ВИНТ
SCREW

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к самонарезающему винту, состоящему из низкопрочного, не содержащего железа материала, с телом винта, которое, по меньшей мере, на участках оснащено покрытием.
Уровень техники
Такого рода самонарезающие винты регулярно выполняются из стали. При этом известно закаливание поверхностного слоя несущего резьбу тела винта посредством закалки на марсетинг или также посредством нитрирования.
В частности, в автомобильной промышленности возникает требование к снижению до минимума веса всех конструктивных элементов и, следовательно, также винтов. Из заявки ЕР 0987452 В1 известен самонарезающий винт, который состоит из низкопрочного, не содержащего железа материала. Несущая самонарезающую резьбу область стержня винта покрыта твердым покрытием, которое имеет более высокую прочность по сравнению с материалом винта. При этом раскрывается пластиковый винт, который оснащен металлическим покрытием. Далее, предлагается изготовление металлических винтов, которые состоят из алюминия или магния и могут быть выполнены путем модификации поверхности или также нанесения покрытия из другого материала, например, путем термического напыления конденсацией из паровой фазы или химического парофазного осаждения. При нанесении покрытия на винты из не содержащего железа материала, в частности из алюминия, который обладает весьма малым удельным весом, возникает, однако, проблематика, выраженная в том, что при нанесении такого рода твердого покрытия, например также в форме стеклокерамического покрытия, необходимы высокие температуры закалки, которые могут оказать негативное влияние на структуру материала.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание самонарезающего винта, который выполнен из легкого, не содержащего железа материала, при использовании которого устраняются названные выше недостатки. В соответствии с изобретением эта задача решается в винте с признаками п.1 формулы изобретения. За счет исполнения покрытия из обогащенного заполнителями эластомера или полимерного материала обеспечивается возможность нанесения покрытия при низких температурах.
В модификации изобретения тело винта имеет трилобулярное поперечное сечение. Трилобулярная форма резьбы обеспечивает самоторможение самонарезающего винта.
Предпочтительно материалом винта является алюминий или магний или сплав одного из этих материалов. За счет этого достигается особо легкий винт. Кроме того, такого рода материалы менее подвержены коррозии, так что предотвращаются проблемы, известные для стальных винтов. Альтернативно винт может быть также изготовлен из меди.
В следующем исполнении изобретения покрытие образовано нанокомпозитным материалом. При этом речь идет о материалах, предпочтительно, с матрицей из материала типа полимера, которые оснащены неорганическими наночастицами. Неожиданным образом было установлено, что при использовании нанокомпозитных материалов могут достигаться очень хорошие характеристики винта, даже если покрытие имеет твердость, меньшую по сравнению с твердостью материала винта. За счет добавления нанозаполнителей или наноприсадок можно одновременно увеличить вязкость и прочность полимера. Наряду с возможностью термической закалки, которая может производиться при температурах порядка 250°C, за счет использования полимеризуемых органических групп могут использоваться более низкие температуры. Например, закалка может осуществляться фотохимическим способом. Например, за счет использования катализаторов конденсации отверждение может быть достигнуто даже при комнатной температуре.
Предпочтительно, нанокомпозитный материал может представлять собой композитный материал из акрилата или силиката. Были, однако, достигнуты также многообещающие результаты при использовании глиняных наномерных пластинок. Другие пригодные нанозаполнители для настройки характеристик покрытия известны специалисту.
Другие модификации и исполнения изобретения указаны в прочих дополнительных пунктах формулы изобретения. Один пример исполнения изобретения изображен на чертеже и в последующем описывается в подробностях. Единственная фиг.1 показывает схематическое изображение трилобулярного самонарезающего винта.
Выбранный в качестве примера исполнения винт 1 состоит из головки 2 винта, а также сформованного на ней тела 3 винта, которое оснащено трилобулярной резьбой 4. Тело 3 винта оснащено покрытием 5, которое выполнено из нанокомпозитного материала. Этот нанокомпозитный материал изготавливается в данном случае на базе полиуретана, который составлен из двух полимерных компонентов, глиняные пластинки которых приданы в наноразмере. В результате образуется весьма жесткий, устойчивый слой, который одновременно обладает хорошей растяжимостью. В примере исполнения толщина покрытия составляет 6 мкм. В целом предпочтительными проявили себя толщины покрытия между 2 мкм и 20 мкм. Само собой разумеется, наночастицы могут иметь также и другие формы, например форму сферы или трубки.
За счет использования других неорганических наночастиц в качестве присадки, а также за счет использования других матриц из материала по типу полимера можно обеспечить характеристики покрытия в зависимости от области использования самонарезающего винта. Например, таким образом можно добиться устойчивости к воздействию высоких температур или также кислот.
Осуществление изобретения
Винт описанного выше типа ввинчивается в примере исполнения в оснащенный сверленым отверстием конструктивный элемент из магния, причем винт самостоятельно сморщивает свою резьбу. За счет использования соответствующего изобретению покрытия, в частности, с использованием для покрытия нанокомпозитного материала, воспринимаемое винтом напряжение смятия отчетливо повышается, в результате чего обеспечивается возможность сморщивания резьбы с помощью алюминиевого винта, несмотря на твердость магниевого материала. При этом было установлено, что покрытие одновременно создает эффект скольжения, в результате чего облегчается процесс ввинчивания.