DK151590B - Fraeset; selvskaerende fastgoerelsesorgan; som har en boreende. - Google Patents

Description

i 151590

Opfindelsen angår et fræset, selvskærende fastgørelsesorgan, som har en boreende ved den ene ende af fastgørelsesorganets skaft, hvilken boreende omfatter et par spor, der strækker sig ved ens modsatte vinkler i forhold til fastgørelsesorganets 5 akse, idet de ligger på i hovedsagen hver sin side af denne, samt et par hældele, som strækker sig imellem sporene, hvilke hældele skærer hinanden til dannelse af en smal mejselspids og er tildannet med voksende tværsnit, set i planer parallelt med fastgørelsesorganets akse og med voksende afstand fra aksen, 10 idet hvert af sporene danner en skærende kant og en slæbeflade, og hvert spor har en bueformet del, som i det mindste omfatter slæbefladen og har en i hovedsagen ensartet krumningsradius, set i et plan vinkelret på sporets akse, og hvor hvert spor ud over den bueformede del har en plan fladedel, som 15 strækker sig indad fra skaftets yderside og skærer i det mindste en del af skærekanten.

Indtil i dag er der blevet udviklet mange forskellige boreskrueformer. Konstruktionen af disse boreskruer har været nog-2Q et nær en eksakt videnskab med årsagerne til, hvorfor nogle af boreskruerne virker udmærket i nogle materialer, men ikke i andre, og hvorfor andre boreskruer overhovedet ikke virker, forblivende noget nær et mysterium. F.eks. er det kendt til nogle anvendelser, at en enkel sømspids er tilstrækkelig til 2g at gennemtrænge nogle materialer, f.eks. tørre vægge, når den drejes ved en tilstrækkelig stor hastighed. På den anden side kan ingen endnu fremstillet boreskrue på tilfredsstillende måde bore igennem nogle af lavlegeringsstålmaterialerne med høj styrke.

30

To af de fundamentale kriterier, der anvendes til at bedømme boreskruers ydeevne er·. 1) størrelsen af den endetrykbelast-ning, der kræves for, at skruen kan bore og 2) den tid i sekunder, som skruen anvender til at gennemtrænge det specielle materiale, der bores i. Under samlebåndsagtige forhold, hvor 35 der skal monteres et stort antal af fastgørelsesorganer af en arbejder inden for én time, vil en reduktion af både størrelsen af den krævede endetrykbelastning og boretiden være en fordel for både den enkelte arbejder og dennes arbejdsgiver.

2 151590

Fra US-patentskrift nr. 1.294.268 kendes et skrue 1ignende fastgørelsesorgan, som er forsynet med to spiralformede spor, som skærer igennem fastgørelsesorganets gevind. Disse spor er sammensat af en bueformet flade og en plan flade.

5

Fastgørelsesorganet ifølge den foreliggende opfindelse er ejendommeligt ved, at hældelene har stort set ingen krumning i retning parallelt med mejselspidsen, men en konveks krumning vinkelret på mejselspidsen.

10 Herved opnås, at der tilvejebringes et fastgørelsesorgan, som udviser en forholdsvis hurtigt virkende og mere ensartet virkende boreevne. Dette skyldes især, at fastgørelsesorganet har en forholdsvis kraftig spids med hældele, som i kombination med den specielle form for spor har vist sig at muliggøre en bedre strømning af afskåret materiale.

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. 1 viser en selvborende, selvskærende skrue ifølge opfindelsen set fra siden, fig. 2 en udførelsesform for en boreskrue ifølge opfindelsen set fra enden langs linien 2-2 i fig. 1, 25 fig. 3 den i fig. 2 viste borespids set i større målforhold, fig. 4 borespidsen set fra siden i retning vinkelret på mejslen eller langs linien 4-4 i fig. 3, 30 fig. 5 en afbildning set fra siden parallelt med den skærende kant eller langs linien 5-5 i fig. 3, fig. 6 en afbildning set fra siden efter linien 6-6 i fig. 3, 35 dvs. en linie parallelt med mejslen, fig. 7 en afbildning set fra siden efter linien 7-7 i fig. 3, 3 151590 fig. 8 et snit efter linien 8-8 i fig. 7, dvs. en linie der er vinkelret på den ene af sporenes akse, 5 fig. 9 en lidt anden udførelsesform for opfindelsen, hvori de skærende kanter ligger på den anden side af midten (dvs. begge strækker sig på den anden side af samme diametrale plan), set fra enden, fig. 10 en anden udførelsesform for opfindelsen, hvori de skærende kanter er i hovedsagen koaksiale (dvs. på midten), fig. 11 en fjerde udførelsesform for opfindelsen, som har et spånbrydende træk, ligeledes set fra enden, 15 fig. 12 den i fig. 11 viste udførelsesform set fra siden efter linien 12-12, fig. 13 et snit efter linien 13-13 i fig. 12, og som viser 20 den riffelskæreindretning, hvormed den pågældende udførelsesform fremstilles, fig. 14A et råemne uden spor, men med en 90°1 s spidsvinkel, 25 fig. 14B en standardspidsvinkel på 105°i»set frå siden, fig. 14C en udførelsesform for en i hovedsagen konveks spids samt den form for skæreindretning, der anvendes til at frem-^ stille denne, set fra siden, og fig. 14D en afbildning set fra siden af en anden udførelsesform for en i hovedsagen konveks spids, hvis sider hver er tildannet af et par vinkeldannende flader, og hvilken afbild-^ ning viser tandformen på den skæreindretning, der anvendes til fremstilling af denne spids.

4 151S90

Det selvborende, selvskærende fastgørelsesorgan ifølge opfindelsen er vist ved det generelle henvisningstal 10. Fig. 1-8 viser flere afbildninger af den foretrukne udførelsesform hvorved den nøjagtige form af boreenden fremgår tydeligt. Det selv-5 skærende gevind 14 kan have en hvilken so helst passende form.

Boreenden 12 ifølge opfindelsen er tildannet ved brug af afrundede skæreindretninger til både rifling og spidsning i stedet for konventionelle save, hvoraf nogle til dels.er kendt fra 10 USA patentskrift 3.933.075. Riffelskæreindretningerne (ikke vist) placeres på begge sider af skrueråemnet med deres længdeakser. placeret ved ens modsatte vinkler (generalt i størrelsesordenen 15°) i forhold til råemnets akse. I modsætning til den teknik, der er beskrevet i USA patentskrift nr. 3.933.075, 15 hvor skæreindretningerne stikkes ind i råemnet med deres akser strækkende sig radialt i forhold hertil, føres skæreindretningerne med henblik på dannelse af et ensartet afrundet spor under fremstillingen af sporene 16 og 18 i skruen 10 ifølge opfindelsen således ind i råemnet, at deres sidekanter 20 bibringer hver af sporene en lige dél 20 og 22 (se fig. 8). Hvert spor har således en sammensat form som omfatter en lige del 20, 22 og en afrundet del 24, 26. I den foretrukne udførelsesform omfatter de lige dele 20, 22 skærekanter 28 og 30, medens de afrundede dele 24 og 26 danner 25 bag- eller slæbeflader 32 og 34. Skæreindretningernes midterlinier ligger over enden af råemnet, så at den tyndeste del af kroppen vil være tilbage ved spidsen.

På det sted, hvor hældele 38 og 40 skærer hinanden dannes en 30 mejsel 36. Mejslen 36 danner en spids·vinkel med hver af de skærende kanter 28 og 30 på i størrelsesordenen 30°. Formen af de skærende kanter 28 og 30 og slæbefladerne 32 og 34, således som disse ses i fig. 2 og 3 7er nødvendigvis summatio-nen af virkningerne af sporene 16 og 18 og planeringen af 35 hældelene 38 og 40.

5 151590

For at vise den aktuelle form af sporet uden tilstedeværelsen af virkningerne af spidsen, er der i fig. 8 vist en afbildning af et tværsnit efter linien 8-8 i fig. 7, dvs. en linie der er vinkelret på sporets 16 akse. Den plane flade 20 er forbi g eller under den radiale midterlinie (herefter "under midten"), som er parallel med de to skærende kanter 28 og 30. Dette skyldes hældningen af sporene 16 og 18 i forhold til skruens længdeakse. Den afrundede del 24 har en ensartet krumningsradius i dette plan svarende til krumningsradien på den skære-indretning, som blev anvendt til fremstillingen. Linien 8-8 er naturligvis ikke vinkelret på sporets akse, men hælder snarere 30° i forhold hertil. Fig. 8 tjener som en dramatisk indikation af den virkning aflejringen af spidsen kan have på fastgørelsesorganets endebillede.

15

Et andet trask ved sporformen er vist i fig. 6. Skæringen af de vinkelstillede skæreindretninger med skaftets cylindriske periferi resulterer i, at sporene 16 og 18 får bueformede forkanter 42 og 44. Dette i forbindelse med skæreindretningens 20 cirkulære form, frembringer en øselignende form i nærheden af skærekanterne 28 og 30. Denne øseform kan resultere i, at fastgørelsesorganet trækker sig selv ind i det borede hul, hvilket i det mindste delvis kan være forklaringen på dette fastgørelsesorgans gode boreegenskaber.

25

Selv om den foretrukne udførelsesform for opfindelsen er en form, hvori de skærende kanter er over midten, kan der naturligvis også fremstilles både en under midten og en på midten værende tilstand ved at reducere skæreindretningernes ind-30 trængningsdybde og bevæge skæreindretningerne sideværts. Dis se forskellige udførelsesformer er vist i fig. 9 henholdsvis 10. I disse udførelsesformer omfatter de bueformede dele 32 og 34 af sporene en del af de skærende kanter 28 og 30, hvorved disse får en sammensat form, I disse alternative udførel-35 sesformer er det vigtigt at opretholde en kort mejsellængde for at sikre,' at der kræves lavere endetryk til at igangsætte boringen.

6 151590

Fig. 11-13 viser endnu et aspekt ved den foreliggende opfindelse. Hidtil har der kun været tilføjet spånbrydende trade til boreskruer med smedet spids. Ved den foreliggende opfin-5 delse, strækker der sig mindre dybe render 46 og 48 sig på langs i hvert fræset spor 16 og 18. Dette spånbrydende træk er fræset ved hjælp af en skæreindretning 50 (fig. 13). Denne skæreindretning 50 har flere tænder 52 (der anvendes fortrinsvis en skæreindretning med 20 eller 32 tasnder). Hver tand 52 I® har et profil, der omfatter en ensartet første afrundet del 54 og en bueformet ribbe 56 med en anden kortere krumningsradius. Denne ribbe 56 kan være forsat fra den aksiale midterlinie i den ene eller den anden retning afhængig af den ønskede sporform. Selv om der kun er vist formen over midten kan 1^ naturligvis den spånbrydende rende også tilknyttes de under midten eller på midten værende tilstande, der er afbildet i fig. 9 og 10. Endvidere kan skæreindretningens form ændres således, at ribberne bevæges tværs henover overfladen af den afrundede tand, så at rendens placering ændres inden for spo- 20 ret, så at spånbryderen placeres på den ene eller den anden side af mejslen.

Som tidligere nævnt, vil endebilledet af boreskruen 10 (som er vist i fig. 3, 9 og 10) og skruens ydeevne variere i afhængighed af den specielle spids, der bibringes råemnet. Således kan det være at en spids vil overgå en anden i et første materiale, men ikke i et andet materiale. Foreløbige forsøg viser imidlertid, at den generelle konvekse spids, der er af-bildet i den foretrukne udførelsesform og vist i fig. 14C, konsekvent overgår andre spidsformer, når den kombineres med den tidligere omtalte sporform. Til fremstillingen af denne generelle konvekse spids. anvendes der en første skæreindret- 35 7 151590 ningen (ikke vist), som har en konkav tand til at fjerne en i hovedsagen triangulær del af råemnet efterfulgt af riflingen med henblik på at danne hælområdet 40, og derpå anvendes der en anden skæreindretning 58 med konkave tænder 60 til at danne 5 en hældel 38 og mejslen 36.

En anden i hovedsagen konveks spidsform er vist i fig. 14D.

I denne udførelsesform for opfindelsen, er hældelene hver dannet af et par plane flader 62 og 64, som tilsammen danner en stump vinkel. Den i hovedsagen konvekse spids i denne udførel-10 sesform er også her tildannet ved hjælp af et par skæreindretninger 66 (hvoraf der er vist en), og som har tænder 68, der har en periferi, der er tildannet af to vinkeldannende dele 70 og 72. Disse vinkeldannende dele afgrænser en stump vinkel 0, som er i hovedsgen lig med den vinkel, der skal dannes 15 på boreskruen. Begge disse stumpe vinkler er fortrinsvis lig med 172 1/2° (målt indvendigt på boreskruen og udvendigt på skæreindretningen). På denne måde, vil spidsen, der dannes af fladerne 62 danne en vinkel, som er 15° større end den, der dannes af de plane flader 64, nemlig f.eks. 105° i forhold til 20 90°. Der kan naturligvis også anvendes enkle vinkelformede spidser såsom spidser på 90° (fig. 14A) og 105° (fig. 14B) på skruen, og disse spidser kan under visse omstændigheder vise sig at være fordelagtige.

Der kan foretages mange ændringer uden, at man herved afviger 25 fra opfindelsens ide. F.eks. kan den generelle konvekse spids, der er vist i fig. 140 få en mindre eller større vinkel ved at forskyde skæreindretningens 58 akse i forhold til råemnets akse. Med hensyn til borespidsen ifølge opfindelsen, er det endvidere tænkeligt, at den viste form kan fremstilles ved smed-30 ning.

Claims (2)

151590 -Patentkrav

1. Fræset, selvskærende fastgørelsesorgan, som har en boreende ved den ene ende af fastgørelsesorganets skaft, hvilken boreende omfatter et par spor (16, 18), der strækker sig ved ens modsatte vinkler i forhold til fastgørelsesorganets akse, idet 5. de ligger på i hovedsagen hver sin side af denne, samt et par hældele (38, 40), som strækker sig imellem sporene, hvilke hældele (38, 40) skærer hinanden til dannelse af en smal mejselspids (36) og er tildannet med voksende tværsnit, set i planer parallelt med fastgørelsesorganets akse og med voksende 10 afstand fra aksen, idet hvert af sporene danner en skærende kant (28, 38) og en slæbeflade (32, 34), og hvert spor har en bueformet del (24, 26), som i det mindste omfatter slæbefladen (32, 34) og har en i hovedsagen ensartet krumningsradius, set i et plan vinkelret på sporets akse, og hvor hvert spor ud ov-15 er den bueformede del (24, 26) har en plan fladedel (20, 22), som strækker sig indad fra skaftets yderside og skærer i det mindste en del af skærekanten, kendetegnet ved, at hældelene (38, 40) har stort set ingen krumning i retning parallelt med mejselspidsen (36), men en konveks krumning vin-20 kelret på mejselspidsen (36).

2. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har en spånbrydende mindre dyb kanal (46, 48), som * strække*· sig på langs af og i hovedsagen parallelt med sporets 1 akse.