Крепежный шуруп Российский патент 2019 года по МПК E04D3/36 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к не образующему стружку самонарезающему крепежному шурупу и, в частности, к самонарезающему крепежному шурупу для крепления металлических листов или подобных изделий.

Соединяемые изделия являются листовыми металлическими изделиями, например, профилями, стеновыми кассетами, изоляционными панелями, кровельными панелями, и металлическими листами облицовки.

Растет потребность в легко и быстро устанавливаемых крепежных листах. Эта потребность возникает особенно у монтажников листовой кровли, поскольку время монтажа листовой кровли существенно зависит от свойств крепежных шурупов. Однако известные крепежные шурупы имеют некоторые проблемы в том отношении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Согласно первому аспекту предлагается крепежный шуруп, содержащий головку, буравчик, имеющий сужающуюся форму, при этом сужение происходит от стержня к концу шурупа, и резьбу буравчика, при этом резьба буравчика проходит до самого конца буравчика, и крепежный шуруп также содержит стержень, расположенный между головкой и буравчиком, и содержащий резьбу стержня, при этом шаг резьбы стержня больше, чем шаг резьбы буравчика и впадина профиля резьбы буравчика имеет форму усеченного конуса.

Таким образом, можно получить крепежный шуруп, устанавливаемый легко и быстро.

Крепежный шуруп отличается наличием признаков, перечисленных в п. 1 формулы изобретения. Некоторые другие варианты отличаются наличием признаков, приведенных в других пунктах формулы. Варианты настоящего изобретения также показаны в описании и чертежах настоящей заявки на патент. Концепция настоящей заявки на патент также может быть определена способами, отличающимися от определения, приведенного в формуле изобретения. Концепция изобретения также может состоять из нескольких отдельных изобретений, особенно, если изобретение рассматривать в свете описанных или подразумеваемых подзадач или в свете полученных положительных эффектов или групп положительных эффектов. Некоторые из определений, приведенных в формуле изобретения, могут в этом случае не быть необходимыми ввиду отдельных изобретательских идей. Признаки разных вариантов изобретения в рамках основной изобретательской идеи могут применяться к другим вариантам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее следует более подробное описание некоторых вариантов, иллюстрирующих настоящее изобретения со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг. 1 - схематический вид сбоку примера крепежного шурупа.

Фиг. 2 - схематический вид сбоку фрагмента крепежного шурупа по фиг. 1.

Фиг. 3 - схематический вид сбоку другого фрагмента крепежного шурупа по фиг. 1.

Фиг. 4 - схематический вид другого крепежного шурупа.

На чертежах некоторые варианты для ясности показаны упрощенно. Одинаковые детали на всех чертежах обозначены одними и теми же позициями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг. 1 приведен схематический вид сбоку крепежного шурупа, на фиг. 2 приведен схематический вид сбоку фрагмента крепежного шурупа, показанного на фиг. 1, а на фиг. 3 приведен схематический вид сбоку другого фрагмента крепежного шурупа, показанного на фиг. 1.

Крепежный шуруп 1 содержит головку 2, буравчик 3 и стержень 4, расположенный между головкой 2 и буравчиком 3. Длина стержня 4 и буравчика 3 типично составляет 25-80 мм.

Головка 2 содержит шестигранную головку, но альтернативно головка может иметь, например, шестигранное гнездо, гнездо под звездообразный ключ (torx), крестовой шлиц или прямой шлиц или головку другого известного типа.

Крепежный шуруп 1 можно изготавливать из любого известного материала, применяемого для шурупов, например, материала, имеющего в основе углеродистую сталь, например, сталь SAE 1018, SAE 1022, нержавеющую сталь или алюминий.

Шуруп 1, или по меньшей мере часть его, может иметь один или более слой покрытия (покрытий), например, краски, антикоррозийного покрытия и пр.

Стержень 4 содержит резьбу 7 стержня, которая проходит до головки. Однако следует отметить, что между резьбой 7 и головкой 2 может иметься участок, не имеющий резьбы.

Буравчик 3 имеет сужающуюся или коническую форму, сужающуюся от стержня 4 к концу 5 шурупа. Впадина профиля резьбы на буравчике 3 имеет форму усеченного конуса, угол γ конусности которого предпочтительно выбран в диапазоне 15°-20°. Преимущество формы усеченного конуса заключается в том, что шуруп 1 особенно легко проходит сквозь два металлических листа, уложенных один на другой.

Буравчик 3 имеет резьбу 6 буравчика, которая может проходить до самого конца 5 шурупа. Резьба 6 буравчика может быть однозаходной или двухзаходной. В одном варианте имеется двухзаходная резьба 6 буравчика, которая проходит до резьбы 6 буравчика. Преимущество такого варианта заключается в том, что на начальном этапе ввинчивание можно ускорить и ввинчивание шурупа в металл облегчается.

Шаг Р1 резьбы 7 стержня больше, чем шаг Р2 резьбы 6 буравчика. Преимущество такого варианта заключается в том, что захват резьбы стержня в материале древесины можно улучшить, поскольку между витками резьбы остается больше пространства. Кроме того, мелкая резьба буравчика помогает ввинчиваться в металл и уменьшает размер металлической стружки, если она вообще образуется.

Согласно изобретательской идее угол α2 передней кромки резьбы 6 буравчика к нормали к осевому направлению А шурупа равен 45°-65°, а угол β2 задней кромки равен 10°-50°.

В одном варианте угол α2 передней кромки выбран в диапазоне 55°-65°, а угол β2 задней кромки выбран в диапазоне 5°-15°. Преимуществом такого варианта является то, что угол α2 способствует ввинчиванию в металл, а угол β2 задней кромки улучшает захват буравчика в материале древесины.

Поэтому угол α2 передней кромки 8 профиля резьбы 6 буравчика к нормали к осевому направлению А шурупа больше, чем угол β2 задней кромки 9 этого профиля и профиль резьбы 6 буравчика асимметричен.

Преимуществом этого варианта является то, что такой угол α2 способствует ввинчиванию в металл, а такой угол β2 улучшает захват буравчика в материале древесины.

Кроме того, высота резьбы 6 буравчика может быть постоянной как показано на фиг. 3. Согласно изобретательской идее высота резьбы 6 буравчика находится в диапазоне от 0,2 мм до 0,5 мм, предпочтительно 0,2-0,3 мм. Высота в этом диапазоне облегчает ввинчивание шурупа в металл.

Альтернативно, высота этой резьбы 6 может быть переменной, от уменьшенной у конца 5, например, на расстоянии 0-1,0 мм, предпочтительно, 0-0,5 мм от конца, до увеличенной рядом со стержнем 4. Преимущество такого варианта заключается в том, что может облегчаться изготовление резьбы 6 буравчика.

Стержень 4 содержит резьбу 7 стержня, профиль которой может быть симметричным или асимметричным. Диаметр стержня 4, включая резьбу 7, может быть в диапазоне от 2,5 мм до 6,5 мм.

Профиль резьбы 7 стержня содержит переднюю кромку 10 и заднюю кромку 11. Согласно изобретательской идее угол α1 передней кромки 10 к нормали к осевому направлению А шурупа находится в диапазоне 25°-50°, а угол β1 задней кромки находится в диапазоне 10°-35°.

В одном варианте угол α1 выбран в диапазоне 40°-50°, а угол β1 выбран в диапазоне 10°-20°. Преимущество такого варианта заключается в том, что такой угол α1 способствует ввинчиванию в металл и/или материал твердой древесины, а такой угол β1 улучшает захват стержня в материале древесины.

Высота резьбы 7 стержня типично является постоянной. Согласно изобретательской идее эта высота составляет 1-3 мм, предпочтительно, 1,2-2,2 мм. Размеры резьбы 7 стержня, указанные выше, облегчают ввинчивание шурупа в древесину и, затем, захват шурупа в материале древесины.

Резьба 7 стержня может быть однозаходной или двухзаходной.

Согласно [изобретательской] идее профиль резьбы 6 буравчика относится к профилю резьбы 7 стержня как α1 < α2. Другими словами, угол α1 передней кромки 10 резьбы 7 стержня меньше, чем угол α2 передней кромки резьбы 6 буравчика. Преимущество этого варианта заключается в том, что буравчик может легко проникать в металл и профиль резьбы 6 буравчика может быть достаточно прочен, чтобы выдерживать силы, возникающие при ввинчивании в металл.

Согласно изобретательской идее резьба 6 буравчика проходит по сужающемуся или коническому буравчику 3, но не заходит на стержень 4, который имеет постоянный диаметр. Преимущество заключается в том, что проникновение в металл и захват в материале древесины особенно хорошо сбалансированы. Согласно варианту, крепежный шуруп 1 может содержать перо для резания древесины, например, резьбовой наконечник типа 17. Это может облегчить ввинчивание в материал твердой древесины, например, в свиль или в ламинат древесины и, особенно для шурупов большого диаметра, снижает вероятность растрескивания древесины.

На фиг. 4 показан схематический вид сбоку другого крепежного шурупа. Шуруп 1 может иметь резьбу 6 буравчика, и резьбу 7 стержня, обе из которых имеют симметричный профиль. Альтернативно, резьба 6 буравчика может иметь асимметричный профиль, как описано выше, а резьба 7 стержня может иметь симметричный профиль, или наоборот.

Согласно одному варианту, угол α2 передней кромки резьбы 6 буравчика выбран в диапазоне 45°-50°, и угол β2 задней кромки этой резьбы 6 буравчика выбран в диапазоне 45°-50°.

В варианте, показанном на фиг. 4, оба угла α2 и β2 резьбы 6 буравчика равны 48°. Поэтому профиль резьбы 6 буравчика симметричен. Преимущество этого варианта заключается в том, что инструменты, применяемые для изготовления шурупа 1, особенно резьбонарезные инструменты, имеют увеличенный срок службы, что снижает расходы на производство шурупа 1.

В этом варианте угол α1 передней кромки резьбы 7 стержня выбран в диапазоне 25°-35°, и угол β1 задней кромки выбран в диапазоне 25°-35°.

В варианте, показанном на фиг. 4 оба угла α1 и β1 резьбы 7 стержня равны 30°. Поэтому профиль резьбы 7 стержня симметричен.

Преимуществом этого варианта является то, что инструменты, применяемые для изготовления шурупа 1, особенно резьбонарезные инструменты, имеют увеличенный срок службы, что снижает расходы на производство шурупа 1.

Кроме того, в варианте, описанном и показанном на фиг. 4, резьба 6 буравчика может проходить только по сужающейся или коническому буравчику 3, но не по стержню 4, который имеет постоянный диаметр. Преимущество заключается в том, что проникновение в металл и захват в материале древесины особенно хорошо сбалансированы. Крепежный шуруп 1 особенно полезен для крепления изделий из листового металла к деревянным рейкам или стропилам. Крепежный шуруп 1 также полезен для крепления изделий из листового металла к металлическому элементу. Изделие из листового металла типично может быть, например, кровельным листом, стеновым листом или другим изделием из металла.

Изобретение не ограничивается описанными вариантами, но в него может быть внесено множество модификаций, входящих в изобретательскую концепцию, определенную приложенной формулой. В рамках этой изобретательской концепции признаки разных вариантов и применений можно использовать в сочетании с признаками других вариантов или вместо таких признаков других вариантов.

Чертежи и относящееся к ним описание предназначены только для иллюстрации идеи изобретения. Детали изобретения могут меняться в пределах объема изобретательской идеи, определенной приложенной формулой изобретения.

Перечень ссылочных позиций

1 - крепежный шуруп

2 - головка

3 - буравчик

4 - стержень

5 - конец шурупа

6 - резьба буравчика

7 - резьба стержня

8 - передняя кромка резьбы буравчика

9 - задняя кромка резьбы буравчика

10 - передняя кромка резьбы стержня

11 - задняя кромка резьбы стержня

А - осевое направление

α1 - угол передней кромки резьбы стержня

α2 - угол передней кромки резьбы буравчика

β1 - угол задней кромки резьбы стержня

β2 - угол задней кромки резьбы буравчика

γ - угол конусности

Р1 - шаг резьбы стержня

Р2 - шаг резьбы буравчика

D - диаметр стержня

Крепежный шуруп, содержащий головку, буравчик, при этом буравчик имеет сужающуюся форму, сужающуюся от стержня к концу шурупа, и содержит резьбу буравчика, проходящую до самого конца шурупа. Шуруп далее содержит стержень, расположенный между головкой и буравчиком, и содержит резьбу стержня, в котором шаг резьбы стержня больше, чем шаг резьбы буравчика, и впадина профиля резьбы буравчика имеет форму усеченного конуса. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Крепежный шуруп (1), содержащий:

головку (2),

буравчик (3), при этом буравчик имеет сужающуюся форму, сужающуюся от стержня (4) к концу (5) шурупа, и содержит резьбу (6) буравчика,

при этом резьба (6) буравчика проходит до самого конца (5) шурупа, при этом крепежный шуруп (1) также содержит

стержень (4), расположенный между головкой (2) и буравчиком (3),

при этом стержень (4) имеет резьбу (7) стержня, причем

шаг (Р1) резьбы (7) стержня больше, чем шаг (Р2) резьбы (6) буравчика, и впадина профиля буравчика (3) имеет форму усеченного конуса.

2. Шуруп по п. 1, в котором в профиле резьбы (6) буравчика угол (α2) передней кромки выбран в диапазоне 45°-65°, а угол (β2) задней кромки выбран в диапазоне 10°-50°.

3. Шуруп по п. 2, в котором угол (α2) передней кромки выбран в диапазоне 45°-65°, и угол (β2) задней кромки выбран в диапазоне 45°-65°.

4. Шуруп по п. 2, в котором угол (α2) передней кромки выбран в диапазоне 45°-65°, а угол (β2) задней кромки выбран в диапазоне 5°-15°.

5. Шуруп по любому из предшествующих пп. 1-4, в котором в профиле резьбы (6) буравчика угол (α2) передней кромки профиля к осевому направлению (А) шурупа больше, чем угол (β2) задней кромки этого профиля, поэтому профиль резьбы (6) буравчика асимметричен.

6. Шуруп по любому из пп.1-4, в котором высота резьбы (6) буравчика постоянна.

7. Шуруп по любому из пп.1-4, в котором угол (γ) конусности буравчика (3) составляет 15°-20°.

8. Шуруп по любому из пп.1-4, в котором резьба (6) буравчика является двухзаходной.

9. Шуруп по любому из пп.1-4, в котором наружный диаметр (D) резьбы стержня равен 2,5-6,5 мм.

10. Шуруп по любому из пп.1-4, в котором в профиле резьбы (7) стержня угол (α1) передней кромки выбран в диапазоне 25°-50°, а угол (β1) задней кромки выбран в диапазоне 10°-35°.

11. Шуруп по п. 10, в котором угол (α1) передней кромки выбран в диапазоне 25°-35° и угол (β1) задней кромки выбран в диапазоне 25°-35°.

12. Шуруп по п. 10, в котором угол (α1) передней кромки выбран в диапазоне 40°-50°, а угол (β1) задней кромки выбран в диапазоне 10°-20°.

13. Шуруп по любому из пп.1-4, 11 и 12, в котором высота резьбы (7) стержня постоянна.

14. Шуруп по любому из пп. 1-4, 11 и 12, в котором угол (α1) передней кромки резьбы (7) стержня меньше, чем угол (α2) передней кромки резьбы (6) буравчика.

15. Шуруп по любому из 1-4, 11 и 12, в котором буравчик (3) содержит перо для дерева, известное как тип 17.