ВИНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ ГОЛОВКУ ВИНТА, СТЕРЖЕНЬ ВИНТА И КОНИЧЕСКИЙ ВОЛНИСТЫЙ ФЛАНЕЦ
SCREW COMPRISING SCREW HEAD, SCREW BODY AND CONE CORRUGATED COLLAR

Изобретение касается винта, включающего в себя головку винта, стержень винта и конический волнистый фланец с уменьшающейся в наружном направлении толщиной, который при ввертывании винта в деталь прилегает к этой детали.
Такого рода винт представлен и описан в ЕР 0028746 A1. Как показывает фиг.11 этой публикации, описанный в ней винт, включающий в себя головку винта и стержень винта, имеет также фланец, который при ввертывании винта в деталь набегает на поверхность этой детали и при этом деформируется. В соответствии с изображенным на фиг.11 сечением винт представлен в его незатянутом положении. Фланец имеет обращенную к детали плоскую боковую поверхность, которая примерно в середине фланца слегка перегибается в направлении детали в насечке, так что в целом получается некоторая конусность фланца, который в наружном направлении от насечки уменьшается в своей толщине. При ввертывании винта в деталь наружный край фланца сначала наталкивается на деталь и опрокидывается назад вокруг насечки, пока плоская поверхность фланца не натолкнется на деталь. Это позволяет пользователю распознать, что при этом необходимая для этого минимальная сила предварительной затяжки достигнута. При этом фланец в своей области после насечки в наружном направлении имеет волнистость, которая в некоторой степени амортизирует удар фланца. При этом свободное пространство для отпружинивания посредством волнистости особенно мало, так как, в частности, фланец на его внутренней половине снабжен плоской поверхностью, так что уже после короткого наталкивания наружного края фланца внутренняя плоская часть фланца сталкивается с деталью и тем самым практически препятствует дальнейшему ввертыванию винта в деталь.
В основу изобретения положена задача существенно увеличить свободное пространство для отпружинивания. В соответствии с изобретением это происходит за счет того, что обе боковые поверхности фланца проходят от стержня винта к наружному краю фланца непрерывно конически с уменьшением толщины фланца в наружном направлении, и его волнистость проходит, по существу, по всей радиальной ширине фланца.
Вследствие этой конфигурации винта и принадлежащего ему фланца путем двух взаимно усиливающих друг друга мер свободное пространство силы, создаваемой винтом, соответственно расширяется, а именно с одной стороны, за счет уменьшения толщины фланца в направлении наружного края и, кроме того, за счет проходящей по фланцу волнистости, которая проходит, по существу, по всей радиальной ширине фланца. Таким образом, при затяжке винта, с одной стороны, посредством изгиба самого фланца, а также возврата волнистости в более растянутое положение происходит сохранение затяжки в широком диапазоне, которое позволяет даже при существенных изменениях внешних условий винтового соединения, создаваемого с помощью предлагаемого изобретением винта, например, существенных изменениях температуры, винтовому соединению, включающему в себя предлагаемый изобретением винт, следовать таким изменениям и благодаря этому в значительной степени сохранять свою скрепляющую силу в широком диапазоне затяжки винта.
Благодаря проходящим непрерывно-конически в наружном направлении боковым поверхностям фланца, которые проходят по всей ширине фланца, от столкновения края фланца с деталью до практически плоско сдавленного фланца получается область для возникающей при этом силы предварительной затяжки (сила удерживания деталей вместе с помощью винта), которая благодаря конусности фланца по высоте позволяет фланцу все сильнее прижиматься к детали, при этом благодаря проходящей, по существу, по всей радиальной ширине фланца волнистости появляется дополнительная область для сгибания фланца, за счет чего получается соответственно большое свободное пространство для установления желаемой силы предварительной затяжки. При этом предлагаемый изобретением винт позволяет пользователю в зависимости от желаемых свойств соединения винта и детали устанавливать на выбор необходимую между ними двумя силу предварительной затяжки.
Обращенную к детали боковую поверхность можно предпочтительно снабдить контактными шишечками, которые затормаживают ввертывание винта при столкновении винта с деталью. Тогда эти шишечки можно использовать для того, чтобы при соответствующей конфигурации они действовали как запорный зубчатый венец так, чтобы обратное вращение винта существенно затруднялось.
Целесообразным образом волнистость винта выполняется так, чтобы самое высокое и самое глубокое место волнистости определялось некоторой периодической функцией. Благодаря этому достигают особой равномерности воздействия ее периметра на ответную часть.
Для самой волнистости оказалось особенно целесообразным выполнить определяющую волнистость периодическую функцию так, чтобы она составляла от 0,025-кратного до 0,5-кратного периметра фланца. Волнам придают предпочтительно определенное максимальное значение, чтобы не ограничивать эффект фланца. Это максимальное значение амплитуды периодической функции целесообразным образом находится между 0,006-кратным и 0,12-кратным диаметром фланца. При этом оказалось особенно предпочтительным заставить амплитуду волнистости непрерывно уменьшаться от наружного края фланца к середине.
Однако следует еще упомянуть, что можно также, конечно, выполнить волнистость фланца асимметрично.
Чтобы усилить действие фланца, можно предпочтительно снабдить обращенную от детали боковую поверхность фланца проходящими радиально наружу линейными утолщениями.
На фигурах изображен один из примеров осуществления изобретения. Показано:
фиг.1 - винт, включающий в себя стержень винта и головку винта, изображенную частично рассеченной;
фиг.2 - головка винта отдельно в сечении;
фиг.3 - головка винта, снабженная проходящими радиально утолщениями;
фиг.4а - головка винта в сечении, снабженная контактными шишечками;
фиг.4b - головка винта в направлении взгляда от стержня к фланцу и изображение контактных шишечек в качестве запорного зубчатого венца:
фиг.5 - вид сбоку головки винта с пояснением волнистости в соответствии с некоторой периодической функцией.
На фиг.1 изображен предлагаемый изобретением винт 1, включающий в себя стержень 1 винта и головку 2 винта, при этом головка 2 винта изображена частично в сечении. В головке 2 винта обозначена проходящая внутрь полость 3, которая представляет собой внутренний шлиц Torx («звездочка»), который служит для передачи движения на вставленный винт. Из головки 2 винта выдается в форме венца наружу конический фланец 4, обе боковые поверхности 5 и 6 которого проходят конически, причем так, что фланец 4 в направлении края 7 постоянно уменьшается по своей толщине. При этом соответствующий угол конуса боковых поверхностей 5 и 6 по каждой боковой поверхности 5 или, соответственно, 6 остается неизменным и сплошным.
Фланец 4 имеет видимую на фиг.1, 3 и 5 волнистость, при этом волны своими возвышениями проходят радиально, причем так, что каждая волна своим возвышением 8 от края 7 фланца 4 проходит внутрь в направлении головки 2, так что эта волна соответственно проходит полностью по всей ширине фланца 4. При этом фланец 4 получает возможность практически упруго подаваться (податливость) от своего края 7 до перехода в головку 2 винта, что имеет особое значение для применения винта с целью стягивания двух деталей при различных температурах.
На фиг.2 изображен винт, включающий в себя головку 2 винта, фланец 4 и стержень 1 винта, в сечении, при этом показано, что фланец 4 на своей нижней боковой поверхности 6 имеет отдельные шишечки 9, которые вокруг стержня 1 в количестве нескольких штук выдаются на нижней боковой поверхности 6 фланца 4 из этой боковой поверхности. При столкновении шишечек 9 с деталью при ввертывании винта получается эффект торможения, который замечается пользователем и показывает ему, что винт, по существу, достиг своего конечного положения при введении в деталь.
На фиг.3 изображена одна из модификаций конфигурации винта в соответствии с фиг.1 и 2, в которой речь идет об усилении обращенной от детали боковой поверхности, осуществляемом посредством линейных утолщений 13. Эти утолщения увеличивают силу предварительной затяжки фланца 4, что является предпочтительно жестким для соединений.
На фиг.4a и 4b изображены шишечки 10, которые снабжены кромкой 11, так что эти шишечки 10 действуют подобно запорному зубчатому венцу и препятствуют обратному вращению винта, которым кромки 11 вдавливаются в ответную часть винта. Таким образом достигают двойного действия с помощью шишечек 10, которые, с одной стороны, при ввертывании винта при столкновении шишечек 10 с ответной частью оказывают желаемый эффект торможения и одновременно в значительной степени препятствуют обратному вращению винта. На фиг.4b показан винт с видом задней стороны фланца 4, который показывает, что фланец снабжен восемью шишечками 10, которые, с одной стороны, осуществляют сильный эффект торможения, а с другой стороны - желаемую блокировку обратного вращения.
На фиг.5 показан винт на виде сбоку с начерченной штриховой линией 12, с помощью которой поясняется волнистость фланца 4 с отдельными волнами 8. Волнистость проходит здесь подобно некоторой периодической функции, причем как количество волн, так и высота волнистости может устанавливаться на выбор при изготовлении винта, в зависимости от того, какого действия хотят достичь с помощью этой волнистости.
Изображенный на фигурах винт, с его коническим на обеих боковых поверхностях 5 и 6 фланцем 4 и его волнистостью, позволяет получать пружиняще-податливое действие в значительной осевой области винта, при этом с помощью отогнутого назад фланца и сдавленной волнистости покрывать значительную осевую область, благодаря чему даже при особых условиях, в частности изменениях температуры в широком диапазоне, сохраняется необходимая затяжка.