SK284198B6 - Skrutka na pripevnenie kovových a/alebo plastových profilov alebo dosák na podklad - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka skrutky na pripevnenie kovových a/alebo plastových profilov alebo dosiek na podklad, ktorá pozostáva zo stopky s vŕtacím úsekom a závitovým úsekom, ako aj so záberovým úsekom na nasadenie skrutkovacieho nástroja.

Doterajší stav techniky

Práve pri pripevňovaní profilov alebo dosiek na podklad resp. základ vznikajú problémy v tom slova zmysle, že tieto sa musia pripevniť na podklad v pevne pritlačenom stave. Keď sú pomerne tuhé profily alebo dosky za určitých podmienok ešte viac deformované, resp. majú pozdĺžne skrútenie, tieto negatívne účinky sa zosilňujú. V tomto prípade sa spravidla pri skrutkovačom prístroji nedá pracovať s hlbokým dorazom. Aj pri použití momentových spojok vznikajú problémy s okamihom vypnutia, pretože krútiaci moment sa po dosadnutí hlavy skrutky na profil, ktorý sa má pripevniť, zodpovedajúco zvýši a tým ovplyvňuje vypnutie skrutkovacieho prístroja. Vypnutie ďalšieho skrutkovacieho pohybu sa potom uskutoční nezávisle od toho, či kovový a/alebo plastový profil, ktorý sa má pripevniť, dolieha na podklad.

Už je známa skrutka (DE-OS 21 57 212), pri ktorej je vytvorený kužeľový úsek stopky na hlavovom konci stopky na vytvorenie rozšírenia, aby sa tým stopke dodalo zosilnenie na vyrovnanie záberového vybrania pre skrutkovač. Na spodnej strane hlavy známej skrutky sú vytvorené rezné hrany, aby sa vybranie zarezalo do obrábaného predmetu a tak sa hlava skrutky do tohto profilu zapustila.

Ďalej je známe pripevňovacie zariadenie (DE-OS 22 38 191), ktoré vždy pozostáva zo skrutky a matice. Skrutka sa priťahovaním matice vtiahne do vŕtaného otvoru, teda sa neotáča. Pritom je kužeľový úsek skrutky dimenzovaný tak, aby pri priťahovaní matice vznikajúca sila trenia zabránila otáčaniu stopky v diere. Týmto trením ba sa skrutkovači nástroj, ktorý sa vypína v závislosti od krútiaceho momentu, nedal vypnúť.

Pri inej známej skrutke (DE 40 19 157 Cl) je v oblasti hlavy skrutky vytvorené profilovanie, ktoré zasahuje do materiálu podložky, aby pri bezprostrednom styku s podložkou náhle silne zvýšilo krútiaci moment skrutky. O tento účinok sa snažíme pri skrutkách, ktoré sa majú zaskrutkovať do podkladu s malou pevnosťou proti vytiahnutiu, ako napríklad plynobetónu. Pri použití skrutky podľa tohto vynálezu sa nesnažíme ani o tento účinok, ani nepoužijeme zodpovedajúce profilovanie. Skôr sa využije rastúce trenie medzi kužeľovým úsekom a vŕtanou dierou, aby sa skrutkovači nástroj vypol v závislosti od krútiaceho momentu.

Predložený vynález má preto za úlohu vytvoriť skrutku v úvode uvedeného typu, pri ktorej použití profil, ktorý sa má pripevniť, alebo doska, ktorá sa má pripevniť, v konečne usadenom stave dostatočne prilieha na podklad.

Podstata vynálezu

Podľa tohto vynálezu sa to podarí tým, že na záberový úsek nadväzujúci úsek stopky sa v smere k záberovému úseku kužeľovito rozširuje, a že priemer konca, blízkeho záberovému úseku, kužeľového úseku stopky je väčší než priemer vŕtanej diery, do ktorej sa skrutka zaskrutkováva, v profile, ktorý sa má pripevniť, a tým aj väčší než vŕtací priemer vŕtacieho úseku.

Týmito opatreniami podľa tohto vynálezu sa už pri zaskrutkovávaní skrutky po jednom alebo viacerých otočeniach spôsobí, že kužeľový a/alebo plastový profil, ktorý sa má pripevniť, sa v smere k podkladu predopne a tým pritlačí k podkladu. Kužeľový úsek stopky, ktorý nasleduje za hlavou skrutky, vyvolá príslušným trením vo vŕtanej diere a kužeľovým vyhotovením v smere zaskrutkovania pôsobenie sily na profil, ktorý sa má pripevniť.

Pritom je jednoduché nastaviť zodpovedajúcu momentovú spojku tak, aby sa uvoľnila až pri zodpovedajúco veľkom krútiacom momente. V tomto časovom okamihu je ale profil, ktorý sa má pripevniť, už v dôsledku pôsobenia kužeľového úseku dostatočne pritlačený na podklad, takže už ide len o to, aby sa skrutkovači nástroj pri dosiahnutí zodpovedajúceho krútiaceho momentu vypol.

Pôsobením kužeľového úseku na steny vŕtanej diery sa okrem toho dosiahne mimoriadne dobré zabezpečenie proti spätnému otáčaniu. Povrch kužeľového úseku sa nachádza so stenami vŕtanej diery prakticky v lícujúcom osadení, pričom okrem toho práve pri zodpovedajúco deformovaných, resp. skrútených profiloch sa tieto profily snažia vrátiť späť do svojej východiskovej polohy. V dôsledku toho existuje vždy dodatočné pružné zaťaženie skrutky, ktoré špeciálne s ohľadom na pôsobenie kužeľového úseku zosilňuje zabezpečenie proti spätnému otáčaniu.

Samo osebe je jasné, že začiatok kužeľového úseku musí vychádzať zo stopky, resp. z bezzávitového úseku stopky, pretože tento kužeľový úsek sa má jednoduchým spôsobom zaviesť do vŕtanej diery v profile, ktorý sa má pripevniť, nasledujúc stopku. Následne je ale žiaduce, aby kužeľový úsek prišiel so stenami vŕtanej diery do záberu podľa možnosti rýchlo a účinne, aby sa takto dalo optimálne uskutočniť axiálne predpínanie. Teda v predsa len pomerne krátkej oblasti zakrúcania skrutky sa na profil, ktorý sa má pripevniť, vyvíja záberový moment a tým axiálne predpätie, predtým, než dôjde k definitívnemu skončeniu procesu zakrúcania skrutky.

Kužeľový úsek spôsobí tiež to, že optimálne pripevnenia na podklad sú možné aj vtedy, keď tento prípadne pozostáva z tenkého plechu alebo iných tenkých materiálov. Pretože kužeľový' úsek predstavuje prakticky spúšťač pre zodpovedajúce zvýšenie krútiaceho momentu, nemôže dôjsť k prekrúteniu závitu v podklade.

Podľa tohto vynálezu sa ďalej navrhuje, aby kužeľový úsek stopky bol vedený až bezprostredne po záberový úsek, resp. k spodnej strane záberového úseku, vytvoreného ako skrutková hlava. Tým sa zaručí, že vŕtaná diera sa bude stále rozširovať až po definitívne usadenie skrutky. Tým vzniká tiež trvalo sa zväčšujúci krútiaci moment, ktorý bude skrutkovači nástroj s nastaviteľnou vypínacou reakciou vedieť zachytiť.

Pritom treba tiež zvlášť dávať pozor na to, aby sa vypnutie krútiacim momentom uskutočnilo celkom presne, pretože pri príliš oneskorenom vypnutí by za určitých podmienok mohlo dôjsť k poškodeniu závitového záberu v podklade, takže pripevnenie by samo osebe bolo neúčinné.

Ďalej môže byť výhodné, keď je priemer konca kužeľového úseku stopky v blízkosti záberového úseku väčší než vonkajší priemer závitového úseku na stopke. Pretože skrutka je vybavená vŕtacím úsekom a tým si sama vytvorí priechodnú dieru v profile, ktorý sa má pripevniť, a tiež otvor v podklade, prirodzene sa prekrúti aj závitový úsek cez profil, ktorý sa má pripevniť. Teda vo vŕtanej diere profilu, ktorý sa má pripevniť, alebo dosky sa najprv vyreže zodpovedajúci závit, pričom sa má dosiahnuť axiálne predpätie kužeľovým úsekom vo vŕtanej diere profilu, ktorý sa má pripevniť, ktorá je vybavená závitom. Vytvorené chody zá vitú sa teda kužeľovým úsekom prakticky opäť zatlačia, resp. sa stlačia na plocho, pričom trenie kužeľového úseku proti stene vŕtanej diery je prinajmenšom pri niekoľkých prvých otáčkach menšie, ako keby boli k dispozícii hladké steny diery.

V prípade, že záleží na presnom hĺbkovom osadení skrutky, t.j. ako hlava skrutky vytvorený záberový úsek má presne doliehať na povrch profilu, ktorý sa má pripevniť, resp. dosky, ktorá sa má pripevniť, môže sa dodatočne zabezpečiť, aby ako hlava skrutky vytvorený záberový úsek mal na svojej spodnej strane prevýšenia a/alebo prehĺbenia. Potom je možné nastaviť momentovú spojku skrutkovacieho nástroja tak, aby nevypla už pri pôsobení kužeľového úseku, ale až potom, keď náhle dôjde k príslušnému zvýšeniu krútiaceho momentu v dôsledku prevýšení a/alebo prehĺbení na spodnej strane skrutkovej hlavy, keď teda skrutková hlava celou plochou doľahne na profil, ktorý sa má pripevniť, resp. dosku, ktorá sa má pripevniť. V dôsledku predchádzajúceho pôsobenia kužeľového úseku je profil, ktorý sa má pripevniť, resp. doska, ktorá sa má pripevniť, už pevne natlačená na podklad, takže už ide len o to, aby sa skrutkovači nástroj príslušne silným zvýšením krútiaceho momentu vypol.

Ďalšie znaky tohto vynálezu a ďalšie výhody ešte bližšie vysvetlíme v ďalšom opise pomocou obrázkov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obrázky znázorňujú:

obr. 1 pohľad na skrutku podľa tohto vynálezu; obr. 2 rez pozdĺž čiary II - II z obr. 1;

obr. 3 rez úsekom skrutky, označeným ako III na obr. 1; obr. 4 rez pripevňovacím nadstavcom skrutky podľa tohto vynálezu, kde sa teda majú pripevniť profily na podklad; obr. 5 čiastočný pohľad na skrutku v procese zaskrutkovávania prenikajúcim úsekom profilu, ktorý sa má pripevniť; obr. 6 čiastkový pohľad na skrutku v úplne osadenom stave, pričom skrutku bezprostredne obklopujúci úsek profilu, ktorý sa má pripevniť, je taktiež znázornený.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Skrutka 1 podľa tohto vynálezu pozostáva zo stopky 2 a zo záberového úseku, ktorý je vytvorený ako skrutková hlava 3. Stopka 2 má na jednom svojom konci vŕtací úsek 4 a ďalej je vybavená závitovým úsekom 5. Úsek 6 stopky 2, nadväzujúci na skrutkovú hlavu 3, je v smere k skrutkovej hlave 3 vytvorený ako kužeľovo rozšírený. Skrutková hlava 3 je na svojej spodnej strane 7 vybavená prevýšeniami 8 a/alebo prehĺbeniami 9. Prevýšenia 8 a/alebo prehĺbenia 9 môžu byť vytvorené vo forme rebier, drážok, vlnovitých rebier, zdrsnenia, jednotlivých hrotov, rebier pílovitého tvaru alebo podobne. Ide o to, aby sa pri zakrúcani skrutky vyvolalo trvalo a pripadne prudko extrémne sa zvyšujúce zaťaženie krútiacim momentom, ktoré v správnom časovom okamihu spôsobí vypnutie skrutkovacieho nástroja so zodpovedajúcou momentovou spojkou. To, či táto momentová spojka reaguje mechanicky alebo elektronicky, alebo či sa použije hydraulické ovládacie zariadenie, nie je v tomto prípade dôležité.

Kužeľový úsek 6 drieku 2 je vedený až bezprostredne po spodnú stranu 7 skrutkovej hlavy 3. Priemer DK konca kužeľového úseku 6, ktorý je bližšie k hlave skrutky, je väčší než priemer vŕtanej diery 14 v profile 10, ktorý sa má pripevniť, do ktorej vchádza skrutka 1. V súlade s tým je priemer DK prirodzene tiež väčší než vŕtaný priemer DB vŕtacieho úseku 4. Aby sa dosiahol zodpovedajúci optimálny účinok, priemer DK konca kužeľového úseku 6, bližšieho k hlave skrutky, je väčší než vonkajší priemer DG závitového úseku S na stopke 2. Skrutka 1 slúži na pripevnenie profilov 10 na podklad 11, ako možno vidieť napríklad na obr. 4. Pri predloženom uskutočnení sa kovové profily, napríklad hliníkové profily, pripevnia na podklad 11, ktorý tiež pozostáva z kovových profilov, napr. hliníkových alebo oceľových profilov. Profily 10, ktoré sa majú pripevniť, môžu byť vybavené zodpovedajúcimi vybraniami alebo pozdĺžnymi drážkami 12, pričom pripevnenie sa uskutočňuje v týchto drážkach 12. Skrutkové hlavy 3 sú tým v konečnom osadenom stave usporiadané ako zapustené vzhľadom na vonkajší povrch 13. Skrutka, vytvorená podľa tohto vynálezu, sa však môže použiť aj na pripevnenie plastových profilov na zodpovedajúci podklad 11 z plastových profilov alebo z kovových profilov.

Ako vidieť z obr.4 a z obr. 5 a 6, pri zakrúcani skrutky 1 sa najskôr pomocou vŕtacieho úseku 4 vytvorí vŕtaná diera 14 v profile 10, ktorý sa má pripevniť. Závitový úsek 5, ktorý nasleduje za vŕtacím úsekom 4, potom vytvorí zodpovedajúci závit 15 vo vŕtanej diere 14 profilu 10, ktorý sa má pripevniť. Nato príde vŕtací úsek 4 do styku s podkladom 11 a vyvŕta tam zodpovedajúcu dieru, do ktorej sa potom môže vytvarovať závitový úsek 5. V pevnom podklade 11 spôsobí závitový úsek 5 zodpovedajúce mechanické pripevnenie. Bezprostredne po vytvorení vŕtanej diery v pevnom podklade 11 dôjde k použitiu kužeľového úseku 6 na konci stopky 2, ktorý je bližšie k hlave skrutky, pričom kužeľový úsek 6 sa natlačí na stenu vŕtanej diery 14, resp. na závit 15 vŕtanej diery 14. V dôsledku kužeľového vyhotovenia úseku 6 sa profil 10, ktorý sa má pripevniť, počas procesu zakrúcania skrutky v smere 16 zakričania predopne, takže spodné úseky 17 profilov 10, ktoré sa majú pripevniť, sa pevne natlačia na hornú stranu 18 podkladu 11. V smere osi teda vznikne zodpovedajúci záberový moment, takže profily 10, ktoré sa majú pripevniť, sa vždy bezpečne a dostatočne natlačia na pevný podklad 11a doliehajú k nemu. Aj keď sú profily 10 prípadne deformované alebo skrútené, dosiahne sa riadne doľahnutie profilov.

Na obr. 6 okrem toho vidieť, že v dôsledku pôsobenia kužeľového úseku 6 na spodnej strane vŕtanej diery 14 môže dôjsť k vytlačeniu materiálu, takže sa vytvorí prakticky obvodový výstupok 19. Odtlačením materiálu kužeľového úseku 6 vznikne podľa materiálu profilu 10, ktorý sa má pripevniť, menšie alebo väčšie, alebo vôbec žiadne vytvarovanie.

Pri takomto spôsobe použitia - kde teda treba dávať pozor na presné hĺbkové osadenie - musí byť len zabezpečené, že použitý kužeľový úsek vyvolá zodpovedajúci uťahovací účinok a použitím spodnej strany hlavy skrutky so zodpovedajúcimi prevýšeniami a/alebo prehĺbeniami dôjde k náhlemu zvýšeniu krútiaceho momentu.

Tiež by bolo mysliteľné, že kužeľový úsek 6 nebude vedený až bezprostredne po spodnú stranu 7 skrutkovej hlavy, ale že na tento kužeľový úsek 6 nadväzuje napríklad krátky valcový úsek, ktorý potom prejde do spodnej strany 7 skrutkovej hlavy 3. Zodpovedajúce upnutie materiálu natlačením kužeľového úseku 6 by bolo možné, keby na spodnej strane 7 skrutkovej hlavy 3 bola k dispozícii obvodová drážka. Napriek tomu je potom ešte možné vytvoriť v zodpovedajúcej prstencovej oblasti na spodnej strane 7 skrutkovej hlavy 3 prevýšenia a/alebo prehĺbenia, aby sa mohlo uskutočniť nevyhnutné náhle zvýšenie krútiaceho momentu.

Na obrázku sa vychádzalo zo skrutky s valcovou skrutkovou hlavou 3. V tejto hlave skrutky je vytvorený stredový otvor 20 na nasadenie skrutkovacieho nástroja. V rámci tohto vynálezu je mysliteľné vytvoriť aj skrutky so zodpovedajúcim vonkajším záberom a namiesto skrutkovej hlavy 3 valcového tvaru vytvoriť hlavu skrutky ako zapustenú hlavu.

Pokiaľ nejde o presné hĺbkové osadenie skrutky, t. j. keď sa takéto skrutky po príslušnom osadení zakryjú krycími prvkami alebo podobne, alebo keď sú na skrutkovačom nástroji k dispozícii presné možnosti nastavenia, ktoré pri dosiahnutí hladkej spodnej strany hlavy skrutky môžu vyvolať náhle vypnutie skrutkovacieho nástroja, potom na spodnej strane hlavy skrutky nie sú potrebné žiadne prevýšenia a/alebo prehĺbenia.

Ak na osadenie skrutky jednoducho stačí vytvoriť zodpovedajúco vysoký krútiaci moment, aby sa skrutkovači nástroj odpojil, stačí aj samotný kužeľový úsek 6, takže vôbec nie je potrebná hlava skrutky. Potom sa jednoducho vytvorí zodpovedajúci záberový úsek, pričom tento záberový úsek môže byť vytvorený tak ako vnútorný, ako aj ako vonkajší záber. Napríklad by bolo mysliteľné vytvoriť takéto skrutky s vonkajšou šesťuholníkovou hranou alebo vnútornou šesťuholníkovou hranou, resp. inými vnútornými alebo vonkajšími zábermi. Záberové úseky môžu v tomto prípade mať priemer rovnaký alebo menší alebo aj o málo väčší než zodpovedajúci koniec kužeľového úseku 6.

Veľkým zvýšením krútiaceho momentu pri zábere kužeľového úseku sa s istotou zabezpečí, že dôjde k vypnutiu skrutkovacieho nástroja predtým, než prípadne dôjde k poškodeniu závitu v podklade, takže skrutka podľa tohto vynálezu sa dá výhodne použiť aj pri tenkých plechoch alebo vôbec pri podklade z tenkého materiálu. Kužeľovým úsekom sa zabezpečí aj zodpovedajúce zaistenie proti spätnému otáčaniu.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Skrutka na pripevnenie kovových a/alebo plastových profilov alebo dosák na podklad, pozostávajúca zo stopky s vŕtacím úsekom a závitovým úsekom, ako aj záberovým úsekom na nasadenie skrutkovacieho nástroja, vyznačujúca sa tým, že na záberový úsek nadväzujúci kužeľový úsek (6) stopky (2) v smere k záberovému úseku je kužeľovo rozšírený, a že priemer (DK) konca kužeľového úseku (6) stopky (2), ktorý je bližší k záberovému úseku, je väčší než priemer vŕtanej diery (14) pripevniteľného profilu (10) skrutky (1), a tým aj väčší než vŕtaný priemer (DB) vŕtacieho úseku (4).
2. 2. Skrutka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že kužeľový úsek (6) stopky (2) je vedený až bezprostredne k záberovému úseku, resp. k spodnej strane (7) záberového úseku, vytvoreného ako skrutková hlava (3).
3. 3. Skrutka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že priemer (DK) konca kužeľového úseku (6) stopky (2), ktorý je bližší k záberovému úseku, je väčší než vonkajší priemer (DG) závitového úseku (5) na stopke (2).
4. 4. Skrutka podľa nároku 1,vyznačujúca sa t ý m , že záberový úsek, vytvorený ako skrutková hlava (3), na spodnej strane (7) obsahuje prevýšenia (8) a/alebo prehĺbenia (9).