NL8300069A - Werkwijze voor het vervaardigen van een schroefdraadpen en aldus vervaardigde pen eventueel gecombineerd met een kraag. - Google Patents

Description

* f <4 N/31.290-tM/kvn

Werkwijze voor het vervaardigen, van een schroefdraadpen en aldus· vervaardigde pen eventueel gecombineerd met een kraag.

De uitvinding heeft betrekking op een van schroefdraad voorzien bevestigingsorgaan en beoogt in het bijzonder een bevestigingsorgaan,waarvan de lengte en het gewicht zijn geminimaliseerd.

5 Van schroefdraad voorziene bevestigingsorganen met inbegrip van die met koppelbegrenzing zijn wel' bekend op dit gebied. Bevestigingsorganen met hoge prestatie zijn vrij duur en worden vaak gebruikt in installaties, waarin een overmatig gewicht bezwaarlijk is niet alleen vanwege de kosten van het 10 materiaal, maar vanwege de hogere bedrijfskosten,die evenredig kunnen zijn met het gewicht. Bijvoorbeeld verhoogt elke extra kilogram,die is toegevoegd aan het gewicht van een vliegtuig, de jaarlijkse bedrijfskosten ervan aanzienlijk. ...

Reductie in gewicht is bereikt door de toepassing 15 van lichte materialen zoals titanium,maar gewichtsbesparingen door vervanging van materiaal worden steeds moeilijker te maken.

Een doel van de uitvinding is het reduceren van het gewicht van een bevestigingsorgaan door een constructie te 20 verschaffen, waarin de schroefdraadlengte gereduceerd kan zijn en daardoor de lengte en het gewicht van de pen gereduceerd kan zijn. Omdat kragen voor dergelijke installaties gewoonlijk tegenboringen hebben voor het opnemen van de onvolledige schroefdraden die gewoonlijk zijn gevormd op de pen, moeten 25 de kragen lang genoeg zijn voor de tegenboring en voor de noodzakelijke lengte van hun eigen schroefdraad. Dit vereist dat de kraag langer is en meer weegt. Als er minder onvolledige schroefdraden zijn, kan de tegenboring korter zijn en daarom kan een kortere en lichtere kraag worden toegepast.

30 Bevestigingsorganen met hoge prestatie en eigen kop pelbegrenzing en verbindingen van het hierin beschreven type zijn in het algemeen afgebeeld in het Amerikaanse octrooischrift 4.223.433. Een plaatselijk hardmaken van pennen door bewerking is verder bekend, bijvoorbeeld uit de octrooiaanvrage 108.959, 35 ingediend 31 december 1979.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterd minder wegend bevestigingsorgaan, dat naar keuze 8300069 *. - - 2 - een eigen, koppelbegrenzing kan' bezitten.

Een bevestigingsorgaan volgens de uitvinding omvat een afschuifpen met een kop, een cilindrische schacht, een schouder die^ grenst aan de schacht en een gereduceerde dia-5 meter heeft, een afrondingsstraal aan de kleinste diameter van de schouder en waarvan de zone door bewerking is gehard, en een van schroefdraad voorzien eind, in de genoemde volgorde vanaf de kop. De schroefdraad strekt zich uit.tot vlak bij de schouder en heeft niet meer dan ongeveer een halve winding . o 10 met onvolledige schroefdraad aan. zijn eind,dat het dichtst bij de schouder ligt.

Een kraag kan worden geschroefd op de schroefdraad en bezit een tegenboring, die vrij loopt van de onvolledige schroefdraad. De lengte van de tegenboring is niet groter dan 15 de· te verwachten grijplengte van het bevestigingsorgaan plus ongeveer de helft van de spoed van de schroefdraad. De.kraag en de pen samen vormen een zeer compact samenstel met de minste lengte, dat voldoende sterkte en aanpasbaarheid heeft.

Volgens een bij voorkeur toegepast keuzekenmerk van 20 de uitvinding kan de kraag een eigen koppelbegrenzing bezitten, waarvan een voorbeeld is afgebeeld in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 4.223.433.

Ook of in plaats daarvan kan de kraag desgewenst een schroefdraad-borgmiddel hebben, dat de kraag tracht te 25 houden op de pen bij een ingesteld koppel en een sleutelaan-grijpmiddel om het koppel uit te oefenen op de kraag.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een nuttige werkwijze voor het vervaardigen van de pen.

De bovenstaande en andere kenmerken van de uitvinding 30 zullen duidelijk worden uit de gedetailleerde beschrijving aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 is een axiale doorsnede van een werkstuk, waaruit een pen volgens de uitvinding wordt gemaakt, reeds gedeeltelijk bewerkt.

35 fig. 2 is een rechteraanzicht volgens de lijn II-II

in fig. 1.

fig. 3 is een axiale doorsnede van het verder bewerkte werkstuk.

fig. 4 is een gedeeltelijke doorsnede en toont een 40 naar keuze toe te passen bewerking van de pen.

8300069 - 3 - fig. 5 is een rechteraanzicht volgens lijn V-V in fig. 4.

fig. 6 is een axiale doorsnede van een bij voorkeur toegepaste kraag voor gebruik met de pen.

5 fig. 7 en 8 zijn samengestelde afbeeldingen en tonen een deel van een verbinding,die is verkregen bij toepassing van de bovengenoemde pen en kraag in de uitvoeringen met maximum respectievelijk minimum greep.

fig. 9 is een axiale doorsnede en toont een soort-10 gelijk werkstuk als dat van fig. 1, maar dat op een andere wijze is bewerkt.

fig. 10 is een axiale doorsnede en toont het werkstuk van fig. 9 met een daarop gerolde schroefdraad.

fig. 11 is een axiale doorsnede en toont het werk-15 stuk van fig. 1 of 9,voorzien van een omtreksgroef.

fig. 12 en 13 zijn axiale doorsneden en tonen het werkstuk van fig. 1 of 9 met schroefdraden met toenemende of afnemende topdiameters.

Fig. 1 toont een gedeeltelijk bewerkt werkstuk 10 * 20 voor het vervaardigen van een pen 45 volgens de uitvinding.

Het werkstuk heeft een voorgevormde kop 11, een centrale as 12 en een cilindrische schacht 13.

Een groef 15 is gevormd door een snijbewerking om een schouder 16 te vormen, die kleiner is in diameter. Hoewel 25 de schouder 16 is afgeheeld met een helling, zou deze in plaats daarvan een vlakke platte schouder kunnen zijn, die ligt in een vlak dat loodrecht staat op de centrale as. Aan de kleinste diameter van de schouder bevindt zich een afrondingsstraal 17. Een andere schouder 18 is gevormd aan de andere zijde van 30 de door de snijbewerking gevormde groef. Een eindsectie 19 is aangebracht voor het opnemen van een gesneden of gerolde schroefdraad, bij voorkeur een gerolde schroefdraad. Een bodem 20 van de groef kan plat of gebogen zijn. De lengte van de bodem kan ergens liggen tussen nul en een grotere waarde, maar 35 deze zal in het algemeen een minimum lengte hebben om redenen die duidelijk zullen worden.

Door middel van een rolbewerking (niet afgebeeld) wordt een zone, die de afrondingsstraal 17 bevat (welke zone wel mag,maar niet hoeft uit te steken voorbij de afrondings-40 straal) gerold, zodat deze door de bewerking gehard wordt. Het 8300069 t 'k 4 — werkstuk is gemaakt uit een door bewerking hardhaar materiaal, zodat een zone . / met inbegrip van de afrondingsstraal en een zo groot daaraangrenzend oppervlak als gewenst wordt door bewerking gehard worden om een aanvullende vermoeiingsweerstand 5 en sterkte op deze plaats te verkrijgen.

Na de hardmaakbewerking wordt een schroefdraad 25 gevormd op de buitenzijde van de sectie 19. Omdat een schroef-draadrolmatrijs kan worden aangebracht op de eindsectie en kan uitsteken in de groef,zal slechts een minimaal deel met onvol-10 ledige schroefdraad worden gevormd, omdat de inleiddelen van de matrijs over de groef zullen liggen. Dit kenmerk bepaalt de lengte van de bodem. Deze moet in axiale richting slechts lang genoeg zijn om de minimum onvolledige schroefdraad te kunnen vormen,zoals is aangegeven. Volgens de uitvinding moet 15 niet meer dan ongeveer een halve winding van de schroefdraad onvolledig zijn. De rest moet bestaan uit volledige .-.schroefdraad, Door op geschikte wijze de schouders van de groef te laten hellen, kan deze functie worden bereikt zonder een aanzienlijke bodem in de groef, maar in een optimaal bevestigings-20 orgaan kan de resulterende lengtereductie van de cilindrische schacht'niet gewenst zijn. In de bij voorkeur toegepaste uitvoering zal er dus gewoonlijk tenminste enige bodem in de groef zijn.

Fig. 5 toont een naar keuze toe te passen sleutel-25 aangrijpuitsparing 27, die kan zijn gevormd in de eindsectie. Deze kan op geschikte wijze zeskantig zijn gevormd voor het opnemen van een overeenkomstige sleutel, maar deze sleutel-aangrijpuitsparing kan anders zijn voorzien van anders gevormde onronde secties. Ook zouden deze uitwendig (zoals op een steel) 30 kunnen zijn gevormd. Als de kop van de pen is uitgevoerd om te worden vastgehouden door een sleutel,is deze sleutelaan-grijpuitsparing niet nodig. De uitsparing maakt het mogelijk, dat het bevestigingsorgaan geheel vanaf één eind wordt vastgezet.

35 Een pen,zoals tot dusver is beschreven,omvat dus een voorgevormde kop, die is afgeheeld als verzonken kop,maar anders een ronde uitstekende kop zou kunnen zijn, een uitstekende zeskantige kop of een anders gevormde kop, eèn cilindrische schacht, een groef die in diameter kleiner is, en een geharde 40 afrondingsstraal aan de zone met de kleinste schouderdiameter 8300069 - '5 - ' - en een schroefdraad in deze volgorde vanaf de kop. De schroefdraad heeft niet meer dan een halve winding met onvolledige schroefdraad.

De pen is bedoeld om te worden gebruikt met een 5 van inwendige schroefdraad voorziene kraag. De inwendige schroefdraad zal natuurlijk voldoende windingen hebben om een juiste verbinding te maken. Deze verbinding moet echter worden gemaakt door volledige schroefdraadwindingen en niet de onvolledige.

Om deze reden is een dergelijke kraag gewoonlijk voorzien van 10 een tegenboring, waarvan de axiale lengte voldoende is, zodat deze zal vrijlopen van de onvolledige windingen en ingrijping met de onvolledige windingen zal verhinderen. Omdat een praktisch bevestigingssysteem zo is ontworpen, dat elke afmeting kan worden gebruikt over een aanzienlijk grijpbereik, komt de 15 lengte van de tegenboring neer op het grijpbereik plus de spoedlengte van de onvolledige windingen. Onvolledige windingen dragen dus natuurlijk bij tot de lengte van de tegenboring en daarom tot de lengte en het gewicht van de pen, de kraag en hun combinatie.

20 Fig. 6 toont een voorbeeld van een kraag 13 van het welbekende "Hi-Lok"-type/ dat is afgeheeld in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 4.223.433 en ook in het Amerikaanse octrooischrift 2.940.495. De geïllustreerde uitvoering van de kraag, die is vervaardigd volgens de uitvinding,omvat een 25 lichaam 31 met een centrale as 32 en een axiale doorgang 33.

Het lichaam heeft een inwendige schroefdraad 34 en een tegenboring 35, waarvan de axiale lengte niet groter is dan van het te verwachten grijpbereik plus de halve spoedlengte van de schroefdraad. De buitenwand 36 van het lichaam is taps uitge-30 voerd om het gewicht te reduceren en strekt zich uit vanaf een draadeind 37 naar een aandrijfeind 38.Naast het aandrijf-eind bevindt zich een vergrote wand 39 om stijfheid te geven.

Deze wand is naar keuze. Deze kan iets onrond worden gepersd, zodat wanneer de pen daarop wordt geschroefd deze zal worden 35 rondgemaakt en de terugveerkracht een schroefdraadborging zal vormen.

Een aandrijfsectie 40 heeft een zeskant 31 voor aan-grijping van een aandrijforgaan, een buisvormige, niet van schroefdraad voorziene overgangssectie 42 en een groef 43, die 40 een zone met een kleiner dwarsdoorsnede-oppervlak verschaft 8300069 ' ‘ * - 6 - en het deel van de kraag met de minste weerstand tegen koppel-krachten is. Dit heeft een eigen weerstand tegen koppels tot aan een gegeven koppel. Bij en boven dit gegeven koppel zal de aandrijfsectie breken aan de groef en afvallen, waarbij de 5 moer vastgezet met het bedoelde eigen koppel achterblijft.

De schroefdraadborging met onrondheid kan worden verkregen zonder gebruik te maken van een band,zoals door de wanddikte van de moer bij zijn vrije eind voldoende dik te maken om onrond te worden geperst en een voldoende druk te 10 houden tegen de pen,wanneer deze onrond wordt gedrukt, doordat deze wordt geschroefd op de pen. Als de koppelbegrenzing niet gewenst is, kan de verwijderbare aandrijfsectie worden weggelaten en de kraag worden voorzien volgens sleutelaangrijpmid-delen op zijn lichaam. Een zeskantig stel sleutelvlakken of 15 een groep van sleutelaangrijpvingers zijn twee voorbeelden van geschikte sleutelaangrijpmiddelen. .....

Pig. 7 toont een vastgezette kraag, waarvan de aan-drijfsectie is afgebroken en die rust tegen een werkstuk 44 met de pen 45 op zijn maximum greep. Fig. 8 toont dezelfde 20 pen 45 op zijn minimum, greep. Opgemerkt wordt dat de schroefdraad in de kraag wel bijna de schouder van de pen heeft bereikt. Natuurlijk ligt de kop aan tegen het werkstuk aan de andere zijde, maar dit is niet afgebeeld om de tekening te vereenvoudigen, en de pen 45 heeft een kop en een cilindrische 25 schacht ·, zoals boven beschreven is. Naast de reeds beschreven werkwijze en constructies zijn er andere werkwijzen en construc-ties.Dë tegenwoordig bij voorkeur toegepaste werkwijze voor het vervaardigen van de tegenwoordig bij voorkeur toegepaste pen-constructie is bijvoorbeeld afgebeeld in fig. 9. Een werkstuk 30 50 heeft een kop 51, een centrale as 52 en een cilindrische schacht 53. Een eindsectie 54 met een iets gereduceerde diameter bevindt zich aan de andere zijde van een groef 55. De groef 55 is gevormd door rollen, zodat door de bewerking de zone aan een afrondingsstraal 56, die ligt op de kleinste 35 diameter van de schouder 57,hard is gemaakt. Door deze bewerking zullen ook de schouder en de bodem 58 van de groef hard zijn gemaakt. De gereduceerde diameter van de eindsectie kan zijn gevormd door extrusie, slijpen of draaien.

Vervolgens, zoals is afgebeeld in fig. 10, wordt 40 een schroefdraad 60 gerold op de eindsectie en deze strekt 8300069 - 7 - zich uit tot de schouder, en. reikt bij voorkeur niet tot de schouder, maar wel bijna. Er zal minder dan ongeveer een halve onvolledige schroefdraadwinding zijn, die wordt veroorzaakt door het inleiddeel van de rolmatrijs. Dit is een optimale 5 schroefdraad op een optimaal door bewerking hardgemaakte pen.

Een sleutelaangrijpuitsparing 61 kan zijn gevormd in het. koploze eind van de pen.

Fig. 11 toont dat het voordeel van de hardingsbe-werking aan de schouder kan worden toegepast bij andere kraag-10 aangrijpmiddelen dan schroefdraden, bijvoorbeeld in koudpers-bevestigingsorganen, waarbij omtreksgroeven koud ingeperste kraagdelen opnemen. Het bevestigingsorgaan van het welbekende "Huck"-type is een voorbeeld van deze stijl. Een pen 65 voor een dergelijk samenstel heeft een kop 66, een centrale as 67, 15 een groef 68,die bij voorkeur is gevormd.door rollen,zoals fig. 9, een door bewerking hardgemaakte zone aan een-afrondings-straal 68a, die ligt aan de kleinste diameter van de schouder 69 en een eindsectie met een aantal omtreksgroeven 70, die kunnen zijn gevormd door snijden of rollen. Het is gebruikelijk 20 een steel 71 aan te brengen om aan de pen te trekken tegen de koudpersdrukkracht in op een kraag, die moet worden ingenomen op een dergelijke pen.

Fig. 12 toont een pen 75, die in alle opzichten gelijk is aan die van fig. 10, behalve dat zijn schroefdraad-25 diameter toeneemt,terwijl zijn schroefdraad 76 zich vanaf het kopeind uitstrekt.

Fig. 13 toont een pen 75, die in alle opzichten gelijk is aan die van fig. 10, behalve dat zijn schroefdraad-diameter afneemt, terwijl zijn schroefdraad 81 zich vanaf het 30 kopeind uitstrekt.

Er zijn toepassingen van kraagcombinaties,waarin de penschroefdraaddiameter toeneemt of afneemt, zoals is afgebeeld en de voordelen, die worden verkregen door het hardmaken door bewerking en doordat er minder dan ongeveer een halve on-35 volledige schroefdraadwinding is, zijn ook daarbij toepasbaar.

De gereduceerde eindsectie van het werkstuk, wanneer deze wordt toegepast, kan worden vervaardigd met elke geschikte techniek, zoals door extrusie, snijden, slijpen of rollen.

De verschaffing van dé door bewerking hardgemaakte 40 sectie aan de afrondingsstraal verschaft vermoeiingsweerstand 8300069 <*. - 8 - en sterkte onmiddellijk grenzend aan de schroefdraden en waar er een abrupte vormverandering is.

Een minimale, onvolledige schroefdraadwinding wordt gevormd als gevolg van de aanwezigheid van de groef. Deze is 5 de kleinste, die kan worden gevormd, met een gewone rolmatrijs of snijgereedschap, dat zo dicht mogelijk bij de schouder komt. Bij de gebruikelijke praktijk van schroefdraadrollen wordt gewoonlijk tussen één en twee onvolledige windingen gevormd. Dit veroorzaakte een zeer aanzienlijke besparing, 10 zowel in de lengte van de pen als de lengte van de kraag, waarmede deze in ingrijping wordt gebracht, in vergelijking met gebruikelijke combinaties van bevestigingsorganen. Voor de doelen van de uitvinding is het niet nodig,dat de uitsparing voor het opnemen van het aandrijforgaan wordt verschaft of 15' dat eigen koppelbegrenzingsmiddelen worden verschaft. De uitvinding is even bruikbaar bij gebruikelijke van koppen, voorziene bouten en eenvoudige moeren als bij de meer ingewikkelde bevestigingsorganen, maar verwacht mag worden dat de uitvinding zijn grootste toepassing vindt in de meer ingewikkelde syste-20 men, waarbij gewicht bezwaarlijk is en moet worden geminimaliseerd. Het doel is natuurlijk een constructie te verschaffen, die geen schroefdraaduitloopuitsparing vereist bij de vorming van de schroefdraad op de pen.

Een geschikt materiaal voor de pen is 7075T73 alu-25 miniumlegering, dat door bewerking kan worden gehard en uitstekende sterkte- eigenschappen heeft. Andere geschikte materialen bestaan en omvatten bijvoorbeeld 6 A1-4V titaniumlege-ring, A286 corrosiebestendig staal en gelegerd staal en andere metallische materialen, die door bewerking gehard kunnen worden. 30 Voor de doelen van deze uitvinding worden de omtreks- groeven van fig. 10 aangeduid als "schroefdraad". Het zal duidelijk zijn, dat er geen onvolledige winding in de uitvoering is.

De uitvinding is niet beperkt tot de beschreven uit-35 voeringsvormen, die binnen het kader van de uitvinding gewijzigd kunnen worden.

8300069

Claims (16)

1. Werkwij ze voor het vervaardigen van een pen uit door bewerking hardhaar metaal met een cilindrische schacht, een van een kop voorzien eind en een van een schroefdraad voorzien eind op de schacht, met het kenmerk, dat 5 een omtreksgroef wordt vervaardigd in de pen bij de schacht, welke groef een schouder heeft, die grenst aan de schacht en een afrondingsstraal, die grenst aan de schouder aan de bodem van de groef, tenminste de straal wordt gerold om door de bewerking ' het metaal in deze zone hard te maken en een 10 schroefdraad wordt vervaardigd op het schroefdraadeind aan de tegenovergestelde zijde van de schouder ten opzichte van de schacht, waarbij de schroefdraad zich bijna tot aan de schouder uitstrekt en niet meer dan ongeveer een halve winding liet onvolledige schroefdraad heeft aan zijn eind, dat het 15 dichtst bij de schouder ligt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het k enmerk, dat de groef oorspronkelijk wordt gevormd met een paar zijwanden, waarvan één de schouder vormde en de andere zich vanaf de centrale as van de schacht uitstrekte en 20 werd gewijzigd om een deel van de schroefdraad te vormen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de groef en de schroefdraad worden vervaardigd door rollen.

4. Werkwij ze volgens conclusie 1,met het 25 kenmerk, dat de groef wordt vervaardigd door rollen en de schroefdraad door snijden.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de groef wordt vervaardigd door snijden en de schroefdraad door rollen.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de groef en de schroefdraad beide worden vervaardigd door snijden.

7. Afschuifpen, gek enmerk, dat een kop * een cilindrische schacht,een schouder,die grenst aan de schacht 35 en een gereduceerde diameter heeft, een afrondingsstraal aan de kleinste diameter van de schouder en een schroefdraad, in de genoemde volgorde vanaf de kop, waarbij de afrondingsstraal plaatselijk door bewerking hard is gemaakt en de schroef- 8300069 % v - 10 - draad zich tot vlak bij de schouder uitstrekt en niet meer dan ongeveer een halve winding met onvolledige schroefdraad heeft aan zijn eind,, dat het dichtst bij de schouder ligt.

8. Afschuifpen. volgens conclusie 7, met het 5 kenmerk, dat de groef en de schroefdraad zijn. vervaardigd door rollen.

9. Afschuifpen volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de groef is vervaardigd door rollen en de schroefdraad door snibden.

10. Afschuifpen volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de groef is vervaardigd door snijden en de schroefdraad door rollen.

11. Af schuifpen volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de groef en de schroefdraad beiden zijn 15 gevormd door snijden.

12. Afschuifpen volgens conclusie 7, m e t„ h e t kenmerk, dat de draad bestaat uit een aantal ringvormige groeven.

13. Combinatie van een afschuifpen volgens conclusie 20. en een kraag,.die bestaat uit een lichaam met een draageind • met een althans nagenoeg plat oppervlak,dat kan aanliggen tegen een werkstuk, waarbij het lichaam voor het opnemen van de pen een doorgang.heeft, die opent aan het draageind, een inwendige schroefdraad in de wand van de doorgang, een niet van schroef- 25 draad voorziene tegenboring, die zich uitstrekt vanaf het draageind naar de schroefdraad, waarbij de axiale lengte van de tegenboring niet langer is dan ongeveer het verwachte grijp-bereik van de combinatie plus ongeveer de halve spoedlengte van de schroefdraad.

14. Combinatie volgens conclusie 13,met het kenmerk, dat de kraag van het type is, dat een eigen koppelbegrenzing heeft.

15. Combinatie volgens conclusie 14,met het kenmerk,(dat de kraag, voordat deze wordt vastgezet met 35 zijn eigen koppel, een sectie voor het aangrijpen van een aandrijforgaan heeft, welke sectie in één stuk is verbonden met het lichaam door een zone met de kleinste weerstand, die afbreekt wanneer het eigen koppel wordt uitgeoefend, zodat deze sectie kan worden verwijderd van het lichaam.

16. Combinatie van een schuifpen volgens conclusie 8300069 - 11 - 12 en een kraag met een lichaam met een zich in de axiale richting uitstrekkende cilindrische wand, die koud in de draad kan worden geperst. 8300059