UA64445A

UA64445A - Screw for non-split threaded joint

Info

Publication number: UA64445A
Application number: UA2003065064A
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Mykolaiovy Horbaniev
Original assignee: Oleksandr Mykolaiovy Horbaniev
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-02-16

Abstract

A screw for a non-split threaded joint has a threaded rod and a countersunk or convex head with a central slot for a screwdriver. Two parts of the surface of the head are symmetrically separated with respect to the axis of rotation of the rod to the depth of the cut from the sides opposite to the direction of screwing the screw.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до кріпильних засобів для нерознімного з'єднання елементів між собою, зокрема до 2 нарізних гвинтів або до шурупів і може бути використаний для кріплення різного роду об'єктів при здійсненні складальних, монтажних і іншого вигляду робіт.The invention relates to fasteners for inseparable connection of elements to each other, in particular to 2 self-tapping screws or screws and can be used to fasten various types of objects during assembly, assembly and other types of work.

Відомий різьбовий кріпильний елемент, наприклад болт, що містить шестигранну головку під ключ і стержень з різьбленням на зовнішній поверхні і з крізним осьовим отвором (див. авторське свідоцтво СРСР Мо783495 з класу Е16835/00 яке опубліковане в 1980 році). 70 Однак цьому кріпильному елементу властиві недолікю, що полягають в недостатній стомленої міцності, виникаючій в зв'язку з наявністю концентрацій напружень у западинах різьблення, які при повторно-змінних навантаженнях можуть досягати значних величин, що значно зменшує стомлену міцність болта.A threaded fastener is known, for example, a bolt containing a hexagonal keyed head and a rod with a thread on the outer surface and with a through axial hole (see the copyright certificate of the USSR Mo783495 of the class E16835/00 which was published in 1980). 70 However, this fastening element is characterized by the disadvantage of insufficient fatigue strength, which arises due to the presence of stress concentrations in the depressions of the thread, which can reach significant values under repeatedly changing loads, which significantly reduces the fatigue strength of the bolt.

Цей недолік усунений в різьбовому кріпильному елементі, наприклад болті, що містить шестигранну головку під ключ і стержень з різьбленням на зовнішній поверхні і з крізним осьовим отвором, причому зовнішній 12 діаметр стержня болта рівний 1,4...1,5 діаметри осьового отвору (див. патент України Мо11158 з класу Е16835/00 який опублікований 25.12.96 року в Бюл. Мо 4).This drawback is eliminated in a threaded fastening element, for example, a bolt containing a hexagonal key head and a rod with a thread on the outer surface and with a through axial hole, and the outer 12 diameter of the bolt rod is equal to 1.4...1.5 diameters of the axial hole ( see patent of Ukraine Mo11158 from the class E16835/00 which was published on December 25, 1996 in Bull. Mo 4).

Основним недоліком цього кріпильного елемента є те, що для з'єднання деталей з його допомогою необхідно або наявність другого кріпильного елемента - гайки, або наявність різьблення у відповідь на одній з деталей, що з'єднуються. Однак не завжди є можливість нарізати різьблення на одній з деталей що з'єднуються або 20 використати гайки через відсутність доступу до зворотного боку з'єднання, що і зумовило широке використання в таких випадках самонарізних гвинтів.The main disadvantage of this fastening element is that in order to connect parts with its help, it is necessary either to have a second fastening element - a nut, or to have a corresponding thread on one of the parts to be connected. However, it is not always possible to cut a thread on one of the connecting parts or to use nuts due to the lack of access to the reverse side of the connection, which led to the widespread use of self-tapping screws in such cases.

Відомий також кріпильний елемент, на стержні якого є робоча частина у вигляді ріжучого елемента з ріжучими кромками на торці і спіральними стружечними канавками на стержні кріпильного елемента. При цьому довжину канавок виконують меншої довжини стержня кріпильного елементу. Хвостова частина кріпильного 22 елемента має чотиригранну форму під ключ. Вкручення кріпильного елемента здійснюють шляхом його « обертання відносно його ж поздовжній осі за допомогою гайкового ключа (див. авторське свідоцтва СРСРA fastener is also known, on the rod of which there is a working part in the form of a cutting element with cutting edges on the end and spiral chip grooves on the rod of the fastener. At the same time, the length of the grooves is shorter than the length of the rod of the fastening element. The tail part of the fastening element 22 has a four-sided turnkey shape. Screwing of the fastening element is carried out by "rotating it relative to its longitudinal axis with the help of a wrench (see copyright certificate of the USSR

Мо1761997 з класу Е16825/00 яке опубліковане 15.09.92 року в Бюл. Мо34).Mo1761997 from class E16825/00 which was published on September 15, 1992 in Bull. Mo34).

Недоліком цього кріпильного елемента є те, що, через конструктивні особливості його хвостової частини, при вкручені в матеріал кріпильного елемента неможливо прикласти до нього осьове зусилля. Отже, якщо о 30 матеріал буде досить жорстким, то моменту, що закручує, що створюється гайковим ключем, буде недостатньо /-«ф для вкручення відомого кріпильного елемента в деталі.The disadvantage of this fastening element is that, due to the design features of its tail part, when the fastening element is screwed into the material, it is impossible to apply an axial force to it. Therefore, if at 30 the material is sufficiently rigid, the torque created by the wrench will not be enough /-«f to screw the known fastener into the part.

Цей недолік усунений в самонарізному гвинті, що містить головку з привідним засобом у вигляді осьового З поглиблення, бічна стінка якого виконана у вигляді бічної поверхні циліндра, причому поперечний перетин «І циліндра відмінний від кола. Вкручення гвинта здійснюється торцевим ключем, форма головки якого відповідає 3о формі поглиблення в головці гвинта (див. патент США Мо3584667 з класу В25815/00 який опублікований в 1971 о році).This drawback is eliminated in the self-tapping screw, which contains a head with a drive device in the form of an axial Z recess, the side wall of which is made in the form of the side surface of a cylinder, and the cross section of the cylinder is different from a circle. The screw is screwed in with a socket wrench, the shape of the head of which corresponds to the shape of the recess in the screw head (see US patent Mo3584667 from the class B25815/00, which was published in 1971).

Недолік відомого гвинта полягає в тому, що торцевий ключ, що використовується для його вкручення може бути не точно встановленим в поглиблення головки і внаслідок цього знаходитися в не концентричному з « гвинтом положенні. Це приводить до менш ефективної передачі зусилля між торцевим ключем і поглибленням в З 70 головці гвинта. Крім того, через перекіс ключа гвинт може ушкоджуватися. с Цього недоліку позбавлений самонарізний гвинт, що містить різьбовий стержень з головкою. У головці гвинта з» виконане поглиблення, наприклад, шляхом холодного пресування або за допомогою іншого придатного для цього методу. Поглиблення служить для прийому торцевого ключа для маніпулювання гвинтом. Для передачі обертаючого моменту бічна стінка поглиблення виконана зі складною конфігурацією, відмінною від кола.The disadvantage of the known screw is that the socket wrench used to screw it in may not be precisely installed in the recess of the head and, as a result, be in a non-concentric position with the screw. This leads to a less efficient transfer of force between the socket wrench and the recess in the Z 70 screw head. In addition, due to the skew of the key, the screw can be damaged. c A self-tapping screw containing a threaded rod with a head does not have this drawback. In the head of the screw with" a recess is made, for example, by cold pressing or by means of another method suitable for this purpose. The recess is used to receive the socket wrench for manipulating the screw. To transmit the torque, the side wall of the recess is made with a complex configuration, different from a circle.

Зовнішній контур поглиблення утворений шістьма зверненими опуклими сторонами назовні дугами кола, б сполученими між собою зверненими угнутими сторонами у всередину дугами кола, причому звернені у «їз» всередину дуги кола мають радіус кривизни, в два рази більше, ніж дуги кола з опуклими назовні сторонами. У зоні направлених всередину в радіальному напрямі дуг кола бічна стінка утворена поверхнями, рівномірно шк розподіленими по колу поглиблення і розташованим на уявному конусі, своїм кінцем орієнтованому до дна ї» 20 поглиблення (див. патент України Мо26558 з класу Е16823/00, В25815/00 який опублікований 11.10.99р. в Бюл.The outer contour of the recess is formed by six arcs of a circle with their convex sides facing outwards, and arcs of a circle connected by concave sides facing inwards, and the arcs of a circle facing inwards have a radius of curvature that is twice as large as the arcs of a circle with convex sides. In the area of radially inward arcs of the circle, the side wall is formed by surfaces uniformly distributed along the circumference of the recess and located on an imaginary cone, with its end oriented to the bottom of the recess (see Ukrainian patent Mo26558 of class E16823/00, B25815/00 which was published on October 11, 1999 in Bull.

Моб). сл Недопіком відомого самонарізного гвинта є висока складність форми поглиблення в його головці. Для виконання такого поглиблення потрібне застосування соціальним методів обробки металу або спеціальних прес-форм для пресування, що загалом, підвищує вартість гвинта. Крім того для маніпулювання гвинтом 22 необхідно виготовляти спеціальний торцевий ключ. З урахуванням великої номенклатури гвинтів по розмірах, в. виготовлення спеціальних торцевих ключів економічно не раціонально, оскільки вони більш ніде не можуть бути використані для взаємодії з іншими кріпильними елементами.Mob). sl The drawback of the well-known self-tapping screw is the high complexity of the recess in its head. To perform such deepening requires the use of social methods of metal processing or special molds for pressing, which, in general, increases the cost of the screw. In addition, to manipulate the screw 22, it is necessary to make a special socket wrench. Taking into account the large nomenclature of screws by size, v. the production of special socket wrenches is not economically rational, since they cannot be used anywhere else to interact with other fastening elements.

Найбільш близьким за своєю суттю і досягаємому ефекту, що приймається за прототип, є самонарізний гвинт, що містить різьбовий стержень і циліндричну потайну або опуклу головку з центральним прорізом під 60 викрутку. Для маніпулювання гвинтом (вкручення або вивертання) використовується викрутка з плоским робочим кінцем. Викрутку вставляють в проріз головки гвинта і прикладають до неї одночасно осьове і обертаюче зусилля для створення моменту, що крутить (див. авторське свідоцтво СРСР Мо1638388 з класу Е16825/00 яке опубліковане 30.03.91р. в Бюл. Мо12).The closest in nature and the achievable effect, which is taken as a prototype, is a self-tapping screw containing a threaded rod and a cylindrical countersunk or convex head with a central slot for a 60 screwdriver. A screwdriver with a flat working end is used to manipulate the screw (screw it in or turn it out). The screwdriver is inserted into the slot of the screw head and an axial and rotational force is applied to it at the same time to create a twisting moment (see the author's certificate of the USSR Mo1638388 from the class E16825/00 which was published on March 30, 1991 in Bull. Mo12).

На практиці є ряд випадків, коли після скріплення елементів, що з'єднуються гвинтами взагалі не бо допускається їх подальше роз'єднання. Конструкція головки з прорізом у відомому гвинті дозволяє його не тільки загвинчувати, але і відгвинчувати. Отже, відомий гвинт не може забезпечити умови заборони подальшого роз'єднання сполучених елементів, оскільки за допомогою викрутки, вставленою в проріз головки гвинт можна викрутити. Це можливо тому, що головка гвинта має в перетині форму кола, яке розділене симетрично на два півкола центральним прорізом, бічні поверхні якій є опорними майданчиками для передачі зусилля від леза викрутки до головки гвинта. Оскільки через симетричний проріз, що перетинає головку по всьому її діаметру обертаючий момент може передаватися в будь-якому напрямі, то відомий гвинт без великих зусиль можна викрутити, тим самим не додержати умови нероз'єднання деталей, що були з'єднані раніш. Це є основним і істотним недоліком відомої конструкції гвинта. 70 У основу винаходу поставлена задача виключення можливості викручування гвинта шляхом неможливості створення моменту, що крутить в напрямі, протилежному закрученню за рахунок видалення частини опорних поверхонь в прорізі головки гвинта.In practice, there are a number of cases when, after fastening the elements connected by screws, their further separation is not allowed at all. The design of the head with a slot in the known screw allows it not only to be screwed in, but also to be unscrewed. Therefore, the known screw cannot provide conditions for prohibiting further disconnection of the connected elements, since the screw can be unscrewed with the help of a screwdriver inserted into the slot of the head. This is possible because the cross-section of the screw head has the shape of a circle, which is divided symmetrically into two semicircles by a central slot, the side surfaces of which are support platforms for the transmission of force from the screwdriver blade to the screw head. Since the torque can be transmitted in any direction through the symmetrical slot that crosses the head along its entire diameter, the known screw can be unscrewed without much effort, thereby not complying with the conditions of non-disconnection of previously connected parts. This is the main and essential drawback of the known design of the screw. 70 The invention is based on the task of eliminating the possibility of unscrewing the screw by making it impossible to create a twisting moment in the direction opposite to twisting due to the removal of part of the support surfaces in the slot of the screw head.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що в гвинті для нерознімного різьбового з'єднання, що містить різьбовий стержень і потайну або опуклу головку з центральним прорізом під викрутку, дві частини поверхні /5 Головки видалені симетрично до осі обертання стержня на глибину прорізу з боків протилежних напряму загвинчування гвинта.The solution to the given problem is achieved by the fact that in a screw for an inseparable threaded connection containing a threaded rod and a concealed or convex head with a central slot for a screwdriver, two parts of the surface /5 Heads are removed symmetrically to the axis of rotation of the rod to the depth of the slot from the sides opposite the direction screwing in the screw.

Оскільки частини головки видалені, то повністю відсутня одна опорна поверхня в прорізі, що виключає можливість передачі момент, що крутить головці гвинта, викруткою в напрямі відгвинчення гвинта, отже гвинт, після закручення, неможливо відгвинтити. Тому запропонована конструкція гвинта забезпечує умови неможливості роз'єднання деталей, що були сполучені таким гвинтом.Since the parts of the head are removed, one support surface in the slot is completely missing, which excludes the possibility of transmitting the turning moment to the screw head with a screwdriver in the direction of unscrewing the screw, so the screw, after tightening, cannot be unscrewed. Therefore, the proposed design of the screw provides conditions for the impossibility of disconnecting the parts connected by such a screw.

Подальша сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображений загальний вигляд запропонованого гвинта для нерознімного різьбового з'єднання.The further essence of the invention is explained by the illustrative material, which shows the general view of the proposed screw for an integral threaded connection.

Запропонований гвинт для нерознімного різьбового з'єднання (фіг.) містить різьбовий стержень 1 і потайну головку 2 з центральним прорізом З під викрутку (не зображена). Бічна поверхня 4 прорізу З утворить опорний ов майданчик для передачі моменту, що крутить, від викрутки до головки 2 гвинта. Частина поверхні головки 2 видалена до осі обертання стержня 1 на глибину прорізу 3. З цієї причині відсутня частина прорізу 3, отже, « відсутня і опорна поверхня для передачі моменту, що крутить, викруткою в напрямі видаленої поверхні головки, тобто в напрям протилежному загвинчуванню гвинта.The proposed screw for non-separable threaded connection (fig.) contains a threaded rod 1 and a countersunk head 2 with a central slot C for a screwdriver (not shown). The side surface 4 of the slot C will form a supporting platform for the transmission of the torque from the screwdriver to the head 2 of the screw. Part of the surface of the head 2 has been removed to the axis of rotation of the rod 1 to the depth of the slot 3. For this reason, part of the slot 3 is missing, therefore, there is also a support surface for transmitting the torque by the screwdriver in the direction of the removed surface of the head, that is, in the direction opposite to the screwing of the screw .

Для вкручення запропонованого гвинта для нерознімного різьбового з'єднання викрутку встановлюють в ю зо проріз З і прикладають до неї осьове зусилля. Потім викрутку починають обертати в напрямі загвинчування (напрям загвинчування залежить від напряму різьблення на стержні 1: права або ліва). При цьому лезо викрутки - впирається в бічну поверхню прорізу З і передає момент, що крутить, який забезпечує вкручення гвинта. При «Е спробі вигвинтити гвинт необхідно передати момент, що крутить в протилежному напрямі. Однак цього зробити неможливо, оскільки відсутня друга опорна поверхня прорізу З через наявність видалених дільниць головки 2 « з5 Гвинта, отже, викрутка буде вільно провертатися, не надаючи впливу на гвинт. соTo screw in the proposed screw for a non-removable threaded connection, a screwdriver is installed in the right slot C and an axial force is applied to it. Then the screwdriver begins to rotate in the direction of screwing (the direction of screwing depends on the direction of the thread on rod 1: right or left). At the same time, the blade of the screwdriver rests against the side surface of the slot C and transmits a torque that ensures the screw is screwed in. When trying to unscrew a screw, it is necessary to transmit a torque in the opposite direction. However, this cannot be done, since there is no second supporting surface of the slot C due to the presence of removed sections of the head 2 " of 5 of the screw, therefore, the screwdriver will rotate freely without affecting the screw. co

Істотна відмінність об'єкта винаходу, що заявляється, від раніше відомих полягає в тому, що головка 2 гвинта має видалені симетричні дільниці на глибину прорізу 3, що робить проріз З несиметричною відносно осі прорізу З з-за відсутності окремих крайніх дільниць її бічних поверхонь. Вказана відмінність дозволяє передавати момент, що крутить тільки в одному напрямі - в напрямі загвинчування. У протилежному ж напрямі « передати момент, що крутить, не уявляється можливим, отже, гвинт не можна викрутити, тим самим виключити 7-3 с можливість роз'єднання деталей.A significant difference between the object of the claimed invention and the previously known ones is that the head 2 of the screw has symmetrical sections removed to the depth of the slot 3, which makes the slot C asymmetrical relative to the axis of the slot C due to the absence of separate extreme sections of its side surfaces. This difference allows you to transmit the torque that twists only in one direction - in the direction of screwing. In the opposite direction, it is not possible to transmit the turning moment, therefore, the screw cannot be unscrewed, thereby eliminating the possibility of disconnecting the parts.

До технічних переваг запропонованого технічного рішення у порівнянні з прототипом, можна віднести ;» можливість передачі моменту, що крутить, тільки в одному напрямі за рахунок відсутності частин на поверхні головки гвинта.The technical advantages of the proposed technical solution in comparison with the prototype include: the ability to transmit the torque in only one direction due to the absence of parts on the surface of the screw head.

Соціальні переваги від впровадження винаходу, в порівнянні з використанням прототипу, отримують за б рахунок збереження деталей, що з'єднуються, оскільки останні після з'єднання за допомогою гвинта запропонованої конструкції, вже неможливо роз'єднати. щ» тьSocial benefits from the implementation of the invention, in comparison with the use of the prototype, are obtained at the expense of preserving the parts that are connected, since the latter, after connecting with the help of the screw of the proposed design, can no longer be separated. sh" t

Claims

Formula of the invention iz 50 s Screw for an inseparable threaded connection, containing a threaded rod and a countersunk or convex head with a central slot for a screwdriver, which is characterized by the fact that two parts of the head surface are removed symmetrically to the axis of rotation of the rod to the depth of the slot on opposite sides direction of screwing.

R 60 b5