SK279515B6 - Samovrtný upevňovač - Google Patents

Description

Vynález sa týka samovrtného upevňovača, pozostávajúceho z telesa upevňovača, ktorc má na jednom svojom voľnom konci paralelne s osou vytvorenú drážku a zplatničkovo tvarovaného, jedným svojím koncom do drážky telesa upevňovača zasadeného hrotu, pričom čeľuste na okrajoch drážky, vytvorené tvarom drážky, silovým stlačením upevňujú hrot k telesu upevňovača.

Doterajší stav techniky

Je už známa samovrtná skrutka (DE-C-2 801 962), ktorej vrtná časť je vytvorená rezným hrotom vsadeným do pozdĺžnej drážky drieku skrutky, pričom bočné hrany drážky sú tak tvarované, že príslušná okrajová oblasť alebo jej časť vytvára čeľuste ohraničujúce drážku drieku skrutky tak, aby sa ich silovým stlačením vytvorilo spojenie medzi rezným hrotom a driekom skrutky. Príslušné oblasti čeľustí budú teda zatlačené do priehlbín povrchu platničkovo tvarovaného rezného hrotu, aby sa dosiahol základný tvar. Ide iba o malú zmenu tvaru okrajovej oblasti čeľustí, pretože protiľahlý pevný povrch rezného hrotu nedovolí žiadnu zvlášť silnú plastickú deformáciu čeľustí. Pri dlhodobom používaní v praxi sa ukázalo, že tento druh upevnenia rezného hrotu je v použitých prípadoch úplne optimálny a že samotná spoľahlivosť tohto silou pôsobiaceho držania rezného hrotu je dostatočná a ďalej, že žiadaný krútiaci moment pri vŕtaní môže byť prenášaný.

Optimálnym využitím takýchto samovrtných skrutiek s platničkovo formovaným rezným hrotom sa oblasť použitia stále zväčšuje a nielen tenké plechy môžu byť takto prevŕtané, čo znamená, že takisto hĺbka zavŕtania sa zväčšuje, čo sa od takýchto samovrtných upevňovačov čoraz viac vyžaduje. Aby sa dali takéto samovrtné upevňovače použiť aj v prípade hrubých materiálov, ako sú napr. oceľové nosníky s hrúbkou steny 8 mm, 12 mm alebo ešte viac, musia byť rezné hroty v príslušnej miere predĺžené.

Podstata vynálezu

Predložený vynález si kladie za úlohu dosiahnuť samovrtný upevňovač spĺňajúci uvedené nároky, pri ktorom by bol v pozdĺžnom smere dostatočne dlhý pevný hrot, pevne spojený s telesom upevňovača, bez dodatočného zvárania, spájkovania či lepenia.

Podľa vynálezu sa navrhuje riešenie, kde má hrot na tom konci, ktorý je zasadený do drážky telesa upevňovača, na jednej strane alebo na oboch stranách po celej hrúbke vytvorené vruby, zárezy, priehlbiny alebo vybrania, do ktorých sú okrajové časti čeľuste, alebo oboch čeľustí telesa upevňovača zatlačené plastickou deformáciou.

Pri rezných hrotoch s väčšou dĺžkou v smere osi sú bočné výkyvy hrotu pri vŕtaní obzvlášť problematické. Podľa opatrení uvedených vo vynáleze je rezný hrot na oboch protiľahlých užších stranách upnutý silovým stlačením drážku ohraničujúcich čeľustí, takže sa rezný hrot nemôže vychýliť do strany.

Ak sú čeľuste drážky telesa upevňovača zatlačené do priehlbín s malou hĺbkou, budú tieto oblasti čeľustí len nevýrazne plasticky deformované a môžu sa po skončení pôsobenia sily zatláčania odpružením čiastočne vrátiť do otvorenejšej polohy. Na prichytenie rezného hrotu s relatívne krátkou dĺžkou v smere osi to však aj tak postačuje.

Podľa opatrení, uvedených vo vynáleze, je zodpovedajúca oblasť čeľustí plastickou deformáciou zatlačená do priehlbiny tiahnucej sa po celej hrúbke upevňovacieho konca hrotu, takže žiadne odpruženie a návrat nie je možný. Pri skúškach sa ukázalo, že pri riešení podľa vynálezu sa dosiahne minimálne zdvojnásobenie hodnôt pevnosti v strihu. Tým je možné podľa predloženého vynálezu dosiahnuť to, že podľa vŕtaného prípadu sa môže použiť optimálny platničkovo tvarovaný rezný hrot aj pri relatívne hrubých materiáloch, bez nutného dodatočného pracovného úkonu ako zváranie, spájkovanie alebo lepenie.

Výčnelky čeľustí, plasticky zatlačené do vrubov, zárezov, priehlbín, či vybraní, vytvárajú takzvané kotviace výstupky, ktoré zaisťujú rezný hrot proti bočným výkyvom.

Pri najjednoduchšej forme vyhotovenia sú vruby, zárezy, priehlbiny alebo vybrania na oboch bočných ohraničujúcich plochách hrotu vzájomne zrkadlovo usporiadané. Plastickou deformáciou zatlačené oblasti čeľustí ležia teda vždy na rovnakej výške vzhľadom na os, čo technicky vzaté má pri výrobe jednu výhodu, že vkladanie rezných hrotov do lisovacieho programu je bezproblémové, keďže rezné hroty na oboch bočných okrajoch sú rovnako tvarované.

V zvláštnych prípadoch môže byť výhodné, ak sú vruby, zárezy, priehlbiny alebo vybrania na oboch bočných okrajových plochách hrotu usporiadané tak, že sú jeden vzhľadom na druhý presadené. Potom je každopádne nutné pri výrobe samovrtných upevňovačov použiť polohovo správny postup pri zakladaní platničkovo tvarovaného hrotu, príslušné nastavenie a zvlášť vyrobený zodpovedajúci lisovací nástroj.

Tak isto je vhodné na výrobu platničkovo tvarovaného hrotu, ktorý má ostať po lisovaní dobre upnutý, ak je vrub, zárez, priehlbina alebo vybranie ohraničené v priereze kruhovým výsekom. To prináša za týchto okolností v dôsledku lisovacieho postupu a plastickej deformácie príslušnej okrajovej oblasti čeľustí optimálne vytvarované kotviace výstupky, ktoré zabraňujú hrom bočné výkyvy.

Pri ďalšom variante vyhotovenia je vidieť, ako sa dá dosiahnuť ďalšie zlepšenie upevnenia rezného hrotu proti stranovým výkyvom kombináciou doterajších konštrukčných riešení s riešením platničkovo tvarovaného hrotu podľa znakov vynálezu. Pri jednom takom prevedení sa navrhuje, aby oba bočné okraje hrotu boli opatrené proti sebe ležiacimi žliabkami, ktoré prechádzajú do oblasti vrubov, zárezov, priehlbín alebo vybraní prebiehajúcich po celej hrúbke hrotu.

Práve v súvislosti s týmto konštrukčným variantom je výhodné, ak sa povrchové žliabky rozprestierajú s malým odstupom od konca hrotu na svojom začiatku, postupne cez väčšinu dĺžky tej časti hrotu, ktorá jc zasadená v drážke. Pomocou na oboch koncoch ohraničenej dĺžky povrchových žliabkov sa dosiahne prídavný upevňujúci efekt hrotu v drážke telesa upevňovača.

Podľa ďalšieho variantu vyhotovenia je tiež možné dodatočne k tomuto zvláštnemu tvarovo a silovo vytvorenému spojeniu medzi telesom upevňovača a hrotom zaviesť optimálne centrovanie podľa osi telesa upevňovača a hrotu ešte pred lisovacím úkonom. Na tento účel sa odporúča, aby hrot na jednom svojom konci mal predĺženú časť s malou šírkou, ktorá sa pri centrovaní sleduje prostredníctvom vystreďovacieho otvoru. Takto sa zabezpečí vycentrovaná poloha hrotu a telesa upevňovača už pri skladaní a táto poloha sa lisovaním optimálne zaistí.

SK 279515 Β6

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je podľa nasledovného opisu príkladov uskutočnenia bližšie vysvetlený. Na obrázkoch je znázornené:

Obr. 1 Šikmý pohľad na samovrtnú skrutku

Obr. 2 Šikmý pohľad na hrot

Obr. 3 Bočný pohľad na hrot

Obr. 4 Čelný pohľad na ten istý hrot

Príklad uskutočnenia vynálezu

Vynález bude bližšie vysvetlený pomocou samovrtncj a závit si režúcej skrutky. Aplikácia podľa vynálezu sa dá urobiť na všetkých samovrtných upevňovačoch, napríklad aj na samovrtné slepé nity, pričom rezný hrot je účinne spojený s nábojom nitu a/alebo s nábojnicou nitu, ďalšia aplikácia je napríklad na samovrtné kliny.

Na obrázku zobrazený samovrtný upevňovač 1 pozostáva v podstate z telesa upevňovača 2 a platničkovo tvarovaného hrotu 3. Hrot 3 je zasadený do drážky 4 voľného konca telesa upevňovača 2, tvarovo a silovo ho zvierajú obklopujúce čeľuste 5 a 6.

Hrot 3 má na svojom v drážke zasadenom konci na okrajových plochách 7 po celej hrúbke D hrotu 3 priebežné priehlbiny 8. Po zasadení hrotu 3 do drážky 4 telesa upevňovača 2 budú bočné okrajové oblasti čeľustí 5 a 6 plastickou deformáciou zatlačené do priehlbín 8 hrotu 3, až sa vytvoria takzvané kotviace výstupky. Po vykonaní lisovania je na povrchu čeľustí 5 a 6 viditeľný zodpovedajúci vrub 10. Takémuto vruby tvoriacemu lisovaciemu postupu stojí v protiklade celoplošné lisovanie vytvárajúce len ľahké pretvarovanie okrajových oblastí čeľustí 5 a 6. Pri tomto postupe lisovania sú tiež potrebné menšie sily.

Je možné zakaždým potrebne tvarovať bočné okrajové oblasti čeľustí 5 a 6 tak, aby sa na proti sebe ležiacich bočných okrajových oblastiach hrotu 3 zakaždým vytvorili kotviace výstupky 9, čo platí aj pri ďalších čeľustiach. Je ale tiež možné vytvoriť takéto preformovanie len samotnej čeľuste 5 alebo 6, takže kotviaci výstupok zapadajúci do priehlbiny 8 sa vytvorí priamo na čeľusti 5 alebo 6, oproti čomu je druhá protiľahlá čeľusť iba opretá o povrch rezného hrotu 3. V rámci vynálezu je tiež možné príslušne preformovať okrajové oblasti oboch čeľustí 5 a 6, takže vzniknú dva proti sebe umiestnené kotviace výstupky v každej priehlbine 8 na reznom hrote 3.

Rezný hrot 3, predstavený na obrázku, má ďalej na oboch bočných okrajoch na protiľahlých plochách íl a 12 žliabky 13 a 14, pričom takéto žliabky 13,14 môžu byť na každej ploche 11 a 12 obojstranne, čiže na oboch hranách každého bočného okraja. Pri rozmiestnení žliabkov 13, 14 je výhodné, ak ich začiatok je v malej vzdialenosti A od konca 15 hrotu 3 a ich dĺžka prebieha po väčšej časti toho úseku hrotu 3, ktorý je zasunutý v drážke 4. Týmito žliabkami 13, 14 je upnutiu hrotu 3 v telese upevňovača 2 dodané prídavné zlepšenie tvarové aj silové.

Na vyobrazenom príklade je práve na oboch bočných okrajových plochách 7 rezného elementu 3 po jednej priehlbine 8, pričom obe priehlbiny 8 sú usporiadané zrkadlovo jedna vzhľadom na druhú. V rámci vynálezu je úplne možné usporiadať priehlbiny 8 na oboch bočných okrajových plochách 7 hrotu 3 aj presadene jednu vzhľadom na druhú, v smere osi. Ak sa nasadí lisovací nástroj, ktorého dosadacie plochy majú priame línie, neznamená to zvýšené náklady na výrobu, pretože plastickou deformáciou sa aj tak vytvoria kotviace výstupky 9 tam, kde bola pripevnená zodpovedajúca priehlbina 8. Nevyžaduje to ani žiadne zvláštne lisovacie nástroje. Ďalej nie je ani potrebné žiadne mimoriadne polohovo presné zakladanie hrotu 3. Ak sa predsa len použijú špeciálne lisovacie nástroje, ktorých časti sú prispôsobené tvaru priehlbiny 8, potom sa sleduje poloha hrotu 3 pri lisovaní.

Doteraz sa hovorilo iba o priehlbinách 8 usporiadaných obojstranne na bočných okrajových plochách 7. Bolo by tiež možné vyrobiť priehlbinu 8 iba na jednej strane okrajovej plochy 7, a aby takéto upnutie postačovalo, môže sa napríklad prehĺbiť žliabok 13 alebo 14. Na optimálne ukotvenie hrotu 3 proti bočným výkyvom je však vždy účelnejšie navrhnúť upevnenie s priehlbinami 8 na oboch stranách okrajových plôch 7 hrotu 3. Ďalej sa odporúča navrhnúť aj viac ako jednu priehlbinu 8 na oboch bočných okrajových plochách 7 hrotu 3.

V príklade predstavenom na obrázku má priehlbina 8 prierez tvaru kruhového výseku. Takýto tvar je výhodný z hľadiska výroby a tiež z hľadiska priaznivého vytvárania sa kotviacich výstupkov 9 pri lisovacom postupe. V rámci vynálezu je tiež možné vyrobiť priehlbiny 8 iného tvaru, prierezu, alebo napríklad väčšej dĺžky v smere osi.

Ďalší konštrukčný variant je taký, že hrot 3 má na jednom svojom konci 15 osadenie, ktoré má menšiu šírku než je šírka zvyšnej časti hrotu 3. To vyžaduje však aj príslušné úpravy telesa upevňovača 2, na ktorého drážku nadväzuje strediaci otvor, v ktorom sa osadená časť hrotu 3 dá centrovať. To umožňuje zabezpečiť centrické umiestnenie hrotu 3 vzhľadom na teleso upevňovača 2 v smere jeho pozdĺžnej osi.

Vytvorenie závitu 16, pripadne hlavy 17 telesa upevňovača 2 a doplnenie alebo nedoplnenie podložky 18 nemá s predloženým vynálezom žiadnu súvislosť. Tieto časti sú na obrázku znázornené kvôli lepšej predstave samovrtného upevňovača.

V opise sa hovorilo iba o priehlbinách 8. Podľa tvaru a vypracovania môžu byť namiesto spomínaných priehlbín tiež žliabky, zárezy, vybrania alebo tvary podobných prierezov, zvlášť vyplývajúcich z účelu použitia. Pri samovrtných upevňovačoch sa má rezný hrot podľa predpisov vyrábať z ocele na vrtné nástroje, resp. z tvrdokovov a teleso upevňovača má byť vyrobené z inej ocele, napríklad z nehrdzavejúcej. Je tiež možné vyrábať hroty a telesá upevňovačov podľa vynálezu z iných kovov, napr. z mosadze, alebo vyrábať telesá upevňovačov z plastu, liatiny a podobne. Pri výrobe upevňovačov z plastu je možné tvarové a silové spojenie telesa upevňovača 2 a hrotu 3 dosiahnuť lisovaním a tepelným účinkom.

Claims (7)

1. Samovrtný upevňovač (1), pozostávajúci z telesa upevňovača (2), opatreného na jednom svojom voľnom konci s osou paralelnou drážkou (4) a z platničkovo tvarovaného hrotu (3), zasadeného jedným koncom do drážky (4) telesa upevňovača (2), pričom hrot (3) je tvarovo a silovo upnutý deformáciou čeľustí (5), (6) ktoré obklopujú drážku (4) na telese upevňovača (2), vyznačujúci sa t ý m , že hrot (3) má na svojom v drážke (4) telesa upevňovača (2) zasadenom konci na jednej alebo oboch stranách bočných okrajových plôch (7) jedno alebo viac po celej hrúbke (D) hrotu (3) prebiehajúcich vybraní, vrubov, zárezov alebo priehlbín (8), do ktorých je hrana čeľuste (5), (6) alebo sú hrany oboch čeľustí (5), (6) telesa upevňovača (2) plastickou deformáciou zatlačené.

2. Samovrtný upevňovač podľa nároku 1, v y z n a čujúci sa tým, že vybrania, vruby, zárezy alebo

SK 279515 Β6 priehlbiny (8) sú umiestnené na oboch bočných okrajových plochách (7) hrotu (3) v zrkadlovej polohe jedna vzhľadom na druhú.

3. Samovrtný upevňovač podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vybrania, vruby, zárezy, alebo priehlbiny (8) sú umiestnené na oboch bočných okrajových plochách (7) hrotu (3) v presadenej polohe jedna vzhľadom na druhú.

4. Samovrtný upevňovač podľa nárokov 1 až 3, v y značujúci sa tým, že vybrania, vruby, zárezy alebo priehlbiny (8) majú v priereze tvar kruhového výseku.

5. Samovrtný upevňovač podľa nároku 1 a jedného z nárokov 2až 4, vyznačujúci sa tým, že oba bočné okraje hrotu (3) majú na protiľahlých plochách (11), (12) žliabky (13), (14), ktoré prechádzajú do oblasti vybraní, vrubov, zárezov alebo priehlbín (8) prebiehajúcich po celej hrúbke (D) hrotu.

6. Samovrtný upevňovač podľa nároku 5, v y značujúci sa tým, že žliabky (13), (14) začínajú s malým odstupom (A) od konca (15) hrotu (3) a tiahnu sa cez väčšiu časť dĺžky úseku hrotu (3) vsadeného do drážky (4).

7. Samovrtný upevňovač podľa nároku 1 a jedného z nárokov 2až 6, vyznačujúci sa tým, že hrot (3) má na svojom konci (15) osadenie malej šírky, ktoré pri vycentrovanej polohe hrotu v drážke (4) telesa upevňovača (2) zasahuje do strediaceho otvoru.