PL222032B1 - Sposób wytwarzania gwoździ łączonych w taśmę i gwóźdź - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania gwoździ łączonych w taśmę i gwóźdź przeznaczony do tworzenia taśmy stosowanej w automatycznych urządzeniach do wbijania gwoździ.

Znane są z opisu patentowego EP0672482A, US3083369A, US5482420A, US7618222B2 rozwiązania, w których występują gwoździe mające trzon, głowę i ostrze połączone ze sobą za pomocą przyspawanych drutów łączących gwoździe w taśmę. Taśmy z połączonymi gwoździami używane są w automatycznych urządzeniach do przybijania gwoździ. Takie rozwiązanie jest bardzo przydatne przy wszelkich pracach gdzie niezbędnie jest przybicie dużej ilości gwoździ w krótkim czasie. Rozwiązanie to zmniejsza zarówno nakład pracy na wykonanie założonego zadania jak również wpływa na zmniejszenie zmęczenia pracownika.

Łączenie gwoździ w taśmę może przebiegać w różny sposób jak na przykład poprzez sklejanie ich do odpowiedniej taśmy tworzywowej. Jednak najbardziej rozpowszechnionym sposobem łączenia gwoździ jest użycie dwóch równoległych drutów, które mogą być spawane do trzonów gwoździ w ustalonej odległości zgodniej z wymaganiami urządzenia wykorzystującego w działaniu taśmę z gwoździami. Takie druty łączy się z trzonem gwoździa poprzez spawanie z wykorzystaniem elektrod elektrycznych. Dla zapewnienia odpowiednich warunków pracy taśmy z gwoździami w urządzeniu do wbijania gwoździ powierzchnię gwoździ a także zwiększenia powierzchni styku drutu łączącego i trzonu gwoździa można naciąć gwoździe w miejscu spawania drutu łączącego gwoździe w taśmę. Drut łączący spawa się do trzonu gwoździa w miejscu nacięcia. Stwarza to lepsze warunki dla procesu spawania ze względu na zwiększenie powierzchni styku cienkiego drutu łączącego z powierzchnią trzonu gwoździa.

Dobrze jest jeśli gwoździe w taśmach odznaczały się również dużą odpornością na korozję i to nie tylko w trakcie przechowywania przed użyciem ale również po wykorzystaniu utrzymując tym samym zbity gwoździami obiekt w dobrej kondycji przez jak najdłuższy czas.

W tym celu gwoździe zabezpiecza się przed korozją. Jedną z bardziej powszechnych metod zabezpieczenia gwoździ przed korozją jest pokrywanie ich metaliczną warstwą ochronną, którą stanowi warstwa cynku. Cynkowanie zanurzeniowe (ogniowe) stanowi obecnie najskuteczniejszą i najekonomiczniejszą ochronę stali przed korozją. Cynk nakładany jest na powierzchnię czystego gwoździa ze stali niskowęglowej przez zanurzenie w ciekłym cynku (temperatura topnienia cynku 419,5°C). Gwoździe ocynkowane ogniowo posiadają powłokę cynku minimum 55 μm do 100 μm.

Proces zgrzewania gwoździ jest powszechnie znanym i nie stanowi dużego problemu z gwoźdźmi zwykłymi. Problem pojawia się w momencie gdy drut stalowy musi zostać przygrzany do rdzenia gwoździa przez warstwę cynku.

Ze względów ekonomicznych prędkość zgrzewania powinna wynosić około 2000 szt/min. W takim procesie jest wiele ograniczeń, które dodatkowo utrudnia operację. Jednym z głównych problemów jest czas w jakim musi nastąpić zgrzanie gwoździa z drutem stalowym. Czas jaki jest potrzebny do wykorzystania przy prędkości 2000 szt/min to około 5 ms. Taki czas wystarcza operacji na gwoździach bez cynku. Aby przygrzać gwoździe z cynkiem potrzebny jest czas na roztopienie cynku oraz czas do zgrzania drutu stalowego do gwoździa.

Na roztopienie cynku potrzebny jest czas około 3 ms. Po roztopieniu cynku i częściowym jego odparowaniu drut stalowy jest dociskany do gwoździa i następuje właściwy proces zgrzewania w ciągu 4-5 ms. Jak widać łączny czas takiego procesu wynosi około 8 ms.

Drugim ograniczeniem jest prąd zgrzewania, który zgrzewa drut z gwoździem. Zbyt mały prąd spowoduje że cynk nie rozpuści się a drut stalowy nie przegrzeje do gwoździa. Zbyt duży spowoduje przetopienie cynku ale nastąpi przepalenie drutu, który ma być zgrzany z gwoździem co powoduje, że taki produkt jest odpadem.

Innym ograniczeniem jest średnica drutu, który wykorzystywany jest do zgrzewania. Używa się drutu o średni około 0,7 mm - jest to najbardziej optymalny wymiar drutu przy łączeniu gwoździ z średnicy 2,1-4,2 mm. W procesie zgrzewania można używać drutu o większej średnicy, co z jednej strony jest korzystne z tego względu, że można zwiększyć prąd zgrzewania ale z drugiej strony potrzebne są większe siły przy zrywaniu drutu podczas wbijania gwoździa pistoletem (urządzeniem wbijającym). Ograniczona siła wbijania powoduje, że przy zbyt grubym drucie nie dojdzie do jego zerwania i gwóźdź zablokuje się w urządzeniu. Zmniejszając średnicę drutu musi być zmniejszany prąd, aby nie doszło do jego przepalenia podczas zgrzewania.

PL 222 032 B1

Jednym ze sposobów postępowania z gwoździami cynkowanymi jest usuwanie warstwy trzonu gwoździa wraz z cynkową warstwą zabezpieczającą. Jednak takie postępowanie powoduje, że w miejscu łączenia drutów z trzonem gwoździa powstaje obszar gwoździa nie zabezpieczony antykorozyjnie. Powoduje to szybkie rozpoczęcie procesu korozji w miejscu łączenia drutów z gwoździami w taśmę zarówno w trakcie przechowywania przed użyciem, jak i po umiejscowieniu gwoździa w jego miejscu przeznaczenia.

Wszystko to stwarza określone problemy w produkcji gwoździ w taśmach co przyczyniało się do ich wysokiej ceny i często niskiej jakości.

Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania gwoździ łączonych w taśmę i gwóźdź przeznaczony do wytwarzania taśmy, umożliwiające bezproblemowe wytwarzanie taśmy zawierającej pokryte warstwą ochronną gwoździe bez zmniejszenia odporności antykorozyjnej i z dużą prędkością wytwarzania.

Celem wynalazku jest także ulepszenie znanych rozwiązań wytwarzania taśm zawierających gwoździe i rozszerzenie ich gamy.

Według wynalazku sposób wytwarzania gwoździ łączonych w taśmę, w którym gwoździe posiadające trzon, głowę i ostrze polega na tym, że: gwoździe pokrywa się metaliczną warstwą ochronną, w miejscu łączenia gwoździ w taśmę usuwa się warstwę zewnętrzną trzonu gwoździa, łączy się w taśmę do maszynowego wbijania poprzez spawanie z drutem łączącym, przy czym w miejscu łączenia gwoździ w taśmę usuwa się metaliczną warstwę ochronną tylko na części jej grubości.

Korzystnie jest, kiedy usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej, którą stanowi warstwa cynku.

Korzystnie jest także, kiedy usuwa się część cynkowej warstwy metalicznej ochronnej nałożoną metodą ogniową.

Jest korzystnie, kiedy usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej pozostawiając warstwę o grubości 0,5 do 3 μm.

Jest także korzystnie, kiedy usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej pozostawiając warstwę o grubości 1 μm, którą stanowi warstwa dyfuzyjna.

Korzystnie jest, kiedy część warstwy metalicznej ochronnej usuwa się mechanicznie.

Korzystnie także część warstwy metalicznej ochronnej usuwa się mechanicznie poprzez wygniatanie jej krążkiem urządzenia usuwającego.

Kolejna korzystna cecha przejawia się w tym, że gwoździe łączy się w taśmę poprzez spawanie dwoma drutami łączącymi przebiegającymi równolegle, przy czym dla każdego drutu łączącego usuwa się z trzonu gwoździa warstwę metaliczną ochronną tylko na części jej grubości.

Usuwanie częściowe warstwy nieoczekiwanie wpływa korzystnie na wytwarzaną taśmę połączonych gwoździ w ten sposób, że powoduje odparowanie pozostałej warstwy ochronnej i następnie osadzenie się par cynku na miejscu połączenia trzonu gwoździa z drutem łączącym.

Gwóźdź według wynalazku, posiadający trzon, łeb oraz przeznaczony do łączenia gwoździ w taśmę pokryty metaliczną warstwą ochronną ma w miejscu łączenia z drutem łączącym w taśmę grubość metalicznej warstwy ochronnej mniejszą niż w pozostałej części trzonu gwoździa i korzystnie wynosi 0,5 do 3 μm, korzystniej 1 μm, przy czym stanowi ją warstwa dyfuzyjna na styku cynku stanowiącego warstwę antykorozyjną i stali stanowiącej materiał trzonu gwoździa.

Jest korzystnie, kiedy metaliczną warstwę ochronną stanowi warstwa cynku, korzystniej nakładana ogniowo.

Korzystnie jest, kiedy grubość metalicznej warstwy ochronnej w dwóch oddalonych od siebie miejscach jest mniejsza niż w pozostałej części trzonu gwoździa.

Przedmiot wynalazku pokazano w nieograniczającym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia gwóźdź w widoku z boku, fig. 2 przedstawia powiększony fragment gwoździa z fig. 1 w przekroju podłużnym, fig. 3 przedstawia taśmę z gwoździami połączonymi drutami łączącymi w widoku wzdłuż taśmy, fig. 4 przedstawia taśmę z gwoździami połączonymi drutami łączącymi w widoku z boku, fig. 5 przedstawia urządzenie do usuwania części warstwy ochronnej i łączenia gwoździ w taśmę w widoku perspektywicznym, fig. 6 przedstawia proces usuwania części warstwy ochronnej z gwoździa, fig. 7 przedstawia powiększony fragment gwoździa po procesie usuwania części warstwy ochronnej a fig. 8 powiększony fragment gwoździa po procesie usuwania części warstwy ochronnej połączonego z drutem łączącym gwoździe w taśmę.

Jak pokazano na fig. 1 gwóźdź 1 ma trzon 2 i głowę 3 i ostrze 4. Gwóźdź 1 wykonany jest z drutu stalowego i pokryty warstwą ochronną 7, która chroni go przed korozją zarówno w trakcie przecho4

PL 222 032 B1 wywania jak i po użyciu. Warstwę ochronną 7 stanowi warstwa cynku o grubości 60 μm. Warstwa cynku jest nakładana ogniowo na powierzchnię czystego gwoździa 1 ze stali niskowęglowej przez zanurzenie w ciekłym cynku. Warstwa cynku tworzy na połączeniu z materiałem trzonu 2 gwoździa 1 warstwę dyfuzyjną, której grubość wynosi 1 μm.

Jak pokazano na fig. 3 i fig. 4 gwoździe 1 połączone są w taśmę za pomocą dwóch równoległych drutów 8 poprzez spawanie drutów w punkcie spawania 9. Tak połączone gwoździe używane są w takich urządzeniach do wbijania gwoździ jak pistolety ręczne.

Przed zgrzewaniem drutów 4 i gwoździ 1 z zewnętrznej strony trzonu 2 gwoździa 1 usuwa się część warstwy ochronnej 7, którą stanowi nałożony ogniowo cynk. Jak pokazano na fig. 5 i fig. 6 usunięcie części warstwy ochronnej 7 cynku następuje poprzez użycie w urządzeniu 11 do suwania części warstwy ochronnej 7 z trzonu 2 gwoździa 1 krążka 10 stalowego (ze spieku węglowego), który wygniata cynk punktowo na gwoździu 1. Krążek 10 podczas pracy ustawiony jest w ten sposób, że jego oś obrotu jest równoległa do osi obrotu matrycy 13 z gwoźdźmi 1. Jak pokazano na fig. 5 gwoździe 1 osadzone są precyzyjnie w matrycy 13 bez możliwości przemieszczania się.

W urządzeniu 11 do suwania części warstwy ochronnej 7 z trzonu 2 gwoździa 1 umieszczone są dwa krążki 10 wygniatające wgłębienie usuwające jednocześnie część warstwy cynku w dwóch punktach gwoździa oddalonych od siebie o wartość wyznaczoną dla odległości drutów 4 łączących gwoździe 1 taśmę. Wgłębienie powstałe po użyciu krążków 10 pokazane jest na fig. 7, gdzie widoczna jest pozostała cienka warstwa dyfuzyjna 6 warstwy ochronnej 7. Jednocześnie w pewnej odległości kątowej od krążków 10 wygniatających umieszczone są elektrody spawające 12 powodujące przygrzanie drutów 4 do trzonu 2 gwoździ 1 umieszczonych w matrycy 13 urządzenia produkcyjnego. Proces odbywa się zatem automatycznie. Następuje stopienie pozostałej warstwy ochronnej cynku, jego odparowanie, i osadzenie się par cynku na połączonych wzajemnie częściach gwoździa 1 i drutu 4. W ten sposób powstaje warstwa ochronna zabezpieczająca to połączenie na czas przechowywania jak i po użyciu gwoździ 1. Użyty sposób wytwarzania gwoździ 1 łączonych w taśmę pozwala na uzyskanie optymalnej pod względem technicznym i ekonomicznie opłacalnej prędkości łączenia gwoździ 1 w taśmę za pomocą drutów 4 z dodatkowo zabezpieczonym miejscem łączenia gwoździ 1 w taśmę.

Claims (13)

1. Sposób wytwarzania gwoździ łączonych w taśmę, w którym gwoździe posiadające trzon i głowę i ostrze:

- pokrywa się metaliczną warstwą ochronną,

- w miejscu łączenia gwoździ w taśmę usuwa się warstwę zewnętrzną trzonu gwoździa,

- łączy się drutem w taśmę do maszynowego wbijania poprzez spawanie z drutem łączącym, znamienny tym, że

- w miejscu łączenia gwoździ (1) w taśmę usuwa się metaliczną warstwę ochronną (7) tylko na części jej grubości.

2. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej (7), którą stanowi warstwa cynku.

3. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 2, znamienny tym, że usuwa się część cynkowej warstwy metalicznej ochronnej (7) ochronną nałożoną metodą ogniową.

4. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej (7) pozostawiając warstwę o grubości 0,5 do 3 μm.

5. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 4, znamienny tym, że usuwa się część warstwy metalicznej ochronnej (7) pozostawiając warstwę o grubości 1 μm, którą stanowi warstwa dyfuzyjna (6).

6. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 1, znamienny tym, że część warstwy metalicznej ochronnej (7) usuwa się mechanicznie.

7. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 6, znamienny tym, że część warstwy metalicznej ochronnej (7) usuwa się mechanicznie poprzez wygniatanie jej krążkiem (10) urządzenia usuwającego (11).

8. Sposób wytwarzania gwoździ według zastrz. 1, znamienny tym, że gwoździe (1) łączy się w taśmę poprzez spawanie dwoma drutami łączącymi (8) przebiegającymi równolegle, przy czym dla

PL 222 032 B1 każdego drutu łączącego (8) usuwa się z trzonu (2) gwoździa (1) warstwę metaliczną ochronną (7) tylko na części jej grubości.

9. Gwóźdź posiadający trzon, głowę i ostrze przeznaczony do łączenia gwoździ w taśmę pokryty metaliczną warstwą ochronną, znamienny tym, że w miejscu łączenia z drutem łączącym (8) w taśmę grubość metalicznej warstwy ochronnej (7) jest mniejsza niż w pozostałej części trzonu (2) gwoździa (1) i wynosi 0,5 do 3 μm.

10. Gwóźdź według zastrz. 9, znamienny tym, że metaliczną warstwę ochronną (7) stanowi cynk.

11. Gwóźdź według zastrz. 10, znamienny tym, że cynkową metaliczną warstwę ochronną (7) stanowi warstwa nakładana metodą ogniową.

12. Gwóźdź według zastrz. 9, znamienny tym, że pozostałą na części trzonu (2) gwoździa (1) cynkową metaliczną warstwę ochronną (7) stanowi warstwa dyfuzyjna (6) na styku cynku stanowiącego warstwę antykorozyjną i stali stanowiącej materiał trzonu gwoździa mająca grubość 1 μm.

13. Gwóźdź według zastrz. 9, znamienny tym, że grubość metalicznej warstwy ochronnej (7) w dwóch oddalonych od siebie miejscach jest mniejsza niż w pozostałej części trzonu (2) gwoździa (1).