CH623637A5

CH623637A5 - Fastening screw

Info

Publication number: CH623637A5
Application number: CH1081277A
Authority: CH
Inventors: Artus Feist
Original assignee: Artus Feist
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1977-09-05
Publication date: 1981-06-15
Also published as: GB1583480A; AT356461B; ATA533577A; DE2725071A1; FR2401349A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschraube mit einem Kern und einem scharfgängigen Gewinde mit im Verhältnis zum Kerndurchmesser grosser Gewindetiefe. The invention relates to a fastening screw with a core and a sharp thread with a large thread depth in relation to the core diameter.

Befestigungsschrauben sind bekannt. Am verbreitetsten ist die sogenannte Holzschraube. Bei ihrem Holzgewinde stehen der Durchmesser des Kernes und die Gewindetiefe in einem bestimmten Verhältnis zueinander derart, dass der Kerndurchmesser die Gewindetiefe über der gesamten Länge der Holzschraube übersteigt. Beim Eindrehen der Schraube in Holz wird daher verhältnismässig viel Holz durch den dicken massiven Kern verdrängt. Holz ist verformbar. Die durch den massiven Kern verdrängten Holzteilchen drücken sich in die die Schraube umgebenden Bereiche ein. Selten kommt es vor, dass das Holz infolge des dadurch entstehenden Druckes aufplatzt oder reisst. Die Verformbarkeit des Holzes führt auch dazu, dass sich seine Fasern in die radial verhältnismässig schmalen Räume zwischen den einzelnen Gewindegängen einlegen und damit die Schraube sicher halten. Fixing screws are known. The most common is the so-called wood screw. In the case of their wood thread, the diameter of the core and the thread depth are in a certain relationship to one another such that the core diameter exceeds the thread depth over the entire length of the wood screw. When the screw is screwed into wood, a relatively large amount of wood is therefore displaced by the thick solid core. Wood is malleable. The wood particles displaced by the solid core press into the areas surrounding the screw. It rarely happens that the wood bursts or tears as a result of the resulting pressure. The deformability of the wood also means that its fibers lie in the radially relatively narrow spaces between the individual threads and thus hold the screw securely.

Bei einem bis auf hohe Werte verdichteten Schaumkunststoff liegen die Verhältnisse anders. Dieser Schaumkunststoff ist nur wenig verformbar. Beim Eindrehen einer Schraube mit einem verhältnismässig dicken Kern wird er - ausreichende Festigkeit der Schraube vorausgesetzt — aufplatzen. Durch das Eindrehen der Gewindegänge wird der Schaumkunststoff in seinem Zusammenhalt zerstört. Zwischen den in Radialrichtung schmalen Gewindegängen bleibt nicht ausreichend Material stehen. Die Schraube bekommt nicht genügend Halt. Sie kann ausreissen. Sie erfüllt nicht mehr ihre Funktion, Teile zusammenzuhalten oder ein Teil mit einem anderen Teil zu verbinden. The situation is different for a foam plastic compressed to high values. This foam plastic is only slightly deformable. When screwing in a screw with a relatively thick core, it will burst - provided the screw is strong enough. The foam plastic is destroyed in its cohesion by screwing in the threads. There is not enough material left between the narrow threads in the radial direction. The screw does not get enough hold. It can tear out. It no longer fulfills its function of holding parts together or connecting one part to another.

Hiervon ausgehend stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Befestigungsschraube so auszubilden, dass sie auch in wenig verformbarem spröden Material ausreichenden und beständigen Halt findet. Die Lösung für diese Aufgabe ; ergibt sich nach der Erfindung mit einer Befestigungsschraube, bei der das Verhältnis von Gewindetiefe zum Kerndurchmesser veränderlich ist und zwischen Spitze und Kopf von mindestens 0,5:1 auf mindestens 1:1 ansteigt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass mit dieser formgestalterisch einfachen Massnah-Ui me sämtliche der oben genannten Probleme entfallen und diese Schraube auch in sprödem, wenig verformbarem Material sicheren Halt findet. Proceeding from this, the object of the present invention is to design a fastening screw in such a way that it finds sufficient and permanent hold even in brittle material which is not very deformable. The solution to this task; arises according to the invention with a fastening screw in which the ratio of thread depth to core diameter is variable and between tip and head increases from at least 0.5: 1 to at least 1: 1. Surprisingly, it has been shown that with this simple design measure, all of the problems mentioned above are eliminated and this screw is securely held even in brittle, non-deformable material.

Zwischen Spitze und Kopf kann der Durchmesser des Kerns zunehmen. In einer Ausgestaltung der Erfindung hat sich als 15 zweckmässig herausgestellt, dass der Durchmesser des Kerns zwischen Spitze und Kopf stetig auf das etwa 2,5-fache ansteigt. The diameter of the core can increase between tip and head. In one embodiment of the invention, it has been found to be expedient that the diameter of the core between the tip and the head increases continuously to about 2.5 times.

Die absoluten Masse der Befestigungsschraube hängen von ihrem Einsatzzweck ab. Bei Verwendung der Schraube zum Befestigen von 1 bis 2 mm starken Stahlblechplatten auf 2Q Schaumkunststoffblöcken sind günstige Werte eine Kernlänge von 18 mm, ein Durchmesser des Kerns an der Spitze von 1 mm und ein Durchmesser am Kopf von 2,5 mm. The absolute dimensions of the fastening screw depend on its purpose. When using the screw to fasten 1 to 2 mm thick sheet steel plates to 2Q foam plastic blocks, favorable values are a core length of 18 mm, a diameter of the core at the tip of 1 mm and a diameter at the head of 2.5 mm.

Für den Aussendurchmesser der einzelnen Gewindegänge bzw. eine um die Gesamtheit der Gewindegänge gelegte Hüll-25 fläche bieten sich mehrere Ausführungsformen an. Die Wahl einer bestimmten Ausführungsform hängt von der Struktur des Schaumkunststoffes ab. Dieser kann mehr oder weniger spröde, mehr oder weniger elastisch usw. sein. Für bestimmte Kunststoffstrukturen bietet sich in einer weiterentwickelten Ausfüh-3o rungsform an, dass eine um die Gewindegänge gelegte Hüllfläche, auf zwei Drittel bis drei Viertel der Länge vom Kopf ausgehend, einen konstanten und dann einen zur Spitze abfallenden Durchmesser aufweist. Bei dieser Ausführungsform liegt die Summe der Durchmesser der einzelnen Gewindegänge 35 hoch. Damit können, sofern es die Festigkeit des Kunststoffes zulässt, grosse Kräfte übertragen bzw. hohe Anpressdrücke ausgeübt werden. For the outside diameter of the individual thread turns or an envelope surface that is placed around the totality of the thread turns, several embodiments are available. The choice of a particular embodiment depends on the structure of the foam plastic. This can be more or less brittle, more or less elastic, etc. For certain plastic structures, it is advisable in a further developed embodiment that an enveloping surface around the thread turns, starting from the head over two thirds to three quarters of the length, has a constant and then a decreasing diameter towards the tip. In this embodiment, the sum of the diameters of the individual threads 35 is high. If the strength of the plastic permits, large forces can be transmitted or high contact pressures can be exerted.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine um die Gewindegänge gelegte Hüllfläche vom Kopf ausgehend 40 auf dem grössten Teil der Länge konzentrisch und parallel zur Mantelfläche des Kerns verläuft und somit konstanten Durchmesser aufweist und dann zur Spitze hin abfällt. In a further embodiment, it is provided that an enveloping surface around the threads, starting from the head 40, runs concentrically and parallel to the circumferential surface of the core for most of the length and thus has a constant diameter and then falls off towards the tip.

Die Schärfe eines Gewindeganges hängt von dem Winkel zwischen seinen beiden Flanken bzw. seiner axialen Erstreckung 45 am Kern und am Aussenumfang ab. Eine grössere Schärfe oder Spitzwinkligkeit erleichtert das Einschrauben auch in hartes Material. Mit ansteigender Scharfkantigkeit sinkt jedoch die Festigkeit des Gewindeganges an seinem Umfang. Für das Einschrauben in Schaumkunststoff hat sich nun als zweckmässi-50 ger Mittelwert herausgestellt, wenn die Stärke eines Gewindeganges vom Kern bis zu seinem Aussenumfang auf das 0,3- bis 0,4-fache absinkt. Bei den bereits genannten absoluten Massen der Befestigungsschraube ist dabei eine Stärke des Gewindeganges am Kern von etwa 1 mm und am Aussenumfang von 0,3 55 bis 0,4 mm günstig. The sharpness of a thread depends on the angle between its two flanks or its axial extension 45 on the core and on the outer circumference. A greater sharpness or acute angularity makes it easier to screw into hard material. With increasing sharpness, however, the strength of the thread decreases on its circumference. For screwing into foam plastic, it has now been found to be expedient if the thickness of a thread decreases from 0.3 to 0.4 times from the core to its outer circumference. Given the absolute masses of the fastening screw already mentioned, a thread thickness at the core of approximately 1 mm and at the outer circumference of 0.3 55 to 0.4 mm is favorable.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: The invention will now be further described using the example of the embodiments shown in the drawing. In the drawing is:

60 Fig. 1 eine Seitenansicht der Befestigungsschraube mit einem Kern mit stetig veränderlichem Durchmesser, 60 is a side view of the fastening screw with a core with a continuously variable diameter,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den Kopf, 2 is a top view of the head,

Fig. 3 ein Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Ausfüh-rungsform, 3 shows a longitudinal section through the embodiment shown in FIG. 1,

Fig. 4 ein Schnitt ähnlich Fig. 3 der Ausführungsform mit veränderlichem Kerndurchmesser und auf dem grösseren Teil konstantem Durchmesser der Gewindegänge und Fig. 4 is a section similar to Fig. 3 of the embodiment with variable core diameter and on the larger part constant diameter of the threads and

3 3rd

623 637 623 637

Fig. 5 ein Schnitt ähnlich Fig. 3 der Ausführungsform mit konstantem Kerndurchmesser und praktisch gleichbleibendem Durchmesser der Gewindegänge. Fig. 5 is a section similar to Fig. 3 of the embodiment with a constant core diameter and practically constant diameter of the threads.

Die Befestigungsschraube 12 besteht aus dem Kern 14 mit dem schraubenförmig gewundenen Gewindegang 16. Die Befestigungsschraube 12 hat eine Spitze 18 und einen Kopf 20. In diesem befindet sich der Kreuzschlitz 22. The fastening screw 12 consists of the core 14 with the helically wound thread 16. The fastening screw 12 has a tip 18 and a head 20. The cross recess 22 is located therein.

Die Figuren 1 und 3 lassen die vom Herkömmlichen völlig abweichende Form der erfindungsgemässen Befestigungsschraube klar deutlich werden. Die Gewindegänge sind im Vergleich zum Kern sehr tief. Zwischen diesen tiefen Gewindegängen bleibt viel Material stehen. Dies führt zu dem sicheren Halt der Schraube. Der grosse freie Raum zwischen den Gewindegängen führt weiter dazu, dass trotz des grossen Gesamtdurchmessers beim Eindrehen der Schraube wenig Material verdrängt wird. Damit wird ein Aufplatzen und Reissen verhindert. FIGS. 1 and 3 clearly show the shape of the fastening screw according to the invention which is completely different from the conventional one. The threads are very deep compared to the core. A lot of material remains between these deep threads. This leads to the secure hold of the screw. The large free space between the threads also means that little material is displaced when the screw is screwed in, despite the large overall diameter. This prevents cracking and tearing.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform hat der Kern 14 wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 einen zwischen s Kopf 20 und Spitze 18 stetig abnehmenden Durchmesser. Der Durchmesser der Gewindegänge 16 ist vom Kopf 20 ausgehend über einer Strecke a von zwei Drittel bis drei Viertel der Gesamtlänge konstant. Auf der verbleibenden Strecke b nimmt der Durchmesser der Gewindegänge 16 ab und geht dann entlang inder Strecke c in den Durchmesser der Spitze 18 über. In the embodiment shown in FIG. 4, the core 14, as in the embodiment according to FIG. 1, has a diameter which decreases continuously between the head 20 and the tip 18. The diameter of the threads 16 is constant starting from the head 20 over a distance a of two thirds to three quarters of the total length. On the remaining distance b, the diameter of the threads 16 decreases and then changes along the distance c into the diameter of the tip 18.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform haben sowohl der Kern 14 als auch die Gewindegänge 16 auf dem grössten Teil der Länge konstanten Durchmesser. Erst in der Nähe der Spitze 18 nimmt der Durchmesser der dort befindlichen Gewin-15 degänge 16 ab. In the embodiment shown in FIG. 5, both the core 14 and the threads 16 have constant diameters over most of the length. Only in the vicinity of the tip 18 does the diameter of the threads 16 located there decrease.

C C.

1 Blatt Zeichnungei 1 sheet of drawing egg

Claims

623 637

1.Fixing screw with a core and a sharp thread with a large thread depth in relation to the core diameter, characterized in that the ratio of thread depth to the core diameter is variable and between the tip (18) and head (20) from at least 0.5: 1 to at least Increases 1: 1.

2. Fastening screw according to claim 1, characterized in that the diameter of the core (14) between the tip (18) and head (20) increases continuously to about 2.5 times.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Fastening screw according to claim 2, characterized in that the diameter of the core (14) with a length of 18 mm at the tip (18) is 1 mm and at the head (20) 2.5 mm.

4. Fastening screw according to claim 3, characterized in that an enveloping surface around the threads (16), starting at two thirds to three quarters of the length from the head (20), has a constant and then a decreasing to the tip (18) diameter.

5. Fastening screw according to claim 1, characterized in that the diameter of the core (14) between the tip (18) and head (20) is constant.

6. Fastening screw according to claim 5, characterized in that an enveloping surface around the threads (16) extends from the head (20) for most of the length concentrically and parallel to the lateral surface of the core (14) and thus has a constant diameter and then falls to the top (18).

7. Fastening screw according to claim 1, characterized in that the strength of a thread (16) from the core (14) to its outer circumference drops to 0.3 to 0.4 times.

8. Fastening screw according to claim 7, characterized in that the thickness of the thread (16) on the core (14) is about 1 mm and on the outer circumference 0.3 to 0.4 mm.