Винт

Изобретение относится к крепежным элементам, а именно к винтам. Резьбонарезающий винт содержит частично снабженный резьбой стержень, для вкручивания в предварительно выполненные отверстия, и головку. Между головкой винта и резьбой выполнен лишенный резьбы участок. Резьба (4), по меньшей мере, в обращенной к головке (3) винта зоне стержня имеет, по меньшей мере, одну пересекающую резьбу (4) и заканчивающуюся на лишенном резьбы участке (2) канавку (5), или насечку, или желобок, при этом резьба (4), по меньшей мере, в обращенной от головки (3) винта концевой зоне выполнена треугольной. В результате повышается защита от раскручивания винта при соединении между собой тонких стальных листов. 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к винту, содержащему снабженный, по меньшей мере, частично резьбой стержень и головку.

Винты такого рода для различных специальных применений известны в самых разных выполнениях.

Задачей изобретения является создание винта с возможностью соединения между собой, в частности, более тонких стальных листов с одной стороны с максимально высокой степенью защиты от раскручивания.

Это удается согласно изобретению за счет того, что между головкой винта и резьбой выполнен лишенный резьбы участок, а резьба, по меньшей мере, в обращенной к головке винта зоне стержня имеет, по меньшей мере, одну пересекающую резьбу и заканчивающуюся на лишенном резьбы участке канавку или насечку или желобок, резьба, по меньшей мере, в обращенной от головки винта концевой зоне выполнена треугольной.

За счет лишенного резьбы участка под головкой лист со стороны головки вкручивают вплоть до головки, причем нижняя сторона головки действует в качестве упора. Второй лист затягивают дальше. За счет этого оба листа притягиваются друг к другу. В результате достигается более высокое усилие натяжения винта. Уменьшение этого усилия натяжения предотвращено пересекающей резьбу канавкой. При этом за счет канавки в резьбе возникает защищенное от раскручивания соединение. Ограничения канавки действуют в качестве элементов зацепления, способствуя, тем самым, анкеровке входящей, по меньшей мере, во второй лист резьбы.

В одном варианте винта лишенный резьбы участок имеет меньший диаметр по сравнению с внутренним диаметром резьбового стержня. За счет этого лист со стороны головки без сопротивления и максимально полностью использует нижнюю сторону головки в качестве упора при вкручивании. Если желательно достичь под головкой плотного соединения или с геометрическим замыканием, то диаметр лишенного резьбы участка может соответствовать внутреннему диаметру резьбового стержня или может быть выбран даже немного большим, не оказывая негативного влияния на защиту от раскручивания.

В другом варианте винта ширина лишенного резьбы участка соответствует толщине листа, лежащего ближе к нижней стороне головки. Благодаря этому выполнению достигается оптимальная ситуация в отношении всего соединения, поскольку в то время как винт может быть перекручен в ближайшем к его головке листе, второй лист при дальнейшем вкручивании притягивается к первому листу с максимальным усилием.

В другом варианте винта ширина лишенного резьбы участка приблизительно соответствует толщине всех скрепляемых между собой листов. Это является целесообразной простой возможностью предотвращения выкручивания винта у листов, которые по общей толщине попадают на лишенный резьбы участок. В этом случае предотвращена возможность попадания одного из обоих листов при раскручивании или ослаблении снова в резьбу. Следовательно, между листами и винтом больше не передается крутящий момент. Надежное затягивание без динамометрических инструментов в этом выполнении возможно, тем самым, без проблем. Защита от раскручивания обеспечена и в этом случае. Этому способствует (способствуют) также пересекающая (пересекающие) резьбу канавка (канавки).

В другом варианте винта канавка заканчивается на лишенном резьбы участке. Этим достигается максимальное действие канавки, поскольку особенно у тонких листов возможно, чтобы соединение между резьбой и листом было основано менее чем на одной периферии резьбы. Только заканчивающаяся на лишенном резьбы участке канавка может обеспечить свое действие, с точки зрения геометрии.

В другом варианте винта канавка или насечка или желобок образует U-, или V-, или трапецеобразные «бухты». Форму выбирают так, чтобы она способствовала нарезке резьбы и чтобы раскручивание винта было возможно только с очень высокими раскручивающими моментами.

В другом варианте винта резьба имеет две или более канавок, или насечек, или желобков. Это усиливает действие канавки по отношению к раскручивающему моменту и положению. Усиление может быть достигнуто любой другой канавкой на периферии резьбы. Следует, однако, обратить внимание на то, что на функцию резьбы как таковой не особенно сильно влияет выполнение чрезмерного числа канавок. На практике особенно зарекомендовало себя число канавок от двух до пяти.

В другом варианте винта канавка, или насечка, или желобок проходит осепараллельно стержню. Это просто технологически и отвечает приведенным выше требованиям.

В другом варианте винта канавка или насечка или желобок выполнена лево- и/или правозакручивающейся относительно стержня. За счет этого действие может быть более точно согласовано с применением, а приведенные выше требования, тем самым, выполняются еще более оптимально. Особенно предпочтительной является правозакручивающаяся канавка, насечка, желобок и т.п. с небольшим подъемом. При таком выполнении пересекающая резьбу канавка, насечка, желобок и т.п. создает один острый и один тупой углы в витке резьбы. Острый угол приводит к повышению раскручивающего момента винта, а тупой угол уменьшает выфрезеровывание листа и повышает поэтому усилия затягивания винта.

Далее предложено, что канавка, или насечка, или желобок выполнена преимущественно на глубине внутреннего диаметра резьбы. Согласно другому варианту канавка, или насечка, или желобок выполнена глубже, чем внутренний диаметр резьбы. Этим достигается очень хорошая форма листа во время формирования.

В другом варианте винта, по меньшей мере, на примыкающую к лишенному резьбы участку часть резьбы нанесено зажимающее и/или клеящее покрытие. Это покрытие оказывает крайне положительное влияние на зажимное действие, определяемое геометрическими формами. Раскручивание через короткое время почти невозможно. Можно говорить, следовательно, об оптимальном закреплении.

Из специальной литературы известно, что резьбовые соединения могут самопроизвольно ослабляться, например, из-за взаимодействия между растягивающими и сжимающими напряжениями, вибрации, динамической нагрузки (пульсирующая или знакопеременная), уменьшения самостопорения у многозаходных резьб или размещения упругих шайб. В данном изобретении, в частности, из-за выполнения канавок и заполнения полостей зажимающим и/или клеящим покрытием возникает оптимальная дополнительная защита от ослабления соединения.

Помимо этого кратковременного действия в процессе закрепления при заполнении канавок, насечек, желобков и т.п. покрытием они используются также для непрерывного нанесения покрытия на резьбу во время ввинчивания. Этот процесс уже через короткое время повышает защиту от раскручивающих моментов. В результате защищенное от раскручивания соединение уже у листов толщиной менее 0,5 мм.

В другом варианте винта на лишенный резьбы участок и/или на нижнюю сторону головки нанесено зажимающее и/или клеящее покрытие. У тонких листов покрытие в затянутом состоянии действует лишь в очень маленькой зоне резьбы. За счет нанесения покрытия на лишенный резьбы участок можно предотвратить движение винта уже с небольшими вращательными усилиями. Даже если резьбовое соединение нельзя ослабить, преимущество этого выполнения заключается в том, что за счет дополнительной фиксации винта предотвращаются ненужные движения. Так, предотвращено также возможное дребезжание или вибрирование, возможное на фасаде в результате воздействия ветра.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что в качестве покрытия нанесен двухкомпонентный клей и т.п. Здесь можно наносить любые известные или новые разработанные клеи, обеспечивающие желаемые эффекты.

В другом варианте винта в качестве покрытия нанесен пластик и т.п. Пластики могут быть точно согласованы с требованиями к резьбовому соединению и образуют поэтому идеальную альтернативу другим покрытиям, например жидким покрытиям.

В другом варианте винта в качестве смазывающего покрытия, по меньшей мере, на обращенную от головки винта концевую зону стержня нанесен воск, политетрафторэтилен, пластик и т.п. Для уменьшения резьбоформирующего момента во время вкручивания можно в тех местах резьбы, которые после затягивания крепежа больше не находятся в непосредственном контакте с одним из листов, нанести смазывающий или скользящий слой. Этим можно уменьшить формующие моменты. Свинчивание возможно, таким образом, даже с менее сильными вспомогательными средствами, такими как сверлильный станок и др. При ручном свинчивании достигается то, что монтажнику требуется прикладывать меньше усилия, и он может вкручивать винт быстрее.

В другом варианте винта покрытие нанесено частично или замкнутым по периферии. Уже частичное покрытие оказывает поддерживающее действие в отношении раскручивающего момента. Возможны также частично нанесенные смазочные средства. Целесообразны, следовательно, произвольные комбинации. Они могут быть произвольно согласованы с требованиями к резьбовому соединению.

В другом варианте винта резьба выполнена в обращенной от его головки концевой зоне стержня некруглой. Помимо изготовления гаечной резьбы без снятия стружки происходит также наклеп резьбы. Следствием меньшего вытеснения материала является меньший вкручивающий момент.

В другом варианте винта резьба выполнена треугольной. За счет большого перекрытия боковых поверхностей этой формы резьбы достигается соединение с геометрическим замыканием между винтом и листом. Это является важным условием, в частности, у тонких листов, чтобы можно было воспринимать большие осевые растягивающие усилия.

В другом варианте винта стержень имеет в обращенной от его головки концевой зоне конический резьбовой участок. Если имеются предварительно вырубленные крепежные отверстия, то за счет этого можно дополнительно достичь центрирования отверстий.

В другом варианте винта резьба заканчивается на обращенном от его головки конце острием. За счет этого предварительно просверленные тонкие листы могут быть центрированы острием винта почти до величины диаметра отверстий и, тем самым, приведены в процессе монтажа принудительным образом в правильное положение. Эта функция обеспечена и тогда, когда резьба не заканчивается полностью острием. Даже конусообразное острие может вполне выполнять эту функцию.

В другом варианте винта на обращенной от приложения вращательного усилия стороне расположено самосверлящее или самопроникающее острие, благодаря чему у уже центрированных листов просверленное отверстие выполняют непосредственно в процессе монтажа. Это не только способствует эффективности, но и гарантирует идеальное согласование диаметра просверленного отверстия с последующим вкручиванием и затягиванием соединения.

Примеры осуществления изобретения более подробно поясняются ниже со ссылкой на чертежи, на которых изображают:

- фиг.1 - первый пример выполнения винта;

- фиг.2 - выполнение с левозакручивающимися, пересекающими резьбу канавками;

- фиг.3 - выполнение с правозакручивающимися, пересекающими резьбу канавками;

- фиг.4 - разрез по линии IV-IV на фиг.2 с V-образными канавками;

- фиг.5 - разрез по линии IV-IV на фиг.2 с трапецеобразными канавками;

- фиг.6 - частичный разрез примера применения с двумя листами, причем резьбовое зацепление предусмотрено во внешнем листе;

- фиг.7 - частичный разрез примера применения с двумя листами, входящими в лишенный резьбы участок винта, причем резьба расположена вне листа;

- фиг.8 - частичный разрез примера применения с двумя листами, причем использован винт с частичным покрытием резьбы;

- фиг.9 - частичный разрез примера применения с двумя листами, причем использован винт с частичным покрытием в канавке;

- фиг.10 - другой пример выполнения винта со сверлильным острием;

- фиг.11 - разрез по линии XI-XI на фиг.10, причем предусмотрены U-образные канавки;

- фиг.12 - частичный разрез примера применения с двумя листами, причем использован самосверлящий винт.

Изображенный на фиг.1 винт 1 имеет лишенный резьбы участок 2 между головкой 3 и резьбой 4. Резьба 4 имеет, по меньшей мере, одну пересекающую ее канавку 5. Этим можно достичь защищенного от раскручивания скрепления между двумя и более листами 11, 14 посредством единственного крепежного элемента. При использовании предварительно просверленных листов в качестве вариантов могут быть выполнены концевые зоны 6 стержня 7 коническими с целью центрирования листов 11, 14. У выполненных таким образом вариантов коническая концевая зона 6 может быть выполнена до острия. Эта концевая зона 6 стержня может иметь также треугольную форму или может быть, как вся резьба, треугольной.

В варианте на фиг.2 выполнена левозакручивающаяся канавка 5, пересекающая резьбу. В согласовании со всем соединением этот вариант может быть предпочтительным. Если диаметр DG лишенного резьбы участка 2 меньше внутреннего диаметра DK стержня 7, то этим достигается то, что, в частности, ближайший к головке 3 винта лист допускает радиальные смещения и, тем самым, между двумя и более крепежными точками в листе не возникают напряжения или прогибы. За счет этого листами высокоэстетично могут быть покрыты большие площади. В большинстве выполнений особенно большая польза достигается тогда, когда канавки 5 заканчиваются на лишенном резьбы участке 2, поскольку, в частности, у тонких листов это препятствует выкручиванию винта 1 из них.

В другом выполнении на фиг.3 винт 1 имеет несколько правозакручивающихся канавок 5. В зависимости от изготовления и применения могут быть достигнуты рентабельное изготовление и оптимальное согласование со всем крепежом. То же относится и к другим расположениям канавок 5, например осепараллельному, или к другим комбинациям лево- и правозакручивающихся канавок.

Термины «левозакручивающиеся» и «правозакручивающиеся» означают соответственно лево- и правозакручивающиеся относительно стержня 7 и должны пониматься в том же смысле, что и соответственно левозаходные и правозаходные резьбы.

Другое выполнение относится к форме канавки. На фиг.4 изображен разрез стержня 7, причем резьба 4 пересекается V-образной канавкой 5. Канавка 5 создает в резьбе 4 полость 9, которая может быть заполнена покрытием, например, клеем, смазкой и т.п. Благодаря этой полости 9 во время свинчивания большая часть жидкости заключается между внутренней и внешней резьбами. При применении смазочных материалов благодаря этому удается во время вкручивания непрерывно снабжать резьбу тонкой пленкой жидкости. В результате вкручивающие моменты могут быть заметно уменьшены. Наоборот, с помощью клея можно достичь дополнительной защиты соединения от ослабления после вкручивания еще и за счет клея.

На фиг.5 описанный выше момент дополнительно оптимизирован с помощью созданных формой канавки 5 «бухт» 9 или других форм полости, причем форму делают трапецеобразной или иной. Так создается большая «бухта». Таким образом, можно изготавливать также более длинные винты с таким же эффектом. Помимо формы канавки 5 последнюю выполняют преимущественно в глубине 10 внутреннего диаметра DK резьбы. Объем полости может быть достигнут также за счет канавки 5, выполненной глубже внутреннего диаметра DK резьбы. Точно так же можно выполнить на резьбе несколько, зато менее глубоких канавок.

В другом выполнении винта на фиг.6 ширину В лишенного резьбы участка 2 выполняют соответствующей толщине D1 листа 11, лежащего ближе к нижней стороне 13 головки. Обращенный от стержня 7 лист 11 зажимается за счет этого при затягивании между головкой 3 винта и внешним листом 14.

На фиг.7 изображено другое выполнение винта, в котором лишенный резьбы участок 2 выполняют шириной В1, соответствующей приблизительно толщине D2 всех скрепляемых между собой листов 11, 14. Винт 1 может быть вкручен настолько, что все скрепляемые листы будут позиционированы на лишенном резьбы участке 2. Поскольку даже при раскручивании конец 17 резьбы больше не может зацепиться за лист 14, можно говорить о неразъемном соединении.

На фиг.8 изображен вариант выполнения винта 1 с покрытием 18 на части 19 резьбы, следующей за лишенным резьбы участком 2. У выполнения на фиг.8 покрытие 18 значительно улучшает зажимной эффект, и достигается защищенное от раскручивания соединение за счет заполнения образованных канавкой 5 полостей 9 покрытием 18. Соответственно покрыт может быть также лишенный резьбы участок 2. Дополнительно покрытием 18 может быть снабжена также нижняя сторона 13 головки 3 винта. Так, можно согласовать любые комбинации мест и видов покрытий с предохранительными и смазочными свойствами. В качестве покрытий 18 для зажимных, клеевых или других предохранительных свойств пригодны, в том числе, двухкомпонентные клеи, пластики, резина и т.п. В качестве смазочных материалов могут применяться воски, политетрафторэтилен, пластик и т.п.

Другой вариант выполнения изображен на фиг.9. Для достижения зажимных или смазочных эффектов в зависимости от применения может быть достаточно уже расположенного, в частности, над канавкой частичного покрытия, чтобы получить зажимное или смазочное действие. В частности, возможно, чтобы на конце стержня частичное покрытие смазочным средством уменьшало формующие моменты и чтобы на часть резьбы еще находящейся после свинчивания в контакте с резьбой 4 листа 14 части было нанесено зажимное или клеящее покрытие. Эффекты могут быть комбинированы произвольно.

На фиг.10 изображено выполнение винта 1, снабженного в обращенной от своей головки 3 концевой зоне сверлильным острием 15. Это позволяет изготавливать соединение за одну операцию без предварительного просверливания.

На фиг.11 изображен особый вариант винта 1 с U-образной канавкой 5. Эта форма канавки 5 пригодна для получения особенно высоких раскручивающих моментов резьбы 4.

На фиг.12 изображен самосверлящий винт 1, который также для более толстых листов 11, 14 отличается тем, что за счет лишенного резьбы участка 12 листы 11, 14 притягиваются друг к другу, а за счет пересекающих резьбу канавок 5 достигается защищенное от раскручивания соединение.

1. Резьбонарезающий винт, содержащий частично снабженный резьбой стержень для вкручивания в предварительно выполненные отверстия и головку, причем между головкой винта и резьбой выполнен лишенный резьбы участок, отличающийся тем, что резьба (4), по меньшей мере, в обращенной к головке (3) винта зоне стержня (7) имеет, по меньшей мере, одну пересекающую резьбу (4) и заканчивающуюся на лишенном резьбы участке (2) канавку (5), или насечку, или желобок, резьба (4), по меньшей мере, в обращенной от головки (3) винта концевой зоне выполнена треугольной.

2. Винт по п.1, отличающийся тем, что диаметр (DG) лишенного резьбы участка (2) превышает внутренний диаметр (DK) резьбового стержня.

3. Винт по п.1, отличающийся тем, что лишенный резьбы участок (2) имеет меньший диаметр (DG) по сравнению с внутренним диаметром (DK) стержня (7).

4. Винт по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что ширина (В) лишенного резьбы участка (2) соответствует толщине (D1) листа (11), лежащего ближе к нижней стороне (13) головки.

5. Винт по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что ширина (В) лишенного резьбы участка (2) приблизительно соответствует толщине (D2) всех скрепляемых листов (11, 14).

6. Винт по п.1, отличающийся тем, что канавка (5) или насечка или желобок образует U-, или V-, или трапецеобразные «бухты» (9).

7. Винт по п.6, отличающийся тем, что резьба (4) имеет две или более канавок (5), или насечек, или желобков.

8. Винт по п.7, отличающийся тем, что канавка (5), или насечка, или желобок проходит осепараллельно стержню (7).

9. Винт по п.7, отличающийся тем, что канавка (5), или насечка, или желобок выполнена лево- и/или правозакручивающейся относительно стержня (7).

10. Винт по п.8 или 9, отличающийся тем, что канавка (5), или насечка, или желобок выполнена преимущественно на глубине внутреннего диаметра (DK).

11. Винт по п.8 или 9, отличающийся тем, что канавка (5), или насечка, или желобок выполнена глубже чем внутренний диаметр (DK).

12. Винт по п.1, отличающийся тем, что на примыкающую к лишенному резьбы участку (2) часть (19) резьбы нанесено зажимающее и/или клеящее покрытие (18).

13. Винт по п.4, отличающийся тем, что на лишенный резьбы участок (2) и/или на нижнюю сторону (13) головки нанесено зажимающее и/или клеящее покрытие (18).

14. Винт по п.12 или 13, отличающийся тем, что покрытие (18) представляет собой двухкомпонентный клей.

15. Винт по п.12 или 13, отличающийся тем, что покрытие (18) представляет собой пластик.

16. Винт по любому из п.12 или 13, отличающийся тем, что в качестве смазывающего покрытия (18), по меньшей мере, на обращенную от головки винта концевую зону (6) стержня нанесен воск, или политетрафторэтилен, или пластик.

17. Винт по п.14, отличающийся тем, что в качестве смазывающего покрытия (18), по меньшей мере, на обращенную от головки винта концевую зону (6) стержня нанесен воск, или политетрафторэтилен, или пластик.

18. Винт по п.15, отличающийся тем, что в качестве смазывающего покрытия (18), по меньшей мере, на обращенную от головки винта концевую зону (6) стержня нанесен воск, или политетрафторэтилен, или пластик.

19. Винт по любому из п.12 или 13, отличающийся тем, что покрытие (18) нанесено частично или замкнутым по периферии.

20. Винт по п.14, отличающийся тем, что покрытие (18) нанесено частично или замкнутым по периферии.

21. Винт по п.15, отличающийся тем, что покрытие (18) нанесено частично или замкнутым по периферии.

22. Винт по п.1, отличающийся тем, что вся резьба (4) выполнена треугольной.

23. Винт по п.1, отличающийся тем, что стержень (7) имеет в обращенной от головки винта концевой зоне (6) сходящуюся на конус резьбу (4).

24. Винт по п.1, отличающийся тем, что резьба (4) в обращенной от головки винта концевой зоне (6) заканчивается острием.

25. Винт по п.1, отличающийся тем, что в обращенной от головки винта концевой зоне (6) расположено самосверлящее или самопроникающее острие (15).