DK149050B - Stjerneskrue og fremgangsmaade til dens fremstilling - Google Patents

Description

i 149050

Opfindelsen angår en stjerneskrue, der er indrettet til at kunne optage en dækplade, og som er udformet med fire aksesymmetriske, fra skruehovedets overside udgående enkeltkærve, hvis udad vendende ende-5 flader ligger på overfladen af en omvendt keglestub, hvortil er tilsluttet en koaksial, keglestubformet fordybning, samt hvor hver enkeltkærv har indbyrdes parallelle sidevægge, og hvor der mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve findes en radial ud-10 presning.

Den såkaldte ''Phillips-Stjerneskrue", (jfr. DIN 965/966 og DIN 7962, navnlig blad 1 og 2) har på grund af sin særlige egnethed til ved hjælp af en elektrisk skruetrækker at frembringe betydelige drejningsmomenter, allerede 15 i lang tid fundet udbredt anvendelse ved maskinbygning.

I nyere tid anvendes stjerneskruer i stigende grad også indenfor bygningssektoren og ved møbelfremstilling, efter at det er lykkedes leverandørerne at formå håndværkerne til udover en almindelig skruetrækker også at have mindst 20 én stjerneskruetrækker til disposition.

En for massefremstilling af sådanne skruer ved koldsænksmedning mærkbar forbedring er opnået ved, at der mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve udformes yderligere prægninger til forhindring af et 25 for drejningsmomentet skadeligt materialespild i området ved overkanten af kærvenes siderande. Disse foranstaltninger består af forskellige udformninger og overlapninger af V-formede eller notlignende indpresninger i området ved vinkelhalveringslinierne mellem i periferiret-30 ningen efter hinanden følgende enkeltkærve. Derved findes stadig en mere eller mindre skarpkantet og lineært udformet bundflade, der fra yderdelen af skruehovedets overside strækker sig skråt i retning mod skruehovedets akse 2 149050 med en hældning, der svarer til hældningen af kærvenes endeflader eller danner en endnu stumpere vinkel med skruens akse.

Materialeafsnittet mellem de nærmest hinanden liggende 5 sidevægge på efter hinanden følgende kærve i retning mod skruehovedets centrum er ved normerede krydskærvud-formning udformet prismatisk med mindst én i retning mod skruehovedets centrum fremspringende kant. Derved skråner såvel denne kant som de på begge sider tilgræn-10 sende flader i forhold til skruens og dermed skruehovedets akse med en vinkel, der som regel ligger mellem hældningsvinkelen for kærvenes endeflader og vinkelen for bundfladen i de yderligere V-formede udpresninger til roaterialeafstøtning ved koldsænksmedning, der stræk-15 ker til skruehovedets overside.

Der findes imidlertid også forslag til udformning af skruer med stjerne- eller krydskærv, hvor materialebegrænsningen mellem i periferiretningen efter hinanden følgende kærve ikke på den foran beskrevne måde har en i ret-20 ning mod skruehovedets centrum fremspringende, og mod aksen skrånende kant. I stedet er materialebegrænsningen udformet konvekst, med cirkelbueformet krumning i retning mod skruehovedets centrum og bueformet overgang til enkeltkærvenes tilstødende sidevægge, samt med en U-formet, skråt mod 25 den ydre del af skruehovedets overside forløbende bundfladeprofilering, og først i området nærmere overfladen udformede kærvudpresninger til støtte mod materialespild.

Problemet vedrørende materialespild må anses som løst ved udpresninger i de skråt i forhold til skruens akse for-30 løbende materialebegrænsninger mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve, og nyere forslag til videreudvikling af skruer med stjerne- eller krydskærv tager derfor navnlig sigte på at forringe tendensen til, 3 149060 at skruetrækkerens indgrebsflige vil løsgøre sig fra skruens kærve under udøvelsen af drejningsmomentet.

Til løsning af dette problem er foreslået, at man under bibeholdelse af den beskrevne geometri for materiale-5 afsnittet mellem efter hinanden følgende enkeltkærve, fo irmindsker vinkelen mellem hver kærvs endeflade og skruens længdeakse.

Et særligt fremstillingsteknisk problem opstår, når der på skruehovedet for at skjule dette skal anbringe 10 en dækplade, der som regel er udstyret med en tapformet ansats til indsættelse i en koaksial, hulcylindrisk udsparing indenfor de egentlige kærve. Denne forholdsvis dybtliggende og i forhold til diameteren lange hulcylindriske udsparing kan på grund af de geometriske for-15 hold ikke udformes under udformningen af skruehovedet med stjerne- eller krydskærv, fordi den krævede lange stempeldorn ville klemme sig fast i materialet og blive revet løs fra stemplet, eller den ville ikke kunne frigive skruehovedet. Til trods for de dermed forbundne 20 ikke ubetydelige krav med hensyn til arbejdstid og omkostninger er det derfor almindeligt efter fremstilling af skum ved koldsænksmedning at opspænde skruen i et særskilt redskab og ved spåntagning udforme den med en boring. Denne foranstaltning er dog fremstillingsmæssigt 25 kritisk, fordi indsætning af et bor mellem krydskærvens profilering må være meget nøjagtig for ikke at risikere brud, og endvidere fordi der netop i området ved skruens akse ved koldsænksmedning opstår den største materialefortætning, således at der i dette område forekommer 30 størst modstand mod den spåntagende bearbejdning. For at undgå sådanne problemer, der vanskeliggør prismæssigt gunstig massefremstilling, er det fra DE-brugsmønster 74 17 348 kendt at udforme dækpladen ikke med en tapformet ansats, men med en hulcylindrisk ansats, hvis aksiale længde er lille i forhold til cylindervæggens udvendige 4 149050 diameter. Denne ansats indtrykkes i en tilsvarende dimensioneret flad, cylindrisk fordybning i skruehovedets overside, hvor den er sikkert forankret. Sn sådan i forhold til diameteren flad cylindrisk fordybning kan uden videre præges i skruehovedet under udformningen af dettes stjerne- eller krydskærv, altså uden at der kræves opspænding i et særskilt værktøj, og uden risiko for beskadigelse af værktøjet.

Denne udformning af dækpladens fastgørelse har i praksis 10 vist sig udmærket. Imidlertid vil ved en ikke vinkelret i et arbejdsemne indsat skrue, dækpladens hulcylindriske ansats ikke med hele omkredsen gribe lige dybt ind i den cylindriske fordybning i skruehovedets overside. Når der da netop i det område af dækpladens periferi, hvor ansat-15 sens forankring ikke når så dybt ind i den cylindriske fordybning i skruehovedets overside, på grund af ugunstige driftsforhold indskydes et redskab under dækpladens rand, kan det forekomme, at dækpladen i dette område løftes ud fra arbejdsemnet eller bliver vippet helt ud af 20 skruehovedet.

Den til grund for opfindelsen liggende opgavestilling beror overvejende på den erkendelse, at der trods en tilsyneladende afsluttet udvikling med hensyn til den geometriske udformning af skruehoveder med stjerne- eller kryds-25 kærv, dog må kunne opnås en for massefremstilling mærkbar forbedring ved, at der vælges en mindre kompliceret geometrisk form, der som presseværktøj kræver et stempel, der er enklere at fremstille og nemmere at reproducere.

Samtidig er det opfindelsens formål at anvise en også 30 med hensyn til anvendelsen forbedret skrue med stjerneeller krydskærv» som tillader nem og effektiv fastgørelse af en dækplade.

Dette er ved en skrue af den indledningsvis anførte art ifølge opfindelsen opnået ved, at udpresningerne har form 5 149050 som med skruens akse parallelle overflader på cylinderafsnit, hvis akse på vinkelhalveringslinien mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve er forsat radialt udad fra skruens akse, og hvis sidebegræns-5 ninger danner en skarp kant, der tillige danner en akseparallel begrænsning af den tilstødende sidevæg i retning mod skruens akse.

Overraskende har det vist sig, at der ved denne geometrisk meget enkle udformning af skruen ikke blot undgås 10 enhver risiko for materialespild i området ved kærvens øvre begrænsning, men derudover opnås, at der sammenlignet med hidtil anvendt kærvgeometri kan anvendes væsentligt større drejningsmomenter uden risiko for deformering af kærvens sideflader, og at der uden nogen yderligere frem-15 stillingsteknisk foranstaltning umiddelbart tilvejebringes et skruehoved med stjerne- eller krydskærv, hvori den tapformede ansats på en dækplade kan indsættes direkte og blive effektivt forankret.

Disse i praksis væsentlige forskelle, der opnås ved den 20 forenklede stjerne- eller krydskærv-geometri ifølge opfindelsen, beror på, at den cylindervægformede indpres-ning mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve med sin skarpkantede overgang til den følgende kærvs tilgrænsede sidevæg udgør en fremragende materiale-25 afstøtning ikke blot under koldsænksmedningen, således at man undgår risiko for materialespild, men at der tillige på grund af det ubrudte vægområde mellem efter hinanden følgende enkeltkærve opnås en effektiv afstøtning under udøvelsen af drejningsmomentet ved hjælp af en skruetrækker 30 i hele dennes indgrebshøjde. Desuden danner de udpressede akseparallelle materialeafsnit mellem i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve et fremragende sæde til optagelse af den tapformede ansats på kendte dækplader, idet de i retning mod skruehovedets centrum frem- 6 149050 stående skarpe kanter, ved hvilke enkeltkærvens sidevæg-ge begynder, kan trykkes let ind i dækpladens elastiske formstofmateriale, som derved fortrænges ind i de hulkele-formede indpresninger og derved ved friktion bringes til 5 anlæg mod disse samlede fladearealer.

Opfindelsen angår tillige en fremgangsmåde til fremstilling af en skrue ifølge opfindelsen ved koldsænksmedning i ét trin med dobbelttryk ved hjælp af et formestempel med fire aksesymmetriske, radiale flige, hvis endeflader 10 ligger fra overfladen af en keglestub, og som ved den mindre grundflade ender keglestubformigt. Denne fremgangsmåde, der er velegnet til prisbillig massefremstilling af skruen, er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der anvendes et stempel, hvis flige rager ud fra akseparal-15 leile sideflader på cylinderudsnit, hvis akser er forsat radialt udad fra skæringspunktet for fligenes langsgående midterplaner og langs vinkelhalveringslinien mellem disse midterplaner. Denne udformning af det anvendte stempel har den fordel, at stemplet er billigere at fremsti1-20 le med stor præcision, og at det underkastes mindre slitage.

Det bemærkes, at der ved koldsænksmadnings-formning ikke må dannes eksakt parallelle flader - f.eks. præcis parallelle sidevægge for en enkeltkærv eller en præcist akse-25 parallel cylinderafsnit-overflade, fordi dette ville medføre risiko for, at formeværktøjet, dvs. pressestemplet, ved afslutningen af presningen ikke ville kunne frigøres fra den formpressede genstand på grund af for stor fladefriktion. Når der i beskrivelsen af opfindelsen tales 30 om parallellitet, er der, som det normalt er tilfældet indenfor koldsænksmedningsteknik, ikke tale om matematisk eksakt parallellitet, men kun om parallellitet i forhold til de øvrige, skråt forløbende flader. Til sikring af løsgørelse af stemplet fra det formede objekt vælges i 35 praksis en indbyrdes hældning af enkeltkærvenes parallel- 7 149050 le sidevægge henholdsvis af de cylinderformede indpresnin-ger af en størrelsesorden på 30 vinkelminutter.

Endvidere skal der indenfor opfindelsens rammer angående de omtalte skarpkantede begrænsninger mellem hinanden skæ-5 rende flader ikke forstås knivskarpe kanter, men små overgangsradier eller faser, der er sædvanlige ved formning ved koldsænksmedning for såvidt muligt åt undgå stedvis slitage eller ikke reproducerbare udformninger.

Yderligere træk og fordele ved opfindelsen vil fremgå 10 af tegningen i forbindelse med nedenstående beskrivelse af en foretrukket udførelsesform for en stjerneskrue ifølge opfindelsen og en særlig hensigtsmæssig dækplade samt et værktøj til· udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, idet tegningen viser de vigtigste enkelt-15 heder i forstørret målestok.

På tegningen viser fig. 1 hovedet på en stjerneskrue ifølge opfindelsen med en del af hovedet udeladt, fig. 2 er et snit af skruen efter den i fig. 1 med 20 pilen II-II viste linie og af en over skruen anbragt dækplade, fig. 3 viser set forfra et stempel til koldsænksmedning af et skruehoved ifølge fig. 1 og 2, og fig. 4 viser stemplet ifølge fig. 3 set fra siden.

25 I fig. i er vist et skruehoved 1, f.eks. på en skrue med fladt hoved, der, jfr. fig. 2, i det viste eksempel er udformet som et keglestubformet, undersænket hoved.

143050 8

For at der skal kunne udøves et drejningsmoment på skruens skaft 2, er skruehovedet 1 udformet med stjemekærv bestående af fire enkeltkærve 5» der strækker sig aksesymmetrisk i forhold til skruens akse 6, og hvis midter-5 planer 7 krydser hinanden vinkelret i aksen 6. Enkelt- kærvene 5 begrænses hver af sidevægge 8, der er parallelle med hinanden og med kærvens midterplan 7.

Enkeltkærvenes 5 endeflader 9 ligger i det viste eksempel på overfladen 10 af en omvendt, spidsvinklet kegle-10 stub, hvis grundflade falder sammen med skruehovedets plane overside 11- Endefladerne 9 strækker sig altså i en spids vinkel - fortrinsvis i en vinkel på 21° i forhold til skruens akse 6 - fra oversiden 11 af hovedet mod hinanden i retning mod skruens skaft 2. Til den mindre 15 grundflade 14 slutter sig en på spidsen stående, kegle-stubformet fordybning 15. Eksempelvis andrager dybden fra oversiden 11 til spidsen af fordybningen 15 på et skruehoved med en normeret yderdiameter 17 på 7,2 mm for stjernekærven ca. 5>3 mm, svarende til en keglestub-20 højde på 4,3 mm og en keglevinkel 19 på ca. 128°, jfr. fig. 2. Andre, fortrinsvis ligeledes normerede stjeme-kærv-diametre svarende til stærkere eller svagere skrue-skafte 2, betinger en tilsvarende ændring af disse karakteristiske dimensioner.

25 Mellem de nærmest hinanden liggende sidevægge 8 i periferiretningen efter hinanden følgende enkel tkærve 5 findes en radialt udad fra skruehovedets 1 akse 6 rettet udpresning 20. Disse udpresninger har tilnærmelsesvis form som overfladen på et cylinderafsnit, der strækker 30 sig parallelt med aksen 6, og som har mindre radius 2 end den keglestubf ormede fordybnings 15 grundflade 14.

Aksen 22 for hver af disse cylinderafsnit ligger på en vinkelhalveringslinie mellem to i periferiretningen efter hinanden følgende langsgående midterplaner 7, og er 3o forskudt radialt fra disse planers skæringspunkt, dvs.

9 149050 fra skruens akse 6, i retning mod skruehovedets periferi med mellem 30% og 50% af radius for fordybningens 15 grundflade 14.

De akseparallelle dele, der i sideretningen begrænser en 5 udpresning 20 og dermed et cylinderafsnit, går over en med aksen 6 parallel, skarp kant 23 over i den tilstødende enkeltkærvs 5 nærmeste sidevæg 8. Som følge af forholdet mellem udpresningernes radius 21 og den største radius for grundfladen 14 af fordybningen 15, ved hvilken en-10 keltkærvenes 5 skråt i forhold til aksen 6 forløbende endeflader 9 ender, dannes som nedre rand for udpresnin- o gerne 20 en cirkelbueformet fase 24, der i forhold til fordybningens 15 grundflade 14 er forskudt aksialt i retning mod skruens skaft 2. Hvert af disse cylinder-15 afsnits radius 21 og akse 22 er valgt således, at cylinder af snittenes periferi i området for vinkelhalveringslinien mellem i periferiretningen efter hinanden følgende langsgående midterplaner 7 tangerer en cirkel med grundfladens 14 diameter indvendigt, således at en-20 keltkærvenes 5 sidevægge 8 forlænges parallelt med kærvens langsgående midterplan 7 i retning mod skruehovedets centrum, der svarer til den fremspringende kant 23 og strækker sig ind i grundfladens 14 periferi.

Den specielle udformning af de som cylinderafsnit udfor-25 mede udpresninger 20, der til begge sider afgrænses af en skarp kant mod den tilstødende kærv, bevirker på overraskende effektiv måde, at det materialespild, der ellers er uundgåeligt ved koldsænksmedning af sådanne stjerneskruer i området ved enkeltkærvenes overkanter, dvs. i 30 oversiden af skruehovedet, ikke forekommer. Det er herved bemærkelsesværdigt, at dette resultat opnås ved hjælp af en i forhold til hidtil kendte skruer med stjemekærv geometrisk langt enklere form for stjernekærven.

149050 ίο

Hertil kommer, at modsat kendte krydskærvudformninger med i forhold til skruens længdeakse skrå udpresningsflader, er de akseparallelle, hulcylindriske udpresninger 20 i samvirke med de skarpe begrænsningskanter 23 uden yderligere spåntagende eller ikke-spåntagende deformering af skruehovedet umiddelbart egnet til effektivt at fast-5 holde en med hensyn til diameter og længde tilsvarende dimensioneret, tapformet ansats 25 på en kendt dækplade af i hvert fald let elastisk materiale. Sådanne dækplader 26 har som regel en diameter, der er lidt større end diameteren for oversiden 11 af hovedet 11 på en skrue 10 med undersænket hoved 3· Når dette skruehoved indskrues i materialet af en ved hjælp af skruen fastgjort genstand, kan man ved hjælp af en dækplade med en efter omgivelserne valgt farve fuldstændig skjule skruehovedet, hvilket ofte er ønskeligt af æstetiske grund. Sam-15 tidig undgås derved, at smuds kan opsamles i området ved kærvene 5, hvilket ville kunne vanskeliggøre en eventuel senere løsning af skruen, fordi en skruetrækker ikke ville kunne få fast greb i kærvene.

Navnlig ved massemontage kan det i praksis nemt forekom-20 me, at en skrue ikke strækker sig vinkelret på overfladen af den fastskruede genstand. Som følge af den forholdsvis stive forbindelse mellem dækpladens 26 ansats 25 og pladeformede del kan det da forekomme, at dækpladen kim med en del af periferien ligger tæt an mod gen-25 standens overflade, medens den modsatte del af periferien ikke får anlæg mod overfladen. Dette kan være uønskeligt af æstetiske grunde, eller fordi der vil være risiko for, at en utilsigtet påvirkning af den fra overfladen udstående del af dækpladen kan føre til, at denne rives 30 ud af skruens hoved, eller at 'den pladeformede del på grund af den effektive fastholdelse mellem udpresningerne 20 og kanterne 23 bliver brækket af ansatsen 25.

Claims (2)

149050 For at undgå dette er det hensigtsmæssigt, at der mellem dækpladens 26 ansats 25 og dens pladeformede del findes en leddel, der i udførelsesformen ifølge fig. 2 er dannet af en rundtgående not 27. Da der som følge heraf 5 ikke mere er stiv forbindelse mellem dækpladens ansats og dens pladeformede del, vil denne sidste, selv om skruens akse ikke strækker sig vinkelret på overfladen af den pågældende genstand, få ensartet anlæg mod overfladen med hele periferien, når dækpladens ansats ved et 10 tryk mod det midterste område af dækpladen føres ind i det akseparallelle hulrum i skruehovedet mellem udpresningerne 20 og kanterne 23. Fig. 3 viser set forfra den forreste del af et stempel til fremstilling af et skruehoved med stjernekærv 15 ifølge fig. 1 og 2 ved koldsænksmedning i en éttrins-presse med dobbelttryk. Fig. 4 viser stemplet set fra siden. Enkeltkærvene 5» Ofr*, fig. 1 eller 2 præges ved hjælp af flige 28 og udpresningerne 20 ved hjælp af fra redskabets akse radialt forskudte cylinderud-20 snit 29, der til siderne af grænses af en skarp kant mod den følgende fligs 28 nærmeste sideflade.

1. Stjerneskrue, der er indrettet til at kunne optage en dækplade, og som er udformet med fire aksesymmetri-25 ske, fra skruehovedets overside udgående enkeltkærve, hvis til siden vendende endeflader ligger på overfladen af en omvendt keglestub, hvortil er tilsluttet en koak-sial, keglestubformet fordybning, samt hvor hver enkelt-kærv har indbyrdes parallelle sidevægge, og hvor der mellem 30 i periferiretningen efter hinanden følgende enkeltkærve findes en radial udpresning, kendetegnet ved, at udpresningerne (20) har form som med skruens akse (6) parallelle overflader på cylinderafsnit, hvis akse (22)