RU2774791C1 - Shortened fastener with locally adjustable thread height - Google Patents
Shortened fastener with locally adjustable thread height Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774791C1 RU2774791C1 RU2021120252A RU2021120252A RU2774791C1 RU 2774791 C1 RU2774791 C1 RU 2774791C1 RU 2021120252 A RU2021120252 A RU 2021120252A RU 2021120252 A RU2021120252 A RU 2021120252A RU 2774791 C1 RU2774791 C1 RU 2774791C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- contour
- standard
- fastener
- outer diameter
- Prior art date
Links
- 239000000789 fastener Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 8
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 claims description 30
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 claims description 9
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 28
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019525 fullness Nutrition 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область изобретенияField of invention
Настоящее изобретение относится, по существу, к резьбовым крепежным элементам, таким как винты и болты и, более конкретно, к переходной резьбе на переднем конце спиральной линии резьбы.The present invention relates per se to threaded fasteners such as screws and bolts, and more particularly to thread transitions at the leading end of a helical thread line.
ПредпосылкиPrerequisites
В патенте US 5,836,731 раскрывается крепежный элемент, защищенный от завинчивания с перекосом, и этот документ полностью включен в настоящее описание. На фиг. 1 показан вид сбоку известного крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом, в котором спиральная линия резьбы отличается от большинства резьб крепежных элементов тем, что спиральная линия имеет четыре последовательных контура, вместо стандартного контура резьбы на всей длине винтовой линии. Эти четыре контура включают (в перечислении от головки крепежного элемента к его переднему концу): (i) контур 10 стандартной, соответствующий ISO резьбы, которая проходит вокруг стержня крепежного элемента на большинстве витков спирали, и количество витков определяется необходимостью достижения требуемой функциональной длины резьбы; (ii) контур 20 переходной резьбы, прилегающий к стандартному контуру; (iii) контур 30, защищающий от завинчивания с перекосом, имеющий радиусный профиль, как описано в патенте US 5,836,731 и длиной приблизительно один полный виток спирали, и (iv) контур 40 витков начального зацепления, длина которого составляет от одной восьмой витка до нескольких витков спирали и задачей которого является направление спирали резьбы в сопряжение с ответной внутренней резьбой. В патенте US 9,644,664, полностью включенном в настоящее описание, описан контур витков 40 начального зацепления который улучшает защиту крепежного элемента от завинчивания с перекосом. В патенте США 6,561,741, полностью включенном в настоящее описание, описан контур 40 витков начального зацепления, улучшающий начальное зацепление для выравнивания крепежного элемента. Контур 40 витков начального зацепления также может иметь другие, менее идеальные профили. Крепежные элементы с защитой от завинчивания с перекосом и от фальшивой резьбы имеются на рынке под торговыми наименованиями MAThread® и MATpoint®.US Pat. No. 5,836,731 discloses an anti-twist fastener and this document is incorporated herein in its entirety. In FIG. 1 is a side view of a prior art anti-twist fastener in which the helical thread line differs from most fastener threads in that the helical line has four successive contours instead of the standard thread contour over the entire length of the helix. The four loops are (listed from the head of the fastener to its front end): (i) a loop of 10 standard ISO threads that runs around the fastener shank on most of the turns of the helix, and the number of turns is determined by the need to achieve the required functional thread length; (ii) a
Контур 20 переходной резьбы выполняет две главные функции: (i) формировать плавный переход между контуром 10 стандартной резьбы ISO и контуром 30, защищающим от завинчивания с перекосом, и (ii) не создавать помехи и не создавать неправильного контакта с внутренней резьбой во время свинчивания. Обе эти функции являются не структурными и не требуют стандартной резьбы с полной высотой.The
Для выполнения первой функции контур 20 переходной резьбы имеет один конец, плавно переходящий в контур 10 стандартной резьбы ISO, и другой конец, плавно переходящий в радиальный профиль контура 30, защищающего от завинчивания с перекосом. Высота контура 30, защищающего от завинчивания с перекосом равна приблизительно половине высоты стандартного контура 10 резьбы ISO. Контур 20 переходной резьбы должен обеспечивать плавный переход между этими высотами резьб.To perform the first function, the
Для выполнения второй функции контур 20 переходной резьбы имеет уменьшающуюся на его длине высоту. На фиг. 2 показано сечение двух соседних резьб крепежного элемента по продольной оси стержня 14 крепежного элемента. Эти резьбы имеют стандартные части. Например, контур 10 стандартной резьбы ISO имеет впадины 11, боковые поверхности 12 и вершину 13, при этом угол боковых поверхностей 12 резьбы составляет приблизительно шестьдесят градусов. Боковые поверхности 12 являются плоскими и проходят от впадин 11 до вершины 13. Контур 10 стандартной резьбы ISO является самым высоким контуром резьбы с наружным диаметром 16 стандартной резьбы. Контур 30, защищающий от завинчивания с перекосом, имеет высоту, равную приблизительно половине высоты, имея наружный диаметр 36, поэтому между высотами резьб имеется разница 62. Контур 20 переходной резьбы должен определять переход не задевая внутреннюю резьбу охватывающего крепежного элемента, когда она входит в зацепление с контуром 40 витков начального зацепления и с контуром 30, защищающим от завинчивания с перекосом.To perform the second function, the
На фиг. 3A-3H приведена последовательность сечений контура 20 переходной резьбы, когда эта резьба огибает стержень 14 крепежного элемента. На этих чертежах прямая линия 61 проходит через вершины контура 20 переходной резьбы для иллюстрации постоянного уменьшения высоты по мере того, как спираль резьбы огибает стержень 14. Контур 20 переходной резьбы смешивается или сливается с контуром 10 стандартной резьбы ISO (см. фиг. 3A) и профилем 30, защищающим от завинчивания с перекосом (см. фиг. 3H). По мере того как уменьшается высота стандартного участка 21 контура 20 переходной резьбы, все большая и большая часть участка 22, защищающего от завинчивания с перекосом выступает для формирования боковых поверхностей 12 во впадинах 11. Контур 20 переходной резьбы сначала появляется как чуть более короткий профиль стандартной резьбы (см. фиг. 3B), где боковые поверхности 12 расположены под такими же углами, а ширина вершины 13 такая же, что и в контуре 10 стандартной резьбы ISO. Разница заключается в том, что этот профиль сдвинут вниз, поэтому резьба становится короче, а ширина между впадинами 11 уже. На фиг. 3D участок 21 стандартной резьбы еще больше сдвинут вниз так, что контур 20 переходной резьбы становится еще короче. Кроме того, при сдвинутом вниз стандартном участке 21 участок 22, защищающий от завинчивания с перекосом, вздувается для формирования боковых поверхностей рядом с впадинами 11. На фиг. 3E стандартный участок 21 сдвинут вниз еще дальше так, что контур 20 переходной резьбы становится еще более коротким и участок 22, защищающий от завинчивания с перекосом, образует еще большую часть боковых поверхностей 12 рядом с впадинами 11. На фиг. 3F участок 22, защищающий от завинчивания с перекосом доминирует, а стандартный участок 21 образует вершину в верхней части контура 20 переходной резьбы. На фиг. 3F контур 20 переходной резьбы аналогичен показанному на фиг. 3G за исключением того, что вершина стандартного участка 21, выступающая из верхней части участка 22, защищающего от завинчивания с перекосом, становится еще более коротким и узким. Важно, как показано на фиг. 3B-3G, что вершина 13 на верхней части стандартного участка 21 сохраняет одну и ту же ширину, а боковые поверхности 12 стандартного участка 21 сохраняют углы наклона.In FIG. 3A-3H show a sequence of sections of the
На фиг. 4A-4H представлена последовательность сечений другого известного контура 20 переходной резьбы по мере того как он огибает стержень 14 крепежного элемента. Вместо сдвига стандартного участка 21 вниз, контур 20 переходной резьбы увеличивает углы боковых поверхностей 12 стандартного участка 21. Контур 20 переходной резьбы сначала появляется как немного более короткий профиль стандартной резьбы (фиг. 4B), где ширина вершины 13 равна ширине в контуре 11 стандартной резьбы ISO, но боковые поверхности 12 расположены под углом немного шире так, чтобы проходить до впадин 11. На фиг. 4C-4E контур 20 переходной резьбы укорачивается за счет сохранения ширины вершины 13 одинаковой, и более широкого наклона боковых поверхностей 12 на протяжении до впадин 11. На фиг. 4F высота контура 20 переходной резьбы продолжает укорачиваться так, что выпучивается участок 22 защиты от завинчивания с перекосом, образуя боковые поверхности на впадинах 11 и боковые поверхности 12 стандартного участка 21 расширяются для перехода в контур участка 22 защиты от завинчивания с перекосом. На фиг. 4G участок 22 защиты от завинчивания с перекосом доминирует, при этом имеется лишь небольшой выступ с вершиной 13 в верхней части, очень широкие боковые поверхности 12 переходят в контур 22 защиты от завинчивания с перекосом.In FIG. 4A-4H show a sequence of sections of another known
Известные контуры 20 переходной резьбы для осуществления такого перехода изменяются между наложенными контурами, показанными на фиг. 3B-3G и более плавно переходящими контурами, показанными на фиг. 4B-4G. Любая форма между этими контурами адекватна для выполнения функции перехода.Known
Вторая функция контура переходной резьбы, т.е. не допускать столкновения с внутренней резьбой при использовании, может выполняться с помощью высоты резьбы, которая никогда не бывает столь большой на протяжении всей длины резьбы, чтобы она могла сталкиваться с внутренней резьбой охватывающего крепежного элемента и/или заедать на ней во время торцевого биения охватываемого крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом. Уменьшение высоты по существу с линейной скоростью, по мере продвижения витка по спирали от полной высоты резьбы до резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, дает удовлетворительные результаты. Например, использовалась метрическая переходная резьба M8×1,5g с постоянной скоростью уменьшения высоты, равной прибл. 0,0015 мм на градус вращения спирали. На фиг. 3A-3H и 4A-4H прямая 61 проходит через вершины контура 20 переходной резьбы для иллюстрации постоянства уменьшения высоты по мере того, как спираль огибает стержень 14. Применялся контур 20 переходной резьбы с длиной от четверти витка (90 градусов) до одного с четвертью витка (450 градусов).The second function of the transition thread contour, i.e. prevent collision with female threads in use, can be done with a thread height that is never so high over the length of the thread that it can collide with and/or seize the female threads of the female fastener during runout of the male fastener anti-twist element. Decreasing the height at a substantially linear rate as the helix progresses from the full height of the thread to the anti-torsion thread gives satisfactory results. For example, a M8×1.5g metric adapter thread was used with a constant height reduction rate of approx. 0.0015 mm per degree of helix rotation. In FIG. 3A-3H and 4A-4H, a straight 61 passes through the crests of the via
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Таким образом, существует потребность в улученном крепежном элементе с защитой от завинчивания с перекосом.Thus, there is a need for an improved anti-twist fastener.
Согласно аспектам настоящего изобретения, предлагается крепежный элемент с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, содержащий: по существу круглый стержень, имеющий передний конец и конец, к которому прилагается крутящий момент, и множество наружных резьб, проходящих вокруг окружности стержня, при этом множество наружных резьб содержит: стандартную резьбу вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур стандартной резьбы, причем ширина и угол подъема стандартной резьбы обеспечивают возможность зацепления с соответствующей внутренней резьбой, причем наружный диаметр стандартной резьбы находится между нижним пределом наружного диаметра и верхним пределом наружного диаметра; переходную резьбу вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур переходной резьбы с шириной и углом подъема, аналогичным ширине и углу подъема стандартной резьбы, что позволяет обеспечивать зацепление с соответствующей внутренней резьбой; резьбу, защищающую от завинчивания с перекосом, проходящую вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом и наружный диаметр, выполненный с возможностью способствования выравниванию крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом относительно крепежным элементом с внутренней резьбой; и резьбу начального зацепления вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур резьбы начального зацепления, причем контур переходной резьбы имеет высоту, которая переходит от нижнего предела наружного диаметра стандартной резьбы к наружному диаметру резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом.According to aspects of the present invention, there is provided an anti-twist male threaded fastener, comprising: a substantially circular shank having a front end and a torque end, and a plurality of external threads extending around the circumference of the shank, wherein a plurality external threads contains: a standard thread around at least part of the circumference of the rod and having the contour of a standard thread, and the width and angle of the standard thread provide the possibility of engagement with the corresponding internal thread, and the outer diameter of the standard thread is between the lower limit of the outer diameter and the upper limit of the outer diameter ; a transition thread around at least a portion of the circumference of the shaft and having a transition thread contour with a width and lead angle similar to the width and lead angle of a standard thread, which allows engagement with the corresponding internal thread; an anti-torque thread extending around at least a portion of the circumference of the stem and having an anti-torque thread contour and an outer diameter configured to help align the male anti-torque fastener relative to the fastener with internal thread; and an initial engagement thread around at least a portion of the circumference of the shank and having an initial engagement thread contour, wherein the adapter thread contour has a height that transitions from the lower limit of the outside diameter of the standard thread to the outside diameter of the anti-skew thread.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается крепежный элемент с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, содержащий: по существу круглый стержень, имеющий передний конец, конец, к которому прилагается крутящий момент, и множество наружных резьб, проходящих вокруг окружности стержня, при этом множество наружных резьб содержит: стандартную резьбу вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур стандартной резьбы, определенный впадинами, плоской вершиной и плоскими боковыми поверхностями проходящими от впадин до вершины, и углом подъема резьбы, равным прибл. шестидесяти градусам, причем наружный диаметр стандартной резьбы находится между нижним пределом наружного диаметра и верхним пределом наружного диаметра; переходную резьбу, образующую непрерывную спираль со стандартной резьбой вокруг по меньшей мере части окружности стержня и содержащую контур переходной резьбы, определенный впадинами, плоской вершиной и плоскими боковыми поверхностями, проходящими от впадин до вершины и с углом подъема резьбы, равным прибл. шестидесяти градусам; резьбу, защищающую от завинчивания с перекосом, образующую непрерывную спираль с переходной резьбой вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, и наружный диаметр, выполненный с возможностью способствовать выравниванию крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом относительно крепежного элемента с внутренней резьбой; и резьбу начального зацепления, образующую непрерывную спираль с резьбой, защищающей от завинчивания с перекосом, вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющую контур резьбы начального зацепления, причем вершина конура переходной резьбы расширяется, а высота переходной резьбы уменьшается по мере того, как контур переходной резьбы переходит от контура стандартной резьбы к конуру резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом.According to another aspect of the present invention, there is provided an anti-skew male threaded fastener, comprising: a substantially circular shank having a front end, an end to which a torque is applied, and a plurality of external threads extending around the circumference of the shank, wherein a plurality external threads contains: a standard thread around at least part of the circumference of the rod and having a standard thread contour defined by troughs, a flat top and flat flanks extending from the troughs to the top, and a thread helix equal to approx. sixty degrees, and the outer diameter of the standard thread is between the lower limit of the outer diameter and the upper limit of the outer diameter; a transition thread that forms a continuous helix with a standard thread around at least a portion of the circumference of the shank and contains a contour of the transition thread defined by troughs, a flat top, and flat side surfaces extending from the troughs to the top and with a helix angle of approx. sixty degrees; an anti-torque thread that forms a continuous helix with a transition thread around at least a portion of the circumference of the shank and has an anti-torque thread contour and an outside diameter configured to assist in alignment of a male anti-torque fastener skewed relative to the fastener with internal thread; and an initial engagement thread forming a continuous helix with anti-twist threads around at least a portion of the circumference of the shaft and having an initial engagement thread contour, wherein the apex of the contour of the transition thread expands and the height of the transition thread decreases as the contour of the transition thread The thread contour changes from the contour of a standard thread to the contour of a thread protecting against misalignment.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предлагается крепежный элемент с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, содержащий: по существу круглый стержень, имеющий передний конец, конец, к которому прилагается крутящий момент, и множество наружных резьб, содержащих: стандартную резьбу вокруг по меньшей мере части окружности стержня и имеющая контур стандартной резьбы, определенный впадинами на минимальном диаметре, плоской вершиной на наружном диаметре, и плоскими боковыми поверхностями, проходящими от впадин до плоской вершины, имеющий ширину на среднем диаметре резьбы, и угол подъема, равный приблизительно шестидесяти градусам, причем наружный диаметр стандартной резьбы находится между нижним пределом наружного диаметра и верхним пределом наружного диаметра; переходную резьбу, образующую непрерывную спираль со стандартной резьбой вокруг по меньшей мере части окружности стержня и содержащую контур переходной резьбы, определенный впадинами, плоской вершиной и плоскими боковыми поверхностями, проходящими от впадин до вершины, и угол подъема, равный приблизительно шестидесяти градусам, и высоту, не превышающую нижний предел наружного диаметра контура стандартной резьбы, причем переходная резьба проходит на менее приблизительно пять восьмых витка (255 градусов) вокруг стержня; и резьбу, защищающую от завинчивания с перекосом, образующую непрерывную спираль с переходной резьбой вокруг по меньше мере части окружности стержня и имеющую контур резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, имеющей наружный диаметр, приблизительно равный среднему диаметру стандартной резьбы, причем контур резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, имеет форму, определяемую кривой, проходящей от кривой во впадине приблизительно до наружного диаметра.According to still another aspect of the present invention, there is provided an anti-skew male threaded fastener comprising: a substantially circular shank having a front end, an end to which a torque is applied, and a plurality of external threads comprising: a standard thread around a at least part of the shank circumference and having a standard thread contour defined by the troughs at the minimum diameter, the flat top at the outside diameter, and the flat flanks extending from the troughs to the flat top, having a width at the mean thread diameter, and a lead angle of approximately sixty degrees , and the outer diameter of the standard thread is between the lower limit of the outer diameter and the upper limit of the outer diameter; a transition thread forming a continuous spiral with a standard thread around at least a portion of the circumference of the rod and containing the contour of the transition thread, defined by troughs, a flat top and flat side surfaces extending from the troughs to the top, and a lead angle of approximately sixty degrees, and a height, not exceeding the lower limit of the outer diameter of the standard thread contour, and the adapter thread extends less than about five-eighths of a turn (255 degrees) around the shaft; and an anti-torque thread forming a continuous helix with a transition thread around at least a portion of the circumference of the shank and having an anti-torque thread contour having an outer diameter approximately equal to the mean diameter of a standard thread, wherein the contour of the anti-torque thread screwing with a misalignment, has a shape defined by a curve extending from the curve in the cavity to approximately the outer diameter.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Более полное понимание настоящего изобретения дает нижеследующее описание в сочетании с приложенным чертежами, где:A more complete understanding of the present invention gives the following description in conjunction with the attached drawings, where:
Фиг. 1 - вид сбоку известного охватываемого крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом.Fig. 1 is a side view of a known male fastener with skew protection.
Фиг. 2 - сечение стандартной резьбы и резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом охватываемого крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом, показанного на фиг. 1.Fig. 2 is a cross-sectional view of the standard and anti-torque threads of the male anti-torque fastener shown in FIG. one.
Фиг. 3A-3H - серия последовательных сечений контура переходной резьбы по мере ее продвижения вокруг стержня крепежного элемента от стандартной резьбы к резьбе, защищающей от завинчивания с перекосом.Fig. 3A-3H are a series of successive sections of the contour of the transition thread as it progresses around the fastener shank from the standard thread to the anti-skew thread.
Фиг. 4A-4H - серия последовательных сечений контура переходной резьбы по мере ее продвижения вокруг стержня крепежного элемента от стандартной резьбы к резьбе, защищающей от завинчивания с перекосом.Fig. 4A-4H are a series of successive sections of the contour of the transition thread as it progresses around the fastener shank from the standard thread to the anti-skew thread.
Фиг. 5 - продольное сечение резьбонакатной плашки и крепежного элемента с резьбой, защищающей от завинчивания с перекосом, обрабатываемого в резьбонакатной плашке.Fig. 5 is a longitudinal section of a thread rolling die and a fastener with anti-twisting threads machined in the thread rolling die.
Фиг. 6 - сечение резца для нарезания канавки для накатки резьбы в резьбонакатной плашке.Fig. 6 - section of a cutter for cutting grooves for thread rolling in a thread rolling die.
Фиг. 7A - сечение контура стандартной резьбы ISO накатываемой в канавке резьбонакатной плашки.Fig. 7A is a sectional view of an ISO standard thread outline of a grooved thread rolling die.
Фиг. 7B - сечение контура переходной резьбы, накатываемой в канавке резьбонакатной плашки.Fig. 7B is a sectional view of the contour of a transition thread being rolled into a groove of a thread rolling die.
Фиг. 8A и 8B - вид с торца и вид сбоку, соответственно, известного крепежного элемента с резьбой, защищающей от завинчивания с перекосом, имеющего длинную переходную резьбу.Fig. 8A and 8B are an end view and a side view, respectively, of a prior art anti-skew threaded fastener having a long transition thread.
Фиг. 9 - сечение контура переходной резьбы по настоящему изобретению.Fig. 9 is a cross-sectional view of the transition thread contour according to the present invention.
Фиг. 10 - сечение трех витков резьбы крепежного элемента, накатываемых в трех соседних канавках резьбонакатной плашки для формирования стандартной резьбы, наружный диаметр которой находится на верхнем пределе наружного диаметра.Fig. 10 is a cross-sectional view of three fastener threads rolled in three adjacent grooves of a thread rolling die to form a standard thread whose outside diameter is at the upper limit of the outside diameter.
Фиг. 11A и 11B - виды с торца и сбоку охватываемого крепежного элемента с резьбой, защищающей от завинчивания с перекосом, по настоящему изобретению.Fig. 11A and 11B are end and side views of a male anti-torsion threaded fastener of the present invention.
Фиг. 12A и 12B - виды с торца и сбоку охватываемого крепежного элемента с резьбой, защищающей от завинчивания с перекосом, по настоящему изобретению.Fig. 12A and 12B are end and side views of a male anti-torsion threaded fastener of the present invention.
Фиг. 13A-13D - сечения переходной резьбы, взятые в положениях, показанных на фиг. 13E.Fig. 13A-13D are sectional views of the transitional threads taken at the positions shown in FIG. 13E.
Фиг. 13E - вид с торца среза охватываемого крепежного элемента на контуре переходной резьбы.Fig. 13E is an end cut view of a male fastener on a transition thread contour.
Хотя в настоящее изобретение могут быть внесены различные изменения, и оно может принимать различные альтернативные формы, на чертежах показаны и подробно описаны конкретные иллюстративные варианты. Следует понимать, однако, что приведенное описание этих конкретных иллюстративных вариантов не ограничивает настоящее изобретение конкретными описанными формами, но изобретение охватывает все модификации и эквиваленты, определенные в приложенной формуле.While the present invention may be subject to various changes and may take various alternative forms, the drawings show and describe in detail specific illustrative embodiments. It should be understood, however, that the foregoing description of these specific illustrative embodiments does not limit the present invention to the specific forms described, but the invention embraces all modifications and equivalents as defined in the appended claims.
Подробное описаниеDetailed description
Согласно идее настоящего изобретения можно создавать более короткие крепежные элементы, в которых сохраняется зацепление резьб и функциональность защиты от завинчивания с перекосом.According to the idea of the present invention, it is possible to create shorter fasteners that retain thread engagement and anti-twist functionality.
Аспекты настоящего изобретения относятся к проблеме "фиксированной" длины контура переходной резьбы на винтовой линии резьбы на крепежном элементе с защитой от завинчивания с перекосом. К аспектам настоящего изобретения относится и способ уменьшения длины контура переходной резьбы на винтовой линии резьбы на крепежном элементе с защитой от завинчивания с перекосом, сохраняя полную функциональность защиты от завинчивания с перекосом. Aspects of the present invention address the issue of a "fixed" length contour of a transition thread on a thread helix on an anti-twist fastener. Also related to aspects of the present invention is a method of reducing the length of the contour of a transition thread on a thread helix on an anti-torque fastener while maintaining the full functionality of the anti-torque.
Длина контура переходной резьбы ранее считалась "фиксированной", поскольку переход высоты идеально может быть достигнут на расчетной длине хода по винтовой линии резьбы. На практике длина контура переходной резьбы больше, чем расчетная идеальная длина, поскольку невозможно получить эту идеальную длину, используя современные способы производства и изготовления. Эта аномальность вызвана двумя обстоятельствами; 1) применение самой резьбонакатной плашки должно иметь собственные допуски, и 2) использование процесса, который должен учитывать допуски на высоту резьбы.The contour length of the thread transition was previously considered "fixed", since the height transition can ideally be achieved at the calculated length of the thread helix. In practice, the length of the transition thread contour is greater than the calculated ideal length, since it is impossible to obtain this ideal length using modern production and manufacturing methods. This anomaly is caused by two circumstances; 1) the application of the thread rolling die itself must have its own tolerances, and 2) the use of a process that must take into account thread height tolerances.
Из-за этих ограничений канавка в резьбонакатной плашке, которая используется для формирования контура переходной резьбы на винтовой линии резьбы должна быть длиннее и глубже чем необходимо для формирования на крепежном элементе винтообразного уклона требуемой длины. Такая дополнительная длина канавки в плашке требует дополнительного "пространства" в плашке, которое теряется, поскольку не используется для достижения необходимого изменения высоты контура переходной резьбы, которую накатывает плашка во время накатки резьбы. По существу, более длинный чем нужно линейный переход в плашке приводит к более длинному спиральному переходу, сформированному на винтовой линии крепежного элемента.Because of these limitations, the groove in the thread rolling die that is used to form the contour of the transition thread on the thread helix must be longer and deeper than necessary to form the required length of helical taper on the fastener. This extra groove length in the die requires additional "space" in the die, which is wasted because it is not used to achieve the desired change in the contour height of the adapter thread that the die rolls during thread rolling. As such, a longer than necessary linear transition in the die results in a longer helical transition formed on the helix of the fastener.
Резьбонакатную плашку для крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом можно сформировать, используя стандартную резьбовую фрезу и прорезая последовательность линейных канавок в поверхности резьбонакатной плашки. Когда каждая индивидуальная фреза достигает определенной точки, ее режущая поверхность отводится от детали (плашки) с постоянной скоростью по мере того как фреза продолжает перемещаться по прямой поперек поверхности плашки. Прорезанная таким образом канавка в поверхности плашки является линейной на постоянной глубине на конечной длине, затем наклоняется вверх и выходит из плашки. Таким образом сформированный угол на дне канавки за счет отвода фрезы согласуется со скоростью роста, желаемого для контура переходной резьбы, формируемого в винтовой линии крепежного элемента, которую будет накатывать эта плашка. Скорость роста контура переходной резьбы показан на фиг. 3A-3H и 4A-4H линией 61, проходящей через вершины секций резьбы. Идеальный линейный угол на дне канавки плашки дает контур переходной резьбы, равный приблизительно три четверти витка (270 градусов) винтовой линии на длине, при накатке на крепежном элементе.A thread rolling die for an anti-skew fastener can be formed using a standard thread mill and cutting a series of linear grooves into the surface of the thread rolling die. When each individual cutter reaches a certain point, its cutting surface retracts from the workpiece (die) at a constant speed as the cutter continues to move in a straight line across the surface of the die. The groove cut in this way in the surface of the die is linear at a constant depth over a finite length, then slopes upwards and exits the die. The angle thus formed at the bottom of the groove, due to the retraction of the cutter, is consistent with the growth rate desired for the contour of the transition thread formed in the helix of the fastener that this die will roll. The growth rate of the transition thread contour is shown in Fig. 3A-3H and 4A-4H by
Наклонный участок канавок в плашке, который формирует контур переходной резьбы должен, фактически, быть длиннее и глубже, чем расчетная идеальная длина контура переходной резьбы из-за допусков самой резьбонакатной плашки и допусков на высоту резьбы. При наличии более длинных и боле глубоких канавок в плашке, эти канавки не полностью заполняются металлом при формировании вершины резьбы в их самых глубоких точках, и канавки являются более узкими чем стандартная полная резьба на всей длине подъема в плашке. Эти факторы участвуют в формировании контура переходной резьбы, который не имеет боковых поверхностей резьбы на той же ширине и полноте, что и у стандартной резьбы. В частности, на всей длине подъема в канавке плашки винтовая линия контура переходной резьбы, накатанная на крепежном элементе контуром плашки технически не способна зацепляться с боковыми поверхностями стандартной внутренней резьбы. Даже если требуемое изменение высоты может быть получено на требуемых трех четвертях витка (270 градусов) винтовой линии, контур переходной резьбы продолжается на некотором расстоянии за этой длиной как резьбы полной высоты, но с более узкими боковыми поверхностями по сравнению с полной стандартной резьбой. Поскольку основной задачей переходной резьбы является создание перехода от высоты стандартной резьбы ISO к высоте резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, контур переходной резьбы имеет некоторый участок на совей длине, на котором не требуется изменение высоты.The slant portion of the grooves in the die that forms the contour of the threaded adapter must, in fact, be longer and deeper than the calculated ideal length of the contour of the threaded thread due to the tolerances of the thread rolling die itself and the thread height tolerances. With longer and deeper grooves in the die, these grooves are not completely filled with metal when forming the thread tip at their deepest points, and the grooves are narrower than standard full threads over the entire lead length in the die. These factors contribute to the formation of a transition thread contour that does not have thread flanks at the same width and fullness as a standard thread. In particular, over the entire length of the rise in the groove of the die, the helical line of the contour of the transitional thread, knurled on the fastener by the contour of the die, is technically not capable of engaging with the side surfaces of the standard internal thread. Even though the required change in height can be obtained on the required three-quarter turn (270 degrees) of the helix, the contour of the transition thread continues for some distance beyond this length as full height threads, but with narrower flanks than full standard threads. Because the main purpose of a transition thread is to create a transition from the height of a standard ISO thread to the height of the anti-skew thread, the contour of the transition thread has some area along its length where a change in height is not required.
На чертежах показаны детали иллюстративных вариантов. Одинаковые элементы на чертежах представлены одними и теми же позициями.The drawings show details of exemplary embodiments. The same elements in the drawings are represented by the same reference numbers.
На фиг. 5 показан вид сбоку в сечении резьбонакатной плашки 60 и крепежного элемента 50 с защитой от завинчивания с перекосом. Сечение проведено по центру резьбонакатной канавки 63 в резьбонакатной плашке 60. Для иллюстрации согласования между плашкой 60 и винтовой линией крепежного элемента, которою она накатывает, крепежный элемент 50 с защитой от завинчивания с перекосом показан с "выпрямленной" винтовой линией резьбы так, что и линейная канавка плашки, и нормально изогнутая вершина винтовой линии резьбы показаны как линейный подъем, а не изогнутая винтовая линия, которую в реальности видно крепежном элементе, прошедшем обработку такой плашкой. Канавка 63 накатки резьбы имеет участок 64 постоянной глубины и наклонный участок 65. Резьбонакатная канавка 63 переходит от участка 64 постоянной глубины в наклонный участок 65 в точке 66 перехода, а наклонный участок 65 заканчивается в конечной точке (не показана) на пересечении с прорезью профиля резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом. Участок 64 постоянной глубины резьбонакатной канавки 63 образует контур стандартной резьбы ISO на крепежном элементе 50 с защитой от завинчивания с перекосом. Наклонный участок 65 резьбонакатной канавки 63 образует контур 20 переходной резьбы на крепежном элементе 50 с защитой от завинчивания с перекосом. Длина наклонного участка 65 заходит за точку, где вершина достигает максимальной высоты 16 стандартной резьбы. Эта потерянная длина 68 резьбонакатной канавки "теряется", поскольку она не заполняется металлом при накатке, оставляя зазор 69. Следовательно, потерянная длина 68 не выполняет никакой иной роли, кроме создания пространства допуска для формирования сверхполной резьбы.In FIG. 5 shows a cross-sectional side view of a
На фиг. 6 показан вид сбоку в сечении резца 70 для нарезания резьбонакатной канавки 63 в плашке 60. Чтобы резец 70 можно было использовать для нарезания участка 64 постоянной глубины в резьбонакатной канавке 63 плашки 60, как показано на фиг. 5, он должен иметь более длинную вершину по сравнению с резцом, предназначенным для нарезания резьбы номинальной формы, который будет иметь более короткую вершину 72. Далее, когда резец 70 постепенно подается для нарезания наклонного участка 65, резец 70 является слишком тонким для прорезания канавки 63 в плашке 60, достаточно широкой, чтобы формировать контур 10 стандартной резьбы ISO с полной шириной, до тех пор, пока его режущая кромка не достигнет максимальной глубины в плашке, где она режет участок 64 постоянной глубины. Таким образом весь наклонный участок 65 канавки 63 прорезается резцом 71, который слишком узок, чтобы сформировать контур 10 стандартной резьбы ISO полной ширины.In FIG. 6 shows a side sectional view of a
На фиг. 7A приведен вид сбоку в сечении контура 10 стандартной резьбы ISO, накатываемой плашкой 60. На фиг. 7B приведен вид сбоку в сечении контура 20 переходной резьбы, накатываемой плашкой 60. Для иллюстрации, профиль 17 стандартной резьбы на фиг. 7B наложен на плашку. Для сравнения, стандартный участок 21 контура 20 переходной резьбы, сформированный в переходной области плашки 60 является более узким на боковых поверхностях, че профиль 17 стандартной резьбы. Фактически, это значит, что длина полезной площади плашки, зарезервированной для роста переходной резьбы до ее пиковой высоты утеряна при накатке дискретной части переходной резьбы, пиковая высота 16 которой фактически находится в допустимом диапазоне высот вершины стандартной резьбы, но поскольку профиль слишком узок, этот участок на функционирует как полная резьба. Таким образом имеется длина винтовой линии резьбы, накатанная переходным участком плашки 60, между наклонным участком контура переходной резьбы и точкой, в котором резьбы достигает полной высоты и ширины, которая присутствует только благодаря применению известных средств производства. Эта длина переходной канавки плашки не нужна для подъема переходной резьбы, поскольку вершина резьбы достигает необходимой высоты, чтобы выполнить требование к минимальной высоте стандартной резьбы в первой части канавки, и последний участок переходной канавки формирует только контур переходной резьбы, который находится выше минимальной необходимо высоты и слишком узок, чтобы считаться полной резьбой.In FIG. 7A is a side sectional view of the
На фиг. 8A и 8B показаны виды с торца и сбоку, соответственно, известного крепежного элемента 50 с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, имеющего длинный контур 20 переходной резьбы. Контур 10 стандартной резьбы ISO винтовой линии имеет полную ширину и высоту до первой точки 23 изменения, где начинается контур 02 переходной резьбы. Контур 20 переходной резьбы винтовой линии имеет первый участок 24, расположенный между точкой 23 изменения и второй точкой 25 изменения, где профиль резьбы имеет высоту выше минимально требуемой для полной стандартной резьбы, но ширину слишком малую, чтобы работать как полная стандартная резьба. На второй точке 25 изменения высота контура 20 переходной резьбы уменьшается до средней высоты стандартной резьбы. На втором участке 26 профиль винтовой линии уменьшается по высоте, достигая минимальной высоты стандартной резьбы в точке 27 изменения, но все еще остается слишком узким, чтобы работать как полная стандартная резьбы. Начиная от третьей точки 27 изменения контур 20 переходной резьбы начинает укорачиваться по высоте. На третьем участке 28 высота и ширина контура 20 переходной резьбы постоянно уменьшаются до четвертой точки 29 изменения. Четвертая точка 29 изменения обозначает коней контура 20 переходной резьбы и начало контура 30 резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом. Следует отметить, что участок 22 защиты от завинчивания с перекосом контура 30 резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом, демонстрирует, что конур 20 переходной резьбы слишком тонок, чтобы выполнять функцию полной стандартной резьбы на всей его длине, включая первый участок 24. До настоящего изобретения крепежные элементы с защитой от завинчивания с перекосом имели контур 20 переходной резьбы такой длины и содержали "слишком узкую" первую секцию 24 винтовой линии.In FIG. 8A and 8B show end and side views, respectively, of a prior art anti-skew male threaded
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения эту "слишком узкую" длину контура 20 переходной резьбы можно устранить для получения более короткого крепежного элемента с защитой от завинчивания с перекосом. Для получения как можно более короткого полнофункционального крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, т.е. наименее дорогого, наиболее короткого, наиболее легкого и наиболее пакуемого крепежного элемента, эта "слишком узкая" длина контура 20 переходной резьбы может быть устранена. Конструкция крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом может быть основана на способе ограничения длины переходной резьбы, действительно необходимой для постепенного повышения до минимально приемлемой высоты вершины без бесполезного "слишком узкого" участка. Некоторые варианты настоящего изобретения содержат новый контур для использования на части винтовой линии крепежных элементов с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, что позволяет сократить длину переходной резьбы без отрицательного влияния на функции резьбы.In some embodiments of the present invention, this "too narrow" length of
В некоторых вариантах настоящего изобретения предлагается новый контур переходной резьбы для крепежных элементов с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, что позволяет устранить лишнюю не функциональную длину винтовой линии из этого участка винтовой линии резьбы. Такие улучшения могут быть достигнуты путем переконфигурирования первого и второго участков 24 и 26 контура 20 переходной резьбы винтовой линии, показанной на фиг. 8A и 8B.In some embodiments, the present invention provides a new transition thread contour for male threaded fasteners with anti-skew protection that eliminates excess non-functional helix length from that portion of the thread helix. Such improvements can be achieved by reconfiguring the first and
Эти две секции переходной винтовой линии изменяются путем переформирования каждой длины винтовой линии в полный контру резьбы стандартной ширины. Секции винтовой линии полной ширины должны иметь новую, переменную, и в то же время более строго контролируемую пиковую высоту. В частности, пиковая высота полностью находится в диапазоне величин приемлемой пиковой высоты стандартной резьбы. Согласно аспектам настоящего изобретения величины пиковой высоты намеренно уменьшены управляемым способом на комбинированной длине винтовой линии резьбы двух участков, первого и второго участков 24 и 26, до минимально приемлемой высоты профиля стандартной резьбы, на второй точке 25 изменения где второй участок 26 переходит в начало новой, более короткой переходной резьбы. These two sections of the transition helix are modified by reshaping each helix length into a full standard width contra thread. Full width helix sections should have a new, variable, yet more tightly controlled peak height. In particular, the peak height is entirely within the acceptable peak height range of a standard thread. In accordance with aspects of the present invention, peak height values are deliberately reduced in a controlled manner over the combined length of the thread helix of the two sections, the first and
Путем изменения конфигурации этих участков винтовой линии, резьбы эффективно становится "стандартной резьбой" так, что комбинированная длина первого и второго участков 24, 26 может быть добавлена к винтовой линии имеющейся стандартной резьбы, что позволяет получить более длинную структурную винтовую линию резьбы со стандартным контуром, и более короткий участок винтовой линии, выполняющий только функцию перехода. Это позволяет получить более короткие крепежные элементы, выполняющие те же функции.By reconfiguring these portions of the helix, the thread effectively becomes a "standard thread" so that the combined length of the first and
Согласно аспектам настоящего изобретения, применяемого на описываемом здесь крепежном элементе с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, длина переходной резьбы может быть приблизительно на четверть витка (90 градусов) меньше, чем на известной идеальной резьбе, в то же время сохраняя функциональность скорости снижения известной переходной резьбы. Даже небольшое уменьшение длины неструктурной винтовой линии крепежного элемента может дать большие преимущества в функционировании крепежного элемента. Поэтому, различные аспекты настоящего изобретения могут дать более короткий, более легкий, менее дорогой, лучше упаковываемый крепежный элемент с улучшенной защитой от завинчивания с перекосом.In accordance with aspects of the present invention, applied to a male anti-twist fastener described here, the length of the adapter thread can be approximately a quarter of a turn (90 degrees) less than a known perfect thread, while still maintaining sink rate functionality. known transitional thread. Even a small reduction in the length of the non-structural helix of the fastener can provide great benefits in the functioning of the fastener. Therefore, various aspects of the present invention can provide a shorter, lighter, less expensive, better packable fastener with improved anti-skew protection.
На фиг. 9, показан вид сбоку в сечении контура 120 переходной резьбы по настоящему изобретению. Контур 120 переходной резьбы имеет высоту 118 резьбы, значительно более короткую, чем возможная высота наружного диаметра 116 стандартной резьбы. Наружный диаметр 116 стандартной резьбы может быть сформирован путем полного заполнения плашки в среднем положении, адекватном для выполнения требований к стандартной резьбе. Контур 120 переходной резьбы, имеющий относительно меньшую высоту 118 резьбы сохраняет все характеристики стандартной резьбы, кроме высоты. Поскольку высота 118 контура 120 переходной резьбы контролируется боле жестко, эта резьба не требует сохранения в том же существенном диапазоне допусков и может быть короче, чтобы снизить локализованную пиковую высоту до более ценной высоты, сохраняя полную ширину и углы боковых поверхностей для обеспечения характеристик крепления. Эта относительно пониженная высота 118 резьбы может позволить начать контур 120 переходной резьбы винтовой линии на более низкой высоте.In FIG. 9 shows a cross-sectional side view of a
Эта весьма локализованное намеренное снижение пиковой высоты резьбы, предполагая, что она только локализована, а остальная винтовая линия стандартной резьбы остается на полной высоте и с полными допусками, все же дает производителю свободу изменять пиковую высоту стандартной резьбы везде, кроме этого перепрофилированного участка переходной резьбы, что может потребоваться процессами производителя и/или требованиями заказчика.This highly localized intentional reduction in the peak height of the thread, assuming it is only localized and the rest of the standard thread helix remains at full height and to full tolerances, still gives the manufacturer the freedom to change the peak height of the standard thread everywhere except for this reprofiled section of the transition thread, as may be required by the manufacturer's processes and/or customer requirements.
Согласно аспектам настоящего изобретения резьбонакатные предлагаются плашки для стандартной резьбы с защитой от завинчивания с перекосом с участком уменьшенной глубины в канавке плашки, который предпочтительно всегда заполняется полностью. На фиг 10 приведен вид сбоку в сечении трех витков резьбы крепежного элемента 150, накатываемых в трех соседних канавках плашки 160 для формирования стандартной резьбы, наружный диаметр которой находится на верхнем пределе 115 наружного диаметра. В первой канавке материал резьбы крепежного элемента запрессован в более короткую, более ограничивающую канавку для полного заполнения канавки до более ограниченного профиля резьбы, высота которого находится на нижнем пределе 116 наружного диаметра. Во второй канавке материал резьбы крепежного элемента запрессован в канавку полной глубины для частичного заполнения канавки до среднего предела 114 наружного диаметра. В третьей канавке материал резьбы крепежного элемента запрессован в канавку полной глубины для заполнения канавки до верхнего предела 115 наружного диаметра, имеющего максимально допустимую высоту. В процессе накатки резьбы, поток металла ограничивается на дискретном участке винтовой линии, позволяя остальной винтовой линии полной резьбы в разной степени не полностью заполнять канавку в пределах допустимого диапазона высот, т.е., между нижним пределом 116 наружного диаметра и верхним пределом 115 наружного диаметра, чтобы соответствовать требованиям индивидуального производителя к полной высоте стандартной резьбы, имеющей наружный диаметр, не влияя никоим образом на процесс накатки или функцию структурной резьбы. Такое предпочтительное заполнение перепрофилированного участка нижнего профиля может возникать даже когда примыкающая винтовая линия полной стандартной резьбы изготавливается с пиком на нижнем пределе 116 наружного диаметра.According to aspects of the present invention, thread rolling dies are provided for standard threads with anti-skew protection with a reduced depth area in the dies groove, which preferably always fills completely. FIG. 10 is a cross-sectional side view of three threads of a
Согласно аспектам настоящего изобретения предлагается намеренное локализованное уменьшение высоты резьбы в области, примыкающей к переходной резьбе, что может укоротить "подъем", необходимый для достижения пика крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом для создания эффективно более короткой переходной резьбы и сокращения длины крепежных элементом с защитой от завинчивания с перекосом. Участок винтовой линии резьбы на крепежном элементе с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом описанного выше типа, может иметь контур для укорочения эффективной длины винтовой линии резьбы такого крепежного элемента. Переходный участок винтовой линии резьбы может не превышать одного витка (360 градусов) по длине, может начинаться на конце стандартных витков винтовой линии крепежного элемента в точке, где стандартные витки наиболее удалены от головки крепежного элемента, и могут заканчиваться на резьбе, защищающей от завинчивания с перекосом.Aspects of the present invention provide an intentional, localized reduction in thread height in the region adjacent to the adapter thread, which can shorten the "lift" required to reach the peak of an anti-skew male fastener to create an effectively shorter adapter thread and reduce length. fasteners with anti-twisting protection. A portion of the thread helix on an anti-skew male fastener of the type described above may be contoured to shorten the effective thread helix length of such a fastener. The transitional thread helix may not exceed one turn (360 degrees) in length, may begin at the end of the standard helix of the fastener at the point where the standard turns are furthest from the head of the fastener, and may terminate on the anti-screw thread with skewed.
Контур переходной резьбы согласно аспектам настоящего изобретения может быть таким, чтобы его самая высокая точка сливалась с стандартной резьбой полной высоты винтовой линии. Отсюда контур переходной резьбы винтовой линии может уменьшаться по высоте с заданной скоростью по мере ее огибания стержня крепежного элемента до ее самой короткой точки. Контур переходной резьбы начинается в точке, где наружный диаметр номинальной полной высоты винтовой линии стандартной резьбы впервые уменьшается по высоте и сливается приблизительно на четверти оборота (90 градусов) винтовой линии, продолжая уменьшать высоту резьбы, но сохраняя боковые поверхности такими же, что и у стандартной резьбы. Во время уменьшения пиковой высоты контур переходной резьбы сохраняет ширину боковых поверхностей и угол резьбы в соответствии с профилем стандартной резьбы, в то же время имея высоту, приблизительно равную минимально допустимой для полной стандартной резьбы, определенную как нижний предел 116 наружного диаметра.The contour of the transition thread according to aspects of the present invention may be such that its highest point merges with a standard full-height thread of the helix. From here, the contour of the helix thread transition can decrease in height at a given rate as it wraps around the fastener shaft to its shortest point. The contour of the adapter thread begins at the point where the outside diameter of the nominal full helix height of the standard thread first decreases in height and merges by approximately a quarter turn (90 degrees) of the helix, continuing to reduce the height of the thread but keeping the flanks the same as the standard thread. threads. During peak height reduction, the thread transition contour retains the flank width and thread angle in accordance with the standard thread profile while having a height approximately equal to the minimum allowable for a full standard thread, defined as the outer diameter
Участок полной стандартной резьбы винтовой линии тем самым может приобрести длину, подобную функционально эквивалентной резьбы, а переходный участок винтовой линии тем самым может уменьшится по длине на эквивалентную величину. Крепежный элемент с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом может иметь соответствующую резьбу, защищающую от завинчивания с перекосом, примыкающую к переднему концу переходной резьбы, а также соответствующую резьбу начального зацепления, а также соответствующие направляющие элементы на вершине крепежного элемента. Ожидается, что такая конструкция также может применяться на крепежных элементах другого типа, а также на крепежных элементах с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом, которые имеют более короткую, т.е., менее идеальную длину переходной резьбы, для улучшения их функционирования.The section of the full standard thread of the helix can thus acquire a length similar to a functionally equivalent thread, and the transition section of the helix can thus be reduced in length by an equivalent amount. An anti-torque male fastener may have a corresponding anti-torque thread adjacent to the front end of the adapter thread, as well as a corresponding initial engagement thread, as well as appropriate guides on the top of the fastener. It is expected that this design can also be applied to other types of fasteners, as well as anti-skew male threaded fasteners that have a shorter, i.e., less than ideal lead thread length, to improve their performance.
На фиг. 11A и 11B приведены виды с торца и сбоку крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом по настоящему изобретению. Контур 110 стандартной резьбы ISO винтовой линии имеет полную ширину и высоту стандартной резьбы до первой точки 123 изменения. На первой точке 123 изменения винтовая линия резьбы имеет среднюю высоту стандартной резьбы, полную ширину боковых поверхностей стандартной резьбы и угол подъема резьбы шестьдесят градусов (см. 115 на фиг. 10). Эта ширина боковых поверхностей и высота вершины поддерживается на всем первом участке 124 до второй точки 125 изменения. На втором участке 126 от второй точки 125 изменения до третьей точки 127 изменения, профиль спиральной линии постоянно уменьшается по высоте 118 с заранее определенной скоростью, до среднего предела 114 наружного диаметра для высоты стандартной резьбы (минимально допустимой) (см. 114 на фиг. 10) на третьей точке 127 изменения. На всем протяжении второго участка 126 ширина боковых поверхностей сохраняется как у профиля стандартного крепежного элемента. Как показано на фиг. 11B, вершина резьбы на всем протяжении второго участка 126 становится шире от второй точки 125 изменения до третьей точки 127 изменения. Также, как показано на фиг. 11B, плоские боковые поверхности резьбы на протяжении всего второго участка 126 сохраняются во впадинах от второй точки 125 изменения до третьей точки 127 изменения. In FIG. 11A and 11B are end and side views of an anti-tight screw male fastener of the present invention. The helix ISO
Далее, как показано на фиг. 11A и 11B, третий участок 128 проходит от третьей точки 127 изменения до четвертой точки 129 изменения. На третьей точке 127 изменения контур резьбы является контуром стандартной резьбы 110, уменьшающимся до его минимальной высоты и сохраняющим стандартную ширину боковых поверхностей. Контур 120 переходной резьбы начинается с этим профилем на третьей точке 127 изменения и продолжает переход, пока не станет профилем резьбы, защищающей от завинчивания с перекосом на четвертой точке 129 изменения. Контур 120 переходной резьбы может начинаться в третьей точке 127 изменения и заканчиваться в четвертой точке 129 изменения так, что он проходит вокруг стержня 14 приблизительно на пять восьмых витка (255 градусов).Further, as shown in FIG. 11A and 11B, the
На фиг. 12A и 12B показаны визы с торца и сбоку, соответственно, крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом. В этом варианте резьба крепежного элемента имеет максимальное состояние материала, что означает, что вершины резьбы расположены наиболее высоко относительно делительной линии и канавка в плашке, которая формирует такую вершину будет полностью заполнена материалом. Заметная разница между эти вариантом и вариантом, показанным на фиг. 11A и 11B, заключается в том, что высота полной резьбы находится на ограниченной нижней максимально допустимой высоте (см. 116 на фиг. 10) на первой точке 123 изменения на винтовой линии резьбы, а не на большей высоте стандартной резьбы (см. 115 на фиг. 10). В ограниченном, максимальном состоянии материала, вершина, как можно было бы ожидать, будет стекать до максимально допустимой высоты в канавке резьбонакатной плашки. Но вершина резьбы вместо этого умышленно контролируется так, чтобы она была более короткой, чем ожидаемая высота при течении, и такая регулируемая высота уменьшается с постоянной предпочтительной скоростью до средней высоты вершины, в то же время сохраняя полную ширину боковых поверхностей. Эта разница в допусках на резьбу и в изготовлении дает постоянный рост участка переходной винтовой линии на третьем участке 128, а не постоянное снижение высоты на первом участке 124 (см. фиг. 11A). Такое изменение высоты демонстрирует "свободное течение" металла до этой высоты в крепежном элементе, в котором используется экстремальный наружный диаметр.In FIG. 12A and 12B show end and side views, respectively, of an anti-skew male threaded fastener. In this embodiment, the thread of the fastener has the maximum state of the material, which means that the thread vertices are located the highest relative to the pitch line and the groove in the die that forms such a vertex will be completely filled with material. A notable difference between this variant and the variant shown in FIG. 11A and 11B is that the full thread height is at the limited lower maximum allowable height (see 116 in FIG. 10) at the
Как показывает сравнение чертежей (фиг. 11A-11B и 12A-12B), длина эффективной полной стандартной резьбы увеличивается за счет изменения конфигурации первого участка 124 и второго участка 126 так, чтобы они были резьбой полной ширины, при этом общая длины винтовой линии крепежного элемента сохраняется.As a comparison of the drawings (FIGS. 11A-11B and 12A-12B) shows, the length of the effective full standard thread is increased by reconfiguring the
На фиг. 13E приведен вид с торца среза охватываемого крепежного элемента на контуре переходной резьбы, а на фиг. 13A-13D приведены виды сбоку переходной резьбы в сечениях, показанных на фиг. 13E. Контур 120 переходной резьбы имеет ширину такую же, что и профиль стандартной резьбы, но постепенно понижающуюся высоту вершины от максимально допустимой до минимально допустимой для стандартной резьбы. Как показано на фиг. 13A-13D, ширина контура 120 переходной резьбы остается постоянной и равна ширине профиля стандартной резьбы. Как показано на фиг. 13D, контур 120 переходной резьбы находится на своей высоте 118, совпадающей с верхним пределом 115 наружного диаметра. См. 115 на фиг. 10. Как показано на фиг. 13C, контур 120 переходной резьбы является более коротким, имея высоту 118, не достигающую максимально допустимой для стандартной резьбы 115. Как показано на фиг. 13B, контур 120 переходной резьбы является более коротким, все еще имея высоту 118, не столь короткую, как средний предел 114 наружного диаметра для стандартной длины. См. 114 на фиг. 10. Как показано на фиг. 13A, контур 120 переходной резьбы имеет высоту 118, приблизительно равную минимально допустимой для полной стандартной резьбы, определенной как нижний предел 116 наружной резьбы. См. 116 на фиг. 10.In FIG. 13E is a sectional end view of a male fastener on a transition thread contour, and FIG. 13A-13D are side views of the cross-sectional threads shown in FIG. 13E.
Поскольку контур 120 переходной резьбы имеет боковые поверхности такой же ширины, что и у стандартной резьбы, длина участка стандартной резьбы ISO винтовой линии может быть сокращена. В частности, ее можно сократить на длину контура 120 переходной резьбы от первой точки 123 изменения до третьей точки 127 изменения. Этот участок контура 120 переходной резьбы заменяет ранее функционально ненужный участок, позволяя его теперь считать стандартной резьбой, добавляя полезную длину к винтовой линии стандартной резьбы. Поэтому в конструкции соединения теперь можно дополнительную полную резьбу или, альтернативно, можно уменьшить общую длину крепежного элемента на сокращенную стандартную резьбу на величину добавленной стандартной резьбы низкого профиля, что уменьшает вес и стоимость.Because the
Контур 120 переходной резьбы по настоящему изобретению можно изготавливать как часть винтовой линии резьбы крепежного элемента с наружной резьбой с защитой от завинчивания с перекосом путем намеренного создания участка уменьшенного диаметра заготовки крепежного элемента на резьбонакатной плашке, создавая особый локализованный участок резьбонакатной плашки, не полностью заполняемый металлом во время накатки, чтобы допустить свободное течение металла для получения требуемой формы. Альтернативно, контур 120 переходной резьбы можно изготавливать с пониженной высотой в некоторой локализованной области винтовой линии. Любой из этих способов позволяет создавать участок винтовой линии с полной шириной и пониженной высотой.The
Хотя варианты настоящего изобретения были показаны, описаны и определены отсылками к иллюстративным вариантам изобретения, такие отсылки не предполагают ограничений изобретения и такие ограничения на должны налагаться. Раскрытый предмет изобретения допускает существенные изменения, модификации и замены по форме и функциональности, очевидные специалистам и использующие преимущества настоящего изобретения. Показанные и описанные варианты настоящего изобретения являются лишь примерами и не исчерпывают объем настоящего изобретения.Although embodiments of the present invention have been shown, described and defined by reference to illustrative embodiments of the invention, such references are not intended to limit the invention and such limitations should not be imposed. The disclosed subject matter is capable of significant changes, modifications and substitutions in form and function that are obvious to those skilled in the art and take advantage of the present invention. The embodiments of the present invention shown and described are merely examples and do not exhaust the scope of the present invention.
Claims (36)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/245,856 | 2019-01-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774791C1 true RU2774791C1 (en) | 2022-06-22 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5836731A (en) * | 1987-05-20 | 1998-11-17 | Mathread, Inc. | Anti-cross threading fastener |
US6561741B2 (en) * | 2000-12-19 | 2003-05-13 | Michael A. Garver | Fastener with aligning lead thread |
RU2361125C1 (en) * | 2005-06-13 | 2009-07-10 | Аояма Сейсакусо Ко., Лтд. | Bolt |
US9644664B2 (en) * | 2015-03-27 | 2017-05-09 | Mathread Inc. | Male anti-false thread fastener member |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5836731A (en) * | 1987-05-20 | 1998-11-17 | Mathread, Inc. | Anti-cross threading fastener |
US6561741B2 (en) * | 2000-12-19 | 2003-05-13 | Michael A. Garver | Fastener with aligning lead thread |
RU2361125C1 (en) * | 2005-06-13 | 2009-07-10 | Аояма Сейсакусо Ко., Лтд. | Bolt |
US9644664B2 (en) * | 2015-03-27 | 2017-05-09 | Mathread Inc. | Male anti-false thread fastener member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3935785A (en) | Thread swaging screw | |
US7156600B2 (en) | Die for, method of making, and fastener with lobed primary thread lead and interposed dual auxiliary thread lead with improved substrate entry end portion | |
US4069730A (en) | Thread-forming screw | |
US3794092A (en) | Locking fastener | |
EP1066473B1 (en) | Improved self-tapping thread fastener and a blank therefor | |
US3942406A (en) | Slab-sided self-tapping screw | |
JPS6210738B2 (en) | ||
JP6759231B2 (en) | How to correct translational misalignment between a male fastener member and a female fastener member | |
JP2009036377A (en) | Threaded bolt and manufacturing method of the same | |
WO2017158853A1 (en) | Rolling flat die for screw component and rolling working method | |
KR20010072715A (en) | Fastener having a lobular cross section and ridges along the thread axis | |
RU2774791C1 (en) | Shortened fastener with locally adjustable thread height | |
JP6768691B2 (en) | Unauthorized screw prevention fastener system | |
US4042342A (en) | Blanks for making self-thread forming threaded fasteners | |
US4716751A (en) | Non-slip thread rolling dies | |
CA3120781C (en) | Shortened fastener with locally controlled thread height | |
JP6912382B2 (en) | Male improper screw prevention fastener member | |
US4546639A (en) | Thread rolling dies for forming self tapping screws and the like | |
US3263473A (en) | Method and apparatus for making threaded fasteners | |
JP2019525100A (en) | High performance screw rolling and screw lock fixture | |
JP7330886B2 (en) | Thread former and method of forming threads | |
TW202413812A (en) | Screws for direct screwing into components | |
TW202413811A (en) | Screws for direct threading into components | |
AU2004202640B9 (en) | Fastener having multiple lobed thread | |
JP2024520267A (en) | Thread forming and thread locking fasteners |