further defined by an internal volume defined by the surfaces of the region of the cutting recess and the nominal surface of the frusto-conical lower portion in line with the peripheral surface of the frusto-conical lower portion.
Другие преимущества возникают при реализации одного или более из признаков, приведенных в зависимых пунктах формулы. Other advantages arise from the implementation of one or more of the features listed in the dependent claims.
Типично, положительный угол α режущей кромки составляет 0°<α<90°. В частности, положительный угол α режущей кромки составляет 2°-45°. Более конкретно, положительный угол режущей кромки составляет 3°-25°. Еще более конкретно, положительный угол режущей кромки составляет 5°-15°.Typically, the positive cutting edge angle α is 0 ° <α <90 °. In particular, the positive cutting edge angle α is 2 ° to 45 °. More specifically, the positive cutting edge angle is 3 ° -25 °. More specifically, the positive cutting edge angle is 5 ° -15 °.
В некоторых иллюстративных вариантах область режущего углубления расположена на периферийной поверхности усеченно-конической нижней части.In some illustrative embodiments, the region of the cutting recess is located on the peripheral surface of the frusto-conical lower portion.
Типично режущая кромка образует пересечение между периферийной поверхностью усеченно-конической нижней части и задней областью этой области режущего углубления.Typically, the cutting edge forms an intersection between the peripheral surface of the frusto-conical bottom and the rear region of this region of the cutting recess.
Область режущего углубления типично определена как закрытое углубление, расположенное на периферийной поверхности усеченно-конической нижней части. То есть, протяженность поверхности обрасти режущего углубления на периферийной поверхности усеченно-конической нижней части определена замкнутым контуром, включающим режущую кромку. Замкнутый контур может быть создан несколькими разными способами.The region of the cutting recess is typically defined as a closed recess located on the peripheral surface of the frusto-conical bottom. That is, the extent of the surface of the cutting recess on the peripheral surface of the frusto-conical lower part is defined by a closed contour including the cutting edge. A closed loop can be created in several different ways.
Например, осевая протяженность области режущего углубления определена противоположными осевыми концевыми точками. Другими словами, область режущего углубления определена первой осевой концевой точкой и второй осевой концевой точкой. Соответственно область режущего углубления отличается от канавки или канала, проходящего полностью от верхней поверхности головки до стержня шурупа.For example, the axial extent of the cutting recess region is defined by opposing axial end points. In other words, the region of the cutting recess is defined by a first axial end point and a second axial end point. Accordingly, the region of the cutting recess is different from the groove or channel extending completely from the top surface of the head to the screw shank.
В некоторых иллюстративных вариантах верхняя сторона головки не имеет области режущего углубления.In some illustrative embodiments, the top side of the head does not have a cutting recess region.
Типично, хотя не обязательно, верхняя сторона головки определяет периферийную круглую непрерывную внешнюю кромку.Typically, although not necessarily, the top of the head defines a peripheral circular, continuous outer edge.
В некоторых вариантах верхняя сторона головки содержит углубление для приема приводного инструмента для взаимодействия с приводным инструментом. Например, приводной инструмент является инструментом шестилучевого типа (torx). Однако, для введения шурупа в зацепление с материалом могут применяться инструменты и других типов.In some embodiments, the top of the head includes a recess for receiving a power tool for engaging with the power tool. For example, a powered tool is a six-arm type (torx). However, other types of tools can be used to insert the screw into engagement with the material.
В некоторых вариантах усеченно-коническая нижняя часть содержит множество областей режущего углубления. Кроме того, каждая из множества областей режущего углубления имеет соответствующую заднюю область, если смотреть в направлении вращения. Далее, каждая из задних областей содержит соответствующую режущую кромку, имеющую соответствующую первую осевую концевую точку и вторую концевую режущую кромку, определяющие соответствующую воображаемую линию. Эта воображаемая линия определяет соответствующий положительный угол режущей кромки относительно соответствующей плоскости, которая проходит в радиальном направлении от оси вращения до соответствующей первой концевой точки и второй концевой точки и в осевом направлении.In some embodiments, the frusto-conical bottom includes a plurality of cutting recess regions. In addition, each of the plurality of cutting recess regions has a corresponding rear region as viewed in the rotational direction. Further, each of the trailing regions comprises a corresponding cutting edge having a corresponding first axial end point and a second cutting end edge defining a corresponding imaginary line. This imaginary line defines the corresponding positive angle of the cutting edge with respect to the corresponding plane, which extends radially from the axis of rotation to the corresponding first end point and second end point and in the axial direction.
Типично, множество областей режущего углубления распределены в количестве 2≤В≤16 по окружности усеченно-конической нижней части. Однако количество распределенных областей режущего углубления может быть и больше 16, например, 2≤В≤20 или даже больше 20 областей режущего углубления.Typically, a plurality of cutting recess regions are distributed in an amount of 2 B 16 around the circumference of the frusto-conical bottom. However, the number of the distributed cutting recess regions may be more than 16, for example, 2
В одном иллюстративном варианте множество областей режущего углубления равномерно распределено по окружности усеченно-конической нижней части.In one illustrative embodiment, a plurality of cutting recess regions are uniformly distributed around the circumference of the frusto-tapered lower portion.
В одном иллюстративном варианте длина режущей кромки является функцией шага резьбы на резьбовом участке. Дополнительно или альтернативно, длина режущей кромки является функцией хода резьбы на резьбовом участке. В одном примере эта функция такова, что общая длина всех режущих кромок, т.е., сумма длин всех режущих кромок выбрана такой, чтобы вся часть рабочей детали, обнаженная к периферийной поверхности головки, встречалась с режущей кромкой. Например, очень короткий шаг резьбы приведет к большему числу оборотов шурупа на фазе резания, и такой шуруп потребует меньшего количества или более коротких режущих кромок чем шуруп с большим шагом резьбы, который совершает меньшее число оборотов на фазе резания, прежде чем головка шурупа полностью внедрится в материал детали. Для шурупа с двухзаходной резьбой или конгруэнтными спиралями режущую кромку приходится адаптировать к ходу резьбы так же, как описано выше. Угол резьбы также адаптируется и к диаметру, и к шагу резьбы.In one illustrative embodiment, the length of the cutting edge is a function of the thread pitch in the threaded portion. Additionally or alternatively, the length of the cutting edge is a function of the thread run in the threaded portion. In one example, this function is such that the total length of all cutting edges, i.e. the sum of the lengths of all cutting edges, is chosen such that the entire part of the workpiece exposed to the peripheral surface of the head meets the cutting edge. For example, a very short pitch will result in more screw revolutions during the cutting phase, and such a screw will require fewer or shorter cutting edges than a large pitch screw that makes fewer revolutions during the cutting phase before the screw head is fully embedded in part material. For screws with two-start threads or congruent spirals, the cutting edge must be adapted to the thread run in the same way as described above. The thread angle also adapts to both the diameter and the pitch of the thread.
Типично, хотя и не обязательно, область режущего углубления далее определена передней областью. Например, передняя область имеет криволинейную форму и придает области режущего углубления форму, напоминающую по существу перевернутую литеру D. Наличие области режущего углубления в форме перевернутой литеры D дополнительно способствует эффективному движению волокон материала вниз так, чтобы волокна прижимались к рабочей детали и консолидировались между рабочей деталью и нижней частью головки шурупа. Перевернутая D-образная форму области режущего углубления далее дает наибольший возможный объем такой области режущего углубления, чтобы создать пространство для как можно большего количества волокон. Поэтому криволинейная форма передней области в комбинации с описанной выше задней областью дополнительно улучшают способность транспортировки волокон материала вниз в рабочую деталь. Конечная форма и максимальная глубина передней области определяются моделированием, при котором сила зажима между головкой и материалом определяет максимальный размер передней области. В зависимости от размера шурупа передняя область может иметь немного другую форму. Однако, независимо от размера шурупа передняя область остается криволинейной, создавая область режущего углубления с формой, напоминающей, по существу, перевернутую литеру D.Typically, although not necessarily, the area of the cutting recess is further defined by the front area. For example, the front region is curved and gives the cut region a substantially inverted D shape. The presence of an inverted D cut region further promotes efficient downward movement of the material fibers so that the fibers are pressed against the work piece and consolidated between the work piece. and the bottom of the screw head. The inverted D-shape of the cutting recess area further gives the largest possible volume of such a cutting recess area to create space for as many fibers as possible. Therefore, the curved shape of the front region, in combination with the above-described rear region, further improves the ability to transport the fibers of the material down into the work piece. The final shape and maximum depth of the anterior region are determined by modeling, where the clamping force between the head and the material determines the maximum size of the anterior region. Depending on the size of the screw, the front area may have a slightly different shape. However, regardless of the size of the screw, the anterior region remains curved, creating an essentially inverted D-shaped cutting recess region.
Шуруп по любому из иллюстративных вариантов, упомянутых выше, типично имеет конфигурацию самонарезающего шурупа.A screw according to any of the illustrative embodiments mentioned above typically has a self-tapping screw configuration.
По существу, самонарезающим шурупом называют шуруп, способный прорезать собственное отверстие по мере его ввинчивания в материал настила палубы, в древесину и/или в композитный материал. Способность к самонарезанию, по существу, может обеспечиваться острым концом, переходящим в буравчик (в котором бороздка не требуется). В некоторых вариантах конструкции шуруп может быть самосверлящим, как хорошо известно в этой области.Essentially, a self-tapping screw is a screw that can cut its own hole as it is screwed into the deck material, wood and / or composite material. The self-tapping ability can, in essence, be provided by a sharp end that merges into a gimbal (in which a groove is not required). In some embodiments, the screw may be self-drilling, as is well known in the art.
Следует отметить, что область режущего углубления типично определяет внутренний объем. Внутренний объем углубления типично, хотя и не обязательно, определен поверхностями областей режущего углубления и номинальной поверхностью усеченно- конической нижней части.It should be noted that the region of the cutting recess typically defines an internal volume. The interior volume of the recess is typically, although not necessarily, defined by the surfaces of the cutting recess regions and the nominal surface of the frusto-conical bottom.
В некоторых иллюстративных вариантах режущая кромка является прямой режущей кромкой, проходящей между первой осевой концевой точкой и второй осевой концевой точкой. В других иллюстративных вариантах режущая кромка является криволинейной режущей кромкой, проходящей между первой осевой концевой точкой и второй осевой концевой точкой.In some illustrative embodiments, the cutting edge is a straight cutting edge extending between the first axial end point and the second axial end point. In other illustrative embodiments, the cutting edge is a curved cutting edge extending between the first axial end point and the second axial end point.
Термин "резьба" типично относится к гребню или канавке, которая навита вокруг стержня шурупа. Кроме того, резьба может определяться профилем резьбы, т.е. резьба и/или область резьбы определяется профилем резьбы. Термин "профиль резьбы" относится к форме поперечного сечения, углу и шагу резьбы (резьб). В разных иллюстративных вариантах шурупа могут применяться разные профили резьбы (резьб) шурупа. Форма профиля резьбы для данной резьбы и/или области резьбы типично выбирают в зависимости от типа монтажа и типа применения шурупа. В некоторых примерах резьба является спиральным гребнем, имеющей некоторых шаг. Шагом спирали является ширина одного полного витка спирали, измеряемая параллельно оси спирали. Дополнительно, шаг спирали может быть постоянным в осевом направлении компонента. Возможно наличие у шурупа множества резьб, например, двух, трех или четырех конгруэнтных спиралей с одной и той же осью, отличающихся друг от друга линейным смещением вдоль оси. Типично, две, три или четыре конгруэнтных спирали могут иметь один и тот же шаг.The term "thread" typically refers to a ridge or groove that is wound around the shank of a screw. In addition, the thread can be defined by the profile of the thread, i. E. the thread and / or thread area is determined by the thread profile. The term "thread profile" refers to the cross-sectional shape, angle and pitch of the thread (s). Different exemplary embodiments of the screw can use different profiles of the thread (threads) of the screw. The thread shape for a given thread and / or thread area is typically selected depending on the type of installation and the type of application of the screw. In some examples, the thread is a helical ridge with some pitch. The pitch of the spiral is the width of one complete turn of the spiral, measured parallel to the axis of the spiral. Additionally, the pitch of the helix can be constant in the axial direction of the component. The screw may have a plurality of threads, for example, two, three or four congruent spirals with the same axis, differing from each other by a linear displacement along the axis. Typically, two, three, or four congruent spirals can have the same pitch.
Другие признаки и преимущества иллюстративных вариантов настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания и приложенной формулы изобретения. Специалистам понятно, что разные признаки иллюстративных вариантов можно комбинировать для создания вариантов, отличающихся от описанных, но не выходящих за пределы объема настоящего изобретения.Other features and advantages of illustrative embodiments of the present invention will be apparent from the following detailed description and the appended claims. Those of skill in the art will understand that different features of the illustrative embodiments may be combined to create variations that differ from those described, but do not depart from the scope of the present invention.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Далее следует более подробное описание вариантов настоящего изобретения, приведенных в качестве примера, со ссылками на приложенные чертежи, где:The following is a more detailed description of exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, where:
Фиг. 1a - вид сбоку шурупа по иллюстративному варианту настоящего изобретения, содержащего потайную головку, имеющую верхнюю часть для взаимодействия с приводным инструментом для вращения шурупа и, по существу, усеченно-конический нижний участок.FIG. 1a is a side view of a screw of an illustrative embodiment of the present invention comprising a countersunk head having an upper portion for engaging a driving tool for rotating the screw and a substantially frusto-tapered lower portion.
Фиг. 1b - другой вид сбоку шурупа по иллюстративному варианту настоящего изобретения, содержащего потайную головку, имеющую верхнюю часть для взаимодействия с приводным инструментом для вращения шурупа и, по существу, усеченно-конический нижний участок.FIG. 1b is another side view of an illustrative embodiment of the present invention comprising a countersunk head having an upper portion for engaging a driving tool for rotating the screw and a substantially frusto-tapered lower portion.
Фиг 1с-1е - иллюстрируют дополнительные детали потайной головки шарапа по варианту, показанному на фиг. 1a и 1b.Figs-1e illustrate additional details of the countersunk head of the ball according to the embodiment shown in Figs. 1a and 1b.
Фиг. 2 - схематическое сечение шурупа по фиг. 1a по линии В-В.FIG. 2 is a schematic section through the screw of FIG. 1a along the line B-B.
Фиг. 3 - схематическое сечение шурупа по фиг. 1a по линии А-А.FIG. 3 is a schematic section through the screw of FIG. 1a along line AA.
Фиг. 4 - вид сбоку другого иллюстративного варианта частей шурупа по настоящему изобретению.FIG. 4 is a side view of another illustrative embodiment of portions of a screw of the present invention.
Фиг. 5 - сечение шурупа по фиг. 4, соответствующее сечению по линии А-А, приведенному на фиг. 3.FIG. 5 is a cross-section of the screw of FIG. 4 corresponding to the section along the line A-A shown in FIG. 3.
Фиг. 6а - схематический вид сбоку шурупа по настоящему изобретению.FIG. 6a is a schematic side view of a screw according to the present invention.
Фиг. 6b - схематическое сечение шурупа по фиг. 6а по линии С-С.FIG. 6b is a schematic section through the screw of FIG. 6a along the C-C line.
Подробное описание иллюстративных вариантовDetailed description of illustrative options
Далее следует более полное описание различных аспектов настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых показаны иллюстративные варианты изобретения. Эти иллюстративные варианты, однако, могут быть реализованы во многих разных формах и не должны толковаться как ограничивающие объем настоящего изобретения, поскольку они приведены для законченности и полноты описания. Одни и те же ссылочные позиции во всем описании означают одинаковые элементы.The following is a more complete description of various aspects of the present invention with reference to the accompanying drawings, which show illustrative embodiments of the invention. These illustrative variations, however, can be implemented in many different forms and should not be construed as limiting the scope of the present invention as they are provided for completeness and completeness of the description. The same reference numbers throughout the description indicate the same elements.
Для целей описания термины "верх", "под", "верхний", "нижний", "дно", "вверх", "вниз", "продольный", "внутренний", "внешний", "радиальный", "осевой", "периферийнв=ый" и их производные относятся к иллюстративному варианту изобретения в ориентации, показанной на фиг. 1a и 1b.For purposes of description, the terms "top", "under", "top", "bottom", "bottom", "up", "down", "longitudinal", "inward", "outward", "radial", "axial "," peripheral = th "and their derivatives refer to an illustrative embodiment of the invention in the orientation shown in FIG. 1a and 1b.
Однако, следует понимать, что эти иллюстративные варианту могут принимать различные альтернативные ориентации, если прямо не указано иное. Также следует понимать, что примеры, проиллюстрированные на приложенных четежах и описанные в нижеследующем описании, являются просто иллюстративными вариантами. Поэтому, размеры и другие физические характеристики, относящиеся к описываемым иллюстративным вариантам, не должны толковаться как ограничивающие, если в приложенной формуле прямо не указано иное.However, it should be understood that these illustrative embodiments can take on various alternative orientations, unless expressly indicated otherwise. It should also be understood that the examples illustrated in the attached charts and described in the following description are merely illustrative. Therefore, dimensions and other physical characteristics related to the described illustrative options are not to be construed as limiting, unless expressly indicated otherwise in the appended claims.
Описание относится, главным образом, к шурупам для зацепления с древесиной или подобным композитным материалом. Одним типом композитного материала является композитный материал настила палубы. Для простоты, иллюстративные варианты шурупа, описанные со ссылками на фиг. 1a-5, являются шурупом для древесины. Однако это не означает, что иллюстративные варианты изобретения ограничиваются ввинчиванием шурупа в материал древесины. Наоборот, такой шуруп может быть так называемым шурупом для настила палубы и т.п. Таким образом, хотя это и не показано, иллюстративные варианты шурупа можно ввинчивать в композитный материал, например, материал настила палубы. Далее, следует отметить, что общая конструкция вышеуказанного шурупа известна, и широкое разнообразие типов таких шурупов и их различные необязательные компоненты не описываются.The description refers mainly to screws for engaging with wood or similar composite material. One type of composite material is a composite deck deck material. For simplicity, the exemplary screw embodiments described with reference to FIGS. 1a-5 are wood screws. However, this does not mean that illustrative embodiments of the invention are limited to screwing a screw into the wood material. Conversely, such a screw may be a so-called deck screw or the like. Thus, although not shown, exemplary screw designs can be screwed into a composite material such as a deck deck material. Further, it should be noted that the general construction of the above screw is known, and a wide variety of types of such screws and their various optional components are not described.
На чертежах и, в частности, фиг. 1a, показан шуруп 10 по настоящему изобретению. В этом иллюстративном варианте шуруп предназначен для древесины для зацепления с материалом древесины. Кроме того, в этом иллюстративном варианте шуруп имеет конфигурацию самонарезающего шурупа. На фиг. 1a приведен вид сбоку шурупа по иллюстративному варианту, когда шуруп частично проник в материал древесины, а на фиг. 1b показан шуруп в положении, когда шуруп дальше проник в материал древесины рабочей детали 25 для зацепления с ней. Типично рабочая деталь является материалом настила палубы. Материал настила палубы может быть либо материалом древесины, либо любым подходящим композитным материалом. Другие детали шурупа по фиг. 1a и 1b описаны со ссылками на фиг. 1с-1е и фиг. 2-5.In the drawings, and in particular FIG. 1a, a
Шуруп 10 в этих примерах пригоден для зацепления с древесиной или подобным композитным материалом. Одним типом композитного материала является композитный материал настила палубы. На чертежах материал древесины обозначен позицией 25. Шуруп 10 зацепляется с материалом 25 древесины вращением шурупа в направлении W вокруг оси АС вращения шурупа. Как показано на чертежах, шуруп вытянут в осевом направлении А. Кроме того, шуруп проходит в радиальном направлении R. Шуруп также имеет длину окружности в направлении окружности шурупа.The
Шуруп содержит потайную головку 12, имеющую верхнюю сторону 19 для приема приводного инструмента для вращения шурупа и, по существу, усечено-коническую нижнюю часть 18. Таким образом, верхняя сторона адаптирована для взаимодействия с приводным инструментом. В этом иллюстративном варианте верхняя сторона 19 головки 12 содержит углубление 43 для приема приводного инструмента, выполненное с возможностью взаимодействовать с приводным инструментом, например, шестилучевой отверткой. Один пример углубления 43 для приема приводного инструмента показан на фиг. 2, где показан вид в сечении по линии В-В на фиг. 1a. Однако, следует отметить, что шуруп можно вращать приводным инструментом другими возможными способами, для внедрения шурупа в рабочую деталь 25. Кроме того, шестилучевая отвертка является лишь одним из множества возможных примеров приводных инструментов.The screw comprises a countersunk
Возвращаясь к фиг. 1a, ось АС вращения шурупа в этом примере соответствует, по существу, центральной линии шурупа, проходящей вдоль оси А.Returning to FIG. 1a, the screw axis AC of rotation in this example corresponds substantially to the center line of the screw along axis A.
Кроме того, как показано на чертежах, например, на фиг. 1a и 1b, по существу усеченно-коническая нижняя часть головки обращена к стержню.In addition, as shown in the drawings, for example in FIG. 1a and 1b, the substantially frusto-conical lower part of the head faces the shaft.
Другими словами, периферийная поверхность 18а усеченно-конической нижней части 18 образует переход между верхней стороной 19 головки 12 и стержнем 14. Соответственно, переход от верхней стороны 19 головки к стержню 12 образован наклонной периферийной поверхностью усеченно-конической части 18. Наклон этой наклонной периферийной поверхности может быть определен углом β. Угол β показан для иллюстративного варианта, проиллюстрированного на фиг. 4. Однако этот признак также может быть реализован в иллюстративном варианте, показанном на фиг. 1a-1е. Например, угол β находится в диапазоне 160°-40°. В этом примере, как показано на фиг. 1a-1е, угол β равен прибл. 80°. Угол β может меняться в зависимости от типа шурупа и типа материала детали.In other words, the
Кроме того, как показано на фиг. 1a, шуруп содержит стержень 14, проходящий от головки до острого конца 11. Стержень имеет резьбовой участок 15. Резьбовой участок 15 проходит по меньшей мере частично по стержню. Длина резьбового участка на стержне определяется на основе типа шурупа, варианта применения и установки шурупа и материала детали. Типично, но не обязательно, стержень 14 далее содержит не имеющий резьбы участок, расположенный между головкой и резьбовым участком, как показано на фиг. 1a.In addition, as shown in FIG. 1a, the screw comprises a
Что касается резьбового участка 15, следует отметить, что резьбовой участок типично проходит от точки начала резьбы на конце 11 к головке 12 шурупа. Резьбовой участок содержит резьбу 15а. Резьба 15а проходит по спирали вдоль шурупа 10, позволяя ввинчивать шуруп 10 в деталь 25, вращая его по часовой стрелке, если смотреть со стороны головки 12 в направлении конца 11, вокруг оси АС вращения. Резьба имеет ход резьбы. Кроме того, резьба имеет шаг резьбы. Возможные варианты размеров резьбового участка и резьбы хорошо известны и, поэтому их описание опускается. Однако следует отметить, что размеры резьбового участка и резьбы типично выбирают с учетом типа шурупа и типа детали. Кроме того, следует понимать, что резьбовой участок не обязательно должен проходит непрерывно от конца шурпа к его головке, и резьба может полностью или частично отсутствовать в одном или нескольких положениях от точки начала резьбы на конце до конца резьбы. Дополнительно, резьбовой участок может проходить полностью от головки до конца шурупа.Regarding the threaded
Кроме того, усеченно-коническая нижняя часть 18 содержит область 20 режущего углубления, если смотреть в направлении W вращения. В области 20 режущего углубления могут размещаться волокна, возникающие при утапливании шурупа. Область 20 режущего углубления сконфигурирована для размещения волокон или спрессованных материалов детали, когда головка 12 шурупа 10 проникает в деталь 25. В этом примере область 20 режущего углубления определена внутренним объемом 21. Другими словами, внутренний объем определен поверхностями области 20 режущего углубления и номинальной поверхностью 18b усеченно-конической нижней части, проходящей по одной прямой с периферийной поверхностью 18a этой усеченно-конической нижней части 18, как будет дополнительно описано со ссылками на фиг. 2.In addition, the frusto-
Как было указано выше, область 20 режущего углубления расположена на периферийной поверхности 18a усеченно-конической нижней части 18.As indicated above, the cutting
Как показано на фиг. 1a, задняя область 22 содержит режущую кромку 23. Режущая кромка 23 имеет первую осевую концевую точку 41 и вторую осевую концевую точку 42. В этом примере режущая кромка является по существу прямой кромкой, проходящей между первой осевой концевой точкой и второй осевой концевой точкой. Режущая кромка 23 и осевые концевые точки дополнительно показаны на фиг. 1c-1t. На фиг. 1c приведен вид сбоку шурупа 10, соответствующий виду сбоку шурупа 10 на фиг. 1a, а на фиг. 1d показан другой вид сбоку шурупа 10, на котором шуруп 10 повернут приблизительно на 90° в направлении вращения. Другими словами, вид шурупа 10 на фиг. 1d является ортогональным относительно вида на фиг. 1c. На фиг. 1t дополнительно показана проекция режущей кромки 23 на касательную плоскость TP, которая совпадает с первой осевой концевой точкой 41. Эта касательная плоскость и фиг. 1e будут дополнительно описаны ниже.As shown in FIG. 1a, the
Как показано на фиг. 1c, режущая кромка, имеющая первую осевую концевую точку 41 и вторую осевую концевую точку 42 также может быть определена воображаемой линией AI. То есть, воображаемая линия AI проходит между первой осевой концевой точкой 41 и второй осевой концевой точкой 42 режущей кромки 23. Эта воображаемая линия AI дополнительно показана на фиг. 1e, где показана немного изогнутая режущая кромка 23. На этом чертеже режущая кромка 23 изогнута, хотя и проходит между первой осевой концевой точкой 41 и второй осевой концевой точкой 42, тогда как воображаемая линия AI соответствует прямой, определяющей расстояние между первой осевой концевой точкой 41 и второй осевой концевой точкой 42 режущей кромки. Криволинейная режущая кромка может быть выпуклой или вогнутой относительно воображаемой линии AI, или неравномерно изогнутой режущей кромкой. Однако, должно быть понятно, что режущая кромка 23 в некоторых иллюстративных вариантах, как показано на фиг. 1a-1d, соответствует воображаемой линии AI. Другими словами, режущая кромка 23 в этом иллюстративном варианте соответствует прямой кромке, проходящей между первой и второй осевыми концевыми точками 41 и 42.As shown in FIG. 1c, a cutting edge having a first
Возвращаясь к фиг. 1c, первая осевая концевая точка 41a и вторая осевая концевая точка 42 определяют воображаемую линию AI. То есть, эта воображаемая линия AI проходит между первой и второй осевыми концевыми точками 41 и 42. Воображаемая линия AI определяет положительный угол α режущей кромки относительно плоскости AP. Под положительным углом α режущей кромки понимается угол, измеренный в направлении против часовой стрелки от AP до AI. Как можно понять из фиг. 1c и 1d, плоскость AP проходит в радиальном направлении R от оси AC вращения до первой осевой концевой точки 41. Кроме того, плоскость AP проходит в осевом направлении A.Returning to FIG. 1c, the first axial end point 41a and the second
Возвращаясь к фиг. 1c-1e, положительный угол α режущей кромки достигается проецированием режущей кромки 23 на касательную плоскость TP, совпадающую с первой осевой концевой точкой 41 (см., напр., фиг. 1d). Касательная плоскость TP, кроме того, перпендикулярна плоскости FP и проходит в осевом направлении A и касательном направлении T, как показано на фиг. 1c в комбинации с фиг. 1d. Тем самым, проекция воображаемой линии AI на касательную плоскость TP определяет положительный угол α режущей кромки относительно плоскости AP.Returning to FIG. 1c-1e, a positive cutting edge angle α is achieved by projecting the
Соответственно, в некоторых примерах, когда режущая кромка 23 является прямой, проходя между осевыми концевыми точками 41, 42, режущая кромка 23 соответствует воображаемой линии AI, которая определяет положительный угол α режущей кромки относительно плоскости AP, как указано выше. Однако в других примерах, когда режущая кромка изогнута или немного искривлена, воображаемая линия AP определяет положительный угол α режущей кромки относительно плоскости AP, как указано выше и показано на фиг. 1e. Следует понимать, что режущая кромка 23 наклонена радиально внутрь благодаря форме усеченно-конической нижней части 18. Другими словами, как показано, например, на фиг. 1d, режущая кромка 23 наклонена внутрь от верхней первой осевой концевой точки 41 к центральной линии (оси вращения) к нижней осевой концевой точке 42, если смотреть в радиальном направлении R. Режущая кромка 23 предназначена для срезания волокон, когда усеченно-коническая нижняя часть 18 входит в контакт с поверхностью рабочей детали 25. В этом примере режущая кромка 23 образует пересечение между периферийной поверхностью 18a усеченно-конической нижней части 18 и задней областью 22 области 20 режущего углубления.Accordingly, in some examples, when the
Режущая кромка 23 с положительным углом α, как определено в этом иллюстративном варианте, позволяет срезать волокна материала рабочей детали и направлять эти волокна вниз так, чтобы эти волокна прижимались к рабочей детали и далее консолидировались между деталью и самой нижней частью головки шурупа.A
Соответственно, из описания и чертежей разных иллюстративных вариантов понятно, что одним примером преимуществ настоящего изобретения является улучшенное резание волокон, с выталкиванием волокон в направлении вниз, в отличие от направления вверх (типично именуемых противоположными направлениями вдоль осевого направления A, на фиг. 1a), которое типично для углублений с отрицательным углом режущей кромки. Таким образом, улучшенное резание шурупа способствует уменьшению количества волокон, когда головка шурупа встречается с деталью при зацеплении и ввинчивании шурупа в деталь, что повышает шансы получения улучшенного конечного результата с сохранением отделки или поверхности материала древесины.Accordingly, it will be understood from the description and drawings of various illustrative embodiments that one example of the advantages of the present invention is improved fiber cutting, pushing the fibers downward as opposed to upward (typically referred to as opposite directions along axial direction A in FIG. 1a). which is typical for recesses with a negative cutting edge angle. Thus, the improved cutting of the screw helps to reduce the amount of fiber when the screw head meets the part while engaging and driving the screw into the part, which increases the chances of obtaining an improved end result while maintaining the finish or surface of the wood material.
Типично положительный угол α режущей кромки может быть больше 0°, но меньше 90°. То есть положительный угол α режущей кромки может находиться в диапазоне 0°<α<90°. Таким образом, создается режущая кромка, сконфигурированная для оптимального резания, как описано выше. Однако следует понимать, что величина положительного угла α режущей кромки может быть другой, в зависимости от типа шурупа и/или типа детали. Поэтому, допустимо, чтобы величина положительного угла α режущей кромки была разной для разных шурупов и вариантов применения. В частности, положительный угол α режущей кромки может быть в диапазоне 2°-45°. Более конкретно, положительный угол α режущей кромки может быть в диапазоне 3°-25°, еще более конкретно, положительный угол α режущей кромки может быть в диапазоне 5°-15°. В некоторых примерах положительный угол α режущей кромки может быть в диапазоне 4°-10°. В этом примере, как показано на фиг. 1a положительный угол α режущей кромки равен приблизительно 6°.Typically, the positive cutting edge angle α may be greater than 0 ° but less than 90 °. That is, the positive cutting edge angle α may be in the range of 0 ° <α <90 °. This creates a cutting edge configured for optimal cutting as described above. However, it should be understood that the value of the positive angle α of the cutting edge may be different, depending on the type of screw and / or type of part. Therefore, it is acceptable that the value of the positive angle α of the cutting edge is different for different screws and applications. In particular, the positive cutting edge angle α can be in the range of 2 ° to 45 °. More specifically, the positive cutting edge angle α may be in the range of 3 ° to 25 °, even more specifically, the positive cutting edge angle α may be in the range of 5 ° to 15 °. In some examples, the positive cutting edge angle α may be in the range of 4 ° -10 °. In this example, as shown in FIG. 1a, the positive cutting edge angle α is approximately 6 °.
Кроме того, как указано выше, режущая кромка 23 может быть прямой, кромкой, если воображаемая линия AI определяет положительный угол резания относительно плоскости AP. Однако в некоторых иллюстративных вариантах режущая кромка 23 может быть криволинейной, если воображаемая линия AI между осевыми концевыми точками определяет положительный угол резания относительно плоскости AP.In addition, as indicated above, the
Вновь возвращаясь к фиг. 1a, область 20 режущего углубления является так называемым закрытым углублением, расположенным на периферийной поверхности 18a усеченно-конической нижней части 18. То есть, протяженность поверхности области 20 режущего углубления на периферийной поверхности усеченно-конической части определяется замкнутым контуром, включающим режущую кромку 23. Другими словами, термин "замкнутый контур" может относиться к непрерывной периферийной кромке. Контур такого типа можно создать несколькими способами. В этом иллюстративном варианте и в других возможных вариантах, например, как показано на фиг. 4 и 5, область 23 режущего углубления дополнительно определена передней областью 28. Передняя область здесь является криволинейной, создавая область режущего углубления, имеющую форму перевернутой литеры D. Как показано на чертежах, например, на фиг. 1a и 3, перевернутая D-образная форма определена криволинейной передней кромкой 30. Из этих чертеже также понятно, что что передняя кромка 30 вместе с режущей кромкой 23 определяют контур области 20 режущего углубления. Другими словами, область 20 режущего углубления типично сформирована передней областью, имеющей переднюю кромку, и задней областью, имеющей заднюю кромку (соответствующую режущей кромке).Returning again to FIG. 1a, the cutting
Кроме того, в этом примере осевая протяженность 31 области 20 режущего углубления определена противоположными осевыми концевыми точками 41 и 42. Как показано на фиг. 1a (а также на фиг. 4), осевая протяженность 31 области 20 режущего углубления определена верхней первой осевой концевой точкой 41 и нижней второй осевой концевой точкой 42. Верхняя часть 19 головки 12 не имеет никаких областей 20 режущего углубления. Таким образом, область 20 режущего углубления определяет замкнутую пустоту, если смотреть с верхней части 19 шурупа 10. Область 20 режущего углубления, которая не доходит до верхней части головки минимизирует риск транспортировки волокон в неправильном направлении, т.е., вверх (в область над верхней частью, если смотреть в осевом направлении). Волокна, выталкиваемые вверх часто приводят к отколам или трещинам на поверхности детали (настиле палубы). Кроме того, волокна, выталкиваемые вверх, часто могут оказывать негативное влияние на зацепление шурупа с деталью.In addition, in this example, the
Следует понимать, что осевая протяженность области 20 режущего углубления перевернутой D-образной формы здесь определяется верхней первой осевой концевой точкой 41 и нижней второй осевой концевой точкой 42.It should be understood that the axial extent of the inverted D-shaped
Другими словами, как показано на чертежах, например, фиг. 3, верхняя сторона головки определяет периферийную круглую непрерывную внешнюю кромку 12a. Другие детали области 20 режущего углубления будут описаны ниже со ссылками на фиг. 3 и 4.In other words, as shown in the drawings, for example, FIG. 3, the top side of the head defines a peripheral circular continuous
На фиг. 1b показан пример, когда шуруп 10 находится в зацеплении с деталью, например, настилом палубы, изготовленным из материала 25 древесины. Например, шуруп может внедряться в материал на глубину прибл. 7 мм, как определено между верхней стороной 19 шурупа и поверхностью настила палубы. В этом контексте наличие головки с по существу усеченно-конической нижней частью, помогает спрятать шуруп в материале древесины. При монтаже настила палубы иногда желательно прятать шурупы в материале.FIG. 1b shows an example where the
Как показано на фиг. 2 и 3, шуруп по иллюстративным вариантам, показанным на фиг. 1a-1t, дополнительно проиллюстрирован двумя сечениями по линиям B-B и A-A. Как показано на этих чертежах, шуруп 10 содержит множество областей 20 режущего углубления. То есть, усеченно-коническая нижняя часть 18 содержит множество областей 20 режущего углубления. Каждая из множества областей 20 режущего углубления содержит соответствующую заднюю область 22, если смотреть в направлении W вращения. Далее, каждая задняя область 22 содержит соответствующую режущую кромку 23, имеющую первую осевую концевую точку 41 и вторую осевую концевую точку 42, определяющие воображаемую линию AI. Воображаемая линия AI определяет соответствующий положительный угол α режущей кромки относительно соответствующей плоскости AP.Соответствующая плоскость AP проходит в радиальном направлении R и в осевом направлении A. Другими словами, соответствующая плоскость AP проходит в радиальном направлении R по меньшей мере от оси AC вращения ло соответствующей первой осевой концевой точки 41 и в осевом направлении A (не показанном на фиг. 2 и 3). Следует понимать, что каждое из соответствующих углублений может иметь признаки, примеры и эффекты, упомянутые в отношении примера шурупа и углублений, описанных со ссылками на фиг. 1a-1e.As shown in FIG. 2 and 3, the screw of the exemplary embodiments shown in FIGS. 1a-1t is further illustrated by two cross-sections along lines B-B and A-A. As shown in these figures, the
Дополнительно, каждая из множества областей 20 режущего углубления здесь определена соответствующим внутренним объемом 21. В этом примере множество областей 20 режущего углубления в количестве 6 областей равномерно распределено по окружности усеченно-конической нижней части 18.Additionally, each of the plurality of cutting
Возвращаясь к фиг. 2 и 3, следует отметить, что каждая из областей 20 режущего углубления проходит по существу в осевом направлении A. Далее, каждая из областей 20 режущего углубления наклонена внутрь к центральной линии (оси вращения), если смотреть в радиальном направлении R. Аналогично, каждая из режущих кромок 23 проходит по существу в осевом направлении A. Далее, каждая из режущих кромок 23 наклонена внутрь к центральной линии (оси вращения), если смотреть в радиальном направлении R.Returning to FIG. 2 and 3, it should be noted that each of the cutting
Как было указано выше, в иллюстративном варианте, показанном на фиг. 1a, 1b, 2 и 3, каждая из областей 20 режущего углубления имеет заднюю область 22, определенную задней поверхностью 22A, и переднюю область 28, определенную передней поверхностью 28A. Дополнительно, каждая из областей 20 режущего углубления имеет нижнюю область 27, определенную нижней поверхностью 27A. Типично нижняя область соединяет переднюю область и заднюю область. Другими словами, нижняя поверхность соединяет переднюю поверхность с задней поверхностью. Эти признаки также могут относиться и к примеру, описанному со ссылками на фиг. 5.As noted above, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1a, 1b, 2 and 3, each of the cutting
Кроме того, в этом иллюстративном варианте каждая из областей 20 режущего углубления имеет по существу треугольное сечение, если смотреть в направлении окружности и в радиальном направлении. По существу треугольное сечение здесь определяется передней поверхностью, нижней поверхностью и задней поверхностью. Задняя поверхность 22A (задняя область 22) по существу образует прямой угол с периферийной поверхностью 18a усеченно-конической нижней част 18. Режущая кромка сконфигурирована для генерирования эффекта резания, когда она находится в контакте с деталью при вращении шурупа, как обписано выше. Однако, следует отметить, что угол между задней поверхностью 22A и периферийной поверхностью 18a может быть разным в зависимости от желаемого эффекта резания. В некоторых примерах угол между задней поверхностью 22A и периферийной поверхностью 18a может быть острым, или даже немного тупым, если режущая кромка создает желаемый эффект резания.In addition, in this illustrative embodiment, each of the cutting
Дополнительно, как показано на фиг. 2, глубина области 20 режущего углубления возрастает от передней области 82 к задней области 22. То есть, глубина области 20 режущего углубления увеличивается от передней поверхности 28A к задней поверхности 22A.Additionally, as shown in FIG. 2, the depth of the
Кроме того, следует понимать, что каждая из областей 20 режущего углубления типично сконфигурирована для приема волокон материала детали.In addition, it should be understood that each of the cutting
Следует отметить, что максимальную глубину области (областей) 20 режущего углубления можно определить как глубину в радиальном направлении R и дополнительно определить как расстояние от номинальной периферийной поверхности 18b до нижней поверхности 27A области 20 режущего углубления. Как показано на фиг. 2, сечение по линии B-B головки 12 может содержать углубление 43 для приема приводного инструмента, выполненное с возможностью взаимодействия с приводным инструментом, например, шестилучевой отверткой. Максимальная глубина области 20 режущего углубления по существу согласована в радиальном направлении с максимальной глубиной углубления 43 для приема приводного инструмента. Это будет описано ниже.It should be noted that the maximum depth of the cutting recess region (s) 20 can be defined as the depth in the radial direction R and further defined as the distance from the nominal
Дополнительно, область (области) 20 режущего углубления шурупа типично можно считать пазом, а не областями, выступающими из номинальной периферийной поверхности усеченно-конической нижней части головки шурупа.Additionally, the region (s) 20 of the cutting recess of the screw can typically be considered a slot rather than regions protruding from the nominal peripheral surface of the frusto-tapered bottom of the screw head.
Типично, хотя и не обязательно, передняя поверхность 28A может иметь несколько искривленный контур, как показано на фиг. 3. Однако такая конструкция передней поверхности 28A не является обязательной. Поэтому в других иллюстративных вариантах шурупа передняя поверхность 28A может сужаться, наклоняясь к нижней поверхности 27A (нижней области 27).Typically, although not required, the front surface 28A may have a slightly curved contour, as shown in FIG. 3. However, such a construction of the front surface 28A is optional. Therefore, in other illustrative screw embodiments, the front surface 28A may taper towards the bottom surface 27A (bottom region 27).
Следует отметить, что размеры областей 20 режущего углубления типично выбирают в зависимости от размера и варианта установки шурупа в соответствии с иллюстративными вариантами. Поэтому, размеры области 20 режущего углубления в осевом направлении, в радиальном направлении и в направлении окружности типично выбирают с учетом размера шурупа и типа материала предполагаемой детали. Однако размеры областей 20 режущего углубления типично одинаковы для всех областей 20 режущего углубления на шурупе 10. Кроме того, распределение областей 20 режущего углубления по периферийной поверхности 18a, типично является равномерным, т.е., расстояния между соседними областями 20 режущего углубления на периферийной поверхности 18a одинаковы. Однако в некоторых иллюстративных варианта (не показаны) могут применяться и другие варианты расположения областей 20 режущего углубления.It should be noted that the dimensions of the cutting
В одном иллюстративном варианте, как показано на фиг. 4 и 5, представлен шуруп, по существу соответствующий варианту, показанному на фиг. 1a-1e и фиг. 2 и 3, за исключением того, что усеченно-коническая нижняя часть 18 головки содержит только одну область 20 режущего углубления. Таким образом, шуруп содержит потайную головку 12, имеющую верхнюю сторону 19 для приема приводного инструмента для вращения шурупа, и по существу усеченно-коническую нижнюю часть 18. Верхняя сторона выполнена с возможностью взаимодействовать с приводным инструментом. Кроме того, верхняя сторона 19 головки 12 может содержать углубление 43 для приводного инструмента, сконфигурированное для взаимодействия с приводным инструментом, например, шестилучевой отверткой. Далее, шуруп содержит стержень, проходящий от головки до острого конца. Стержень имеет резьбовой участок 15. Резьбовой участок 15 проходит по меньшей мере частично по стержню. Кроме того, усеченно-коническая нижняя часть 18 содержит одну область 20 режущего углубления, имеющую заднюю область 22, если смотреть в направлении W вращения. Как указано выше в отношении примеров, описанных со ссылками на фиг. 1-3, область 20 режущего углубления расположена на периферийной поверхности 18a усеченно-конической нижней части 18. Как показано на фиг. 4 и 5, задняя область 22 содержит режущую кромку 23, имеющую первую осевую концевую точку 41 и вторую осевую концевую точку 42, которые определяют воображаемую линию AI. Воображаемая линия AI определяет положительный угол α относительно плоскости AP, как описано выше. Шуруп, показанный на фиг. 4 и 5 может выполнять аналогичные функции и иметь те же признаки, что и иллюстративный вариант, показанный на фиг. 1a-1c и на фиг. 2 и 3. Иллюстративный вариант по фиг. 4 и 5 может монтироваться так же, что и иллюстративный вариант по фиг. 1a-1c и по фиг. 2 и 3.In one illustrative embodiment, as shown in FIG. 4 and 5, there is shown a screw substantially corresponding to the embodiment shown in FIG. 1a-1e and FIG. 2 and 3, except that the frusto-conical
Следует понимать, что количество областей 20 режущего углубления моет быть разным в зависимости от типа материала детали, и примеры, описанные выше со ссылками на чертежи, являются лишь двумя из множества возможных примеров. Таким образом, количество B областей 20 режущего углубления может быть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, или 16.It should be understood that the number of cutting
На фиг. 6a приведен схематический вид сбоку шурупа 10 по настоящему изобретению. Шуруп 10 на фиг. 6a аналогичен шурупу 10, показанному на фиг. 1a.FIG. 6a is a schematic side view of a
На фиг. 6b схематически показано сечение по линии C-C шурупа 10 по фиг. 6a. Как показано на чертеже, шуруп 10 содержит шесть областей 20 режущего углубления. Разница между шурупом 10 по фиг. 6a и шурупом 10 по фиг. 1a состоит в том, что области режущего углубления в шурупе 10 по фиг. 6a оптимизированы для приема максимального количества материала.FIG. 6b is a schematic sectional view taken along the line C-C of the
Вид в сечении по линии C-C показывает, что самая глубокая точка 45 области 20 режущего углубления и самая внутренняя точка 26 углубления 43 для приема приводного инструмента по существу выровнены. В этом конкретном варианте углубление 43 для приема приводного инструмента предназначено для приема шестилучевого инструмента. Как было указано выше, максимальная глубина области (областей) 20 режущего углубления может быть определена как максимальная глубина в радиальном направлении R, и дополнительно определена как расстояние от номинальной периферийной поверхности 18b до нижней поверхности 27A области 20 режущего углубления.A sectional view taken along line C-C shows that the deepest point 45 of the
Максимальная глубина области 20 режущего углубления по существу выровнена или по существу совпадает в радиальном направлении с максимальной глубиной углубления 43 для приема приводного инструмента, ближайшего к соответствующей области режущего углубления. Ориентация области (областей) 20 режущего углубления относительно направления вращения, таким образом, определяется положением (положениями) области (областей) 20 режущего углубления относительно углубления 43 для приема приводного инструмента. При выравнивании самых глубоких точек 45 области 20 режущего углубления и самой внутренней точки 46 углубления 43 для приема приводного инструмента можно срезать максимальное количество материала детали и транспортировать его во внутренний объем 21 области 20 режущего углубления, в то же время сохраняя требуемую прочность материала головки 12. Другим определяющим фактором размера области (областей) 20 режущего углубления является то, что наименьшая площадь поверхности сечения по линии C-C головки 12 больше, чем площадь поверхности стержня 14. Это приводит к тому, что стержень 14 структурно является самой слабой частью шурупа 10, снижая риск срезания головки 12 шурупа 10 со стержня 14. Это отношения также справедливо и для шурупа с меньшим количеством областей 20 режущего углубления, чем показано на фиг. 6a, например, шурупа по фиг. 4 и 5.The maximum depth of the
Во всех иллюстративных вариантах шурупа осевая длина режущей кромки является функцией шага резьбы резьбового участка 15. Дополнительно или альтернативно осевая длина режущей кромки является функцией хода резьбы резьбового участка 15. Таким образом, становится возможным создать шуруп с режущей кромкой, эффективная длина (т.е., осевая длина области 20 режущего углубления) которой соответствует всей внешней периферии волокон, срезаемых при вращении и проникновении шурупа в деталь 25.In all exemplary screw embodiments, the axial cutting edge length is a function of the thread pitch of the threaded
Настоящее изобретение также охватывает все возможные комбинации желательных аспектов, вариантов, альтернатив и иллюстративных вариантов изобретения. Кроме того, изобретение не ограничено вышеописанными аспектами или примерами, но естественно применимо к другим аспектам и иллюстративным вариантам в пределах объема приложенной формулы. Ссылочные позиции, упомянутые в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие предмет, защищаемый формулой и единственной их функцией является облегчение понимания формулы изобретения.The present invention also encompasses all possible combinations of desirable aspects, variations, alternatives, and illustrative embodiments of the invention. In addition, the invention is not limited to the above-described aspects or examples, but is naturally applicable to other aspects and illustrative variations within the scope of the appended claims. Reference numbers mentioned in the claims should not be construed as limiting the subject matter protected by the claims and their sole function is to facilitate understanding of the claims.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1651376-4 | 2016-10-19 | ||
SE1651376A SE541064C2 (en) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | Screw for engagement with wood or similar composite material |
PCT/SE2017/051019 WO2018074972A1 (en) | 2016-10-19 | 2017-10-16 | Screw for engagement with wood or similar composite material |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019115116A RU2019115116A (en) | 2020-11-24 |
RU2019115116A3 RU2019115116A3 (en) | 2021-01-15 |
RU2744697C2 true RU2744697C2 (en) | 2021-03-15 |
Family
ID=62018825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115116A RU2744697C2 (en) | 2016-10-19 | 2017-10-16 | Screw for engagement with wood or other composites |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3529505A4 (en) |
RU (1) | RU2744697C2 (en) |
SE (1) | SE541064C2 (en) |
WO (1) | WO2018074972A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1026277B1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-12-17 | Pgb Int Nv | RENEWED FLAT SCREW |
DE102019112570A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | Fischerwerke Gmbh & Co. Kg | screw |
TWI717205B (en) * | 2020-02-03 | 2021-01-21 | 慶達科技股份有限公司 | Screw head |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3903784A (en) * | 1972-01-03 | 1975-09-09 | Anchor Bolt And Screw Company | Self-countersinking fastener head |
US8348573B2 (en) * | 2010-03-18 | 2013-01-08 | Essence Method Refine Co., Ltd. | Versatile fastener |
RU2472984C2 (en) * | 2007-09-13 | 2013-01-20 | Фишерверке Гмбх Унд Ко. Кг | Mounting screw and fastening system with hollow chamber profile |
US8757949B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-06-24 | Craig Stanley Harvey | Self counter-sinking fastener |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999017908A1 (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-15 | Fcd (Holdings) Pty. Limited | A tool and countersinking screw |
DE102006023708B3 (en) * | 2006-05-19 | 2007-10-18 | Ludwig Hettich & Co. | Countersunk head screw for fastening e.g. wood, has cylindrical shank, and conical countersunk head with two edges provided at lower side, where edges mark end of partial surfaces lying on lower side |
US8858145B2 (en) * | 2012-12-26 | 2014-10-14 | Taiwan Shan Yin International Co., Ltd. | Fastener capable of speedily screwing |
CA2833847C (en) * | 2013-11-20 | 2019-03-05 | Shu-Chin Huang | Screw capable of easily drilling holes and dregs removing |
EP3002468A1 (en) * | 2014-10-02 | 2016-04-06 | Schencho Industrial Co., Ltd | Self-drilling screw |
TW201632744A (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-16 | 寬仕工業股份有限公司 | Screw for avoiding splits and burrs |
-
2016
- 2016-10-19 SE SE1651376A patent/SE541064C2/en unknown
-
2017
- 2017-10-16 RU RU2019115116A patent/RU2744697C2/en active
- 2017-10-16 WO PCT/SE2017/051019 patent/WO2018074972A1/en active Search and Examination
- 2017-10-16 EP EP17862952.3A patent/EP3529505A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3903784A (en) * | 1972-01-03 | 1975-09-09 | Anchor Bolt And Screw Company | Self-countersinking fastener head |
RU2472984C2 (en) * | 2007-09-13 | 2013-01-20 | Фишерверке Гмбх Унд Ко. Кг | Mounting screw and fastening system with hollow chamber profile |
US8757949B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-06-24 | Craig Stanley Harvey | Self counter-sinking fastener |
US8348573B2 (en) * | 2010-03-18 | 2013-01-08 | Essence Method Refine Co., Ltd. | Versatile fastener |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018074972A1 (en) | 2018-04-26 |
RU2019115116A (en) | 2020-11-24 |
SE541064C2 (en) | 2019-03-26 |
SE1651376A1 (en) | 2018-04-20 |
RU2019115116A3 (en) | 2021-01-15 |
EP3529505A4 (en) | 2020-07-15 |
EP3529505A1 (en) | 2019-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2198832C (en) | Self counter-sinking screw | |
RU2744697C2 (en) | Screw for engagement with wood or other composites | |
KR102238236B1 (en) | Screw | |
CA3072757C (en) | Sheet metal screw | |
US6520055B1 (en) | Screwdriver or screwdriver attachment | |
EP3899292B1 (en) | Screw with milling-ribs for countersinking the screw and use of the screw | |
TW201943969A (en) | Screw-type fastener for concrete and hurricane resistance applications | |
CA3113635A1 (en) | Fastener with continuous detent region | |
WO2020005458A1 (en) | Screw-type fastener for cement board | |
CN111316005B (en) | Screw with conical screw head, use of a screw, and method for driving a screw into a countersunk hole | |
WO2019086091A1 (en) | Screw with tapered screw-head, use of a screw and a method for countersinking the screw | |
US20190219091A1 (en) | Self-Drilling Screw | |
US11391314B2 (en) | Screw with cutting slots | |
CN112292538A (en) | Screw nail | |
JP6177838B2 (en) | screw | |
EP3569878B1 (en) | Flat-headed screw | |
TWM511559U (en) | Screw | |
NZ758521A (en) | A Screw | |
TWI728013B (en) | Improved wood screw | |
EP3121462B1 (en) | Screw | |
DK181387B1 (en) | Screw and its use for fastening a panel onto a wooden support structure | |
TWI701391B (en) | Screw | |
DK181446B1 (en) | Screw and its use for fastening a panel onto a wooden support structure | |
WO2020125890A1 (en) | Screw with milling-ribs for countersinking the screw and use of the screw | |
EP4103854A1 (en) | A multipurpose screw |