CN100451358C - 埋头螺钉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有一个螺杆(2)和一个埋头(4)的埋头螺钉(1)，该埋头具有一个以埋头角(α)向螺杆收缩的锥面(6)。该锥面具有多个在圆周上分布设置的以一个圆锥角(β)共同限定一个圆锥形的包络面的肋状突肩件(16)。锥面的埋头角小于肋状突肩件的圆锥角。肋状突肩件具有限定锥形包络面的外部支承面(18)，该支承面关于它的表面尺寸根据材料特定的表面压力如此大地设计，即在使用螺钉固定装配件或类似物时通过将螺钉拧入到埋头孔中时在肋状突肩件和相应的埋头孔之间出现确定的避免表面受损的表面压力。其中，附加地如此地形成肋状突肩件，即在采用直接埋头拧入到软材料，例如特别是木材的螺钉时该肋状突肩件具有铣削作用。

Description

埋头螺钉
技术领域
本发明涉及一种具有一个螺杆和一个埋头的埋头螺钉。所述埋头具有一个以一个埋头角向螺杆方向收缩的锥面，其中，锥面具有多个在圆周上分布设置的、以一个圆锥角共同限定一个锥形包络面的肋状突肩件，其中，锥面的埋头角小于肋状突肩件的圆锥角。
背景技术
已公开了许多实施方案的埋头螺钉。埋头可以设计成扁平埋头，或者半埋头螺钉头。这样的螺钉一方面用于固定装配件，或者特别是由金属制成的类似的构件，其中，用于每个螺钉的相应的构件具有一个扩张的固定孔，该固定孔的埋头角通常或者按照标准大约为90°。另一方面这样的埋头螺钉也大量用于所谓的木材与木材的连接，其方式是，这些螺钉没有预钻孔而直接拧入。其中，这种埋头应该是自动地压入和埋入到相应的材料中。但是在后一种使用情况中由于埋头角为90°，在木材与木材的连接中出现劈裂(Spleiβen)。采用具有相应比较小(较陡的)的埋头角的螺钉可以避免这种情况。然而这些螺钉不适用于固定具有90°埋头孔的构件，因为它们没有在埋头孔中的足够大的接触面积，这种做法对于构件的固定也是有缺陷的。
EP 0 781 382 B1公开了最后所述类型的埋头螺钉。在以比较陡的埋头角形成的锥面上设置的很窄的肋条具有下沉切削功能，这样，该螺钉借助肋条能够在工件中为埋头的下沉自由地切削。因此，该螺钉不适用于固定具有90°埋头孔的装配件或者类似构件，因为这些肋条由于它们的下沉切削造成表面损伤，并且以它们的很窄的面积自己被压入工件中。
发明内容
本发明的任务是提供一种所述类型的埋头螺钉，这种埋头螺钉-实际上是作为“万能螺钉”-以良好使用特性适用于上述两种使用情况。
根据本发明，所述任务通过一种具有一个螺杆和一个埋头的埋头螺钉来完成，所述埋头具有一个以埋头角沿向着螺杆的方向收缩的锥面，其中，该锥面具有多个在圆周上分布设置的、以一个圆锥角共同限定一个锥形的包络面的肋状突肩件，其中，锥面的埋头角比肋状突肩件的圆锥角小，并且其中构成所述肋状突肩件，使在采用直接埋头拧入一种软材料中的螺钉时该肋状突肩件具有铣削作用，其特征在于，肋状突肩件具有限定锥形包络面的外部的支承面，该支承面在其表面大小方面根据材料特定的表面压力设计大小，所有肋状突肩件的支承面的总和在整个圆周的锥形包络面的至少40％到约60％的范围之中，并且在使用螺钉固定装配件时通过将螺钉拧入到埋头孔中在肋状突肩件和相应的埋头孔之间出现确定的避免表面受损的表面压力。
本发明还给出了其它有利的结构方案。
因此，锥面具有至少三个在圆周上分布设置的，也就是沿圆周方向彼此间保持距离的肋状突肩件、这些肋状突肩件具有以一个圆锥角共同限定一个锥形包络面的、并且根据本发明尺寸比较大的外部支承面。这就是说，根据本发明设计所有肋状突肩件的支承面的总和和锥面的各位于支承面之间的区域的总和的面积比，即，一方面这些肋状突肩件不妨碍埋头直接埋入木材或者类似的软材料中，另一方面在固定具有埋头孔的构件时在肋状突肩件和相应的埋头孔之间能达到一定的材料特定的表面压力，或者根据材料组合螺钉-构件(特别是金属-金属)设计的表面压力，使在构件的埋头孔区域中避免表面损伤。其中，在拧紧螺钉时经支承面无损伤危险地将大的保持力传递到相应的构件中。同时设计肋状突肩件，即在首先提到的采用直接埋头拧入到一种比较软的材料，例如特别是木材或者类似的软材料中的方法时肋状突肩件具有铣削作用(刮削作用)。这有利于以最小的劈裂危险和小的拧入力矩将螺钉头很好地埋入。由于根据本发明的肋状突肩件的支承面的设计，在固定装配件时不出现，或者只很小地出现铣削作用。
锥面的埋头角小于肋状突肩件的包络面的圆锥角。在优选的结构方案中埋头角设计得比较小，或者说比较陡。该角度约在50°至60°的范围内，并且特别是约在53°至55°。这种埋头角对于直接拧入到木头特别有利，因为在埋入时劈裂危险减小了。与之相比的是肋状突肩件的圆锥角约为90°，这对于固定具有扩大的固定孔的、同样具有大约90°的埋头孔的装配件或者类似构件是有利的。
附图说明
借助在附图中所说明的优选的实施例对本发明进行更详细的说明。这些附图是：
图1：根据本发明的埋头螺钉的埋头和相连的螺杆部分的部分侧视图，
图2：根据附图1的沿箭头方向II-II的截面图，
图3：根据本发明的肋状突肩件在按附图2的III-III平面的部分截面图，
图4：一种实施变型方案的与附图2类似的截面图。
具体实施方式
根据本发明的埋头螺钉1具有一个带有一个埋头4的螺杆2。另一端，该螺杆2过渡到一个未示出的螺钉尖。埋头4具有一个以确定的埋头角α向螺杆2方向收缩的锥面6。
在所示实施例中埋头4是一个扁平埋头。该扁平埋头在它的背向螺杆2的一侧具有一个平的表面8。也可代替地将埋头4设计成具有凸起弯曲表面的所谓半埋头螺钉头。在这两种情况中埋头4可优选地具有一个在附图1中用虚线表示的内部用力部位10，确切地说特别是十字槽形状，或者是星形内部用力部位，优选地具有扳手导向部分。
螺杆2由一个至少成段地圆柱形的芯部12和一个作为凸起螺旋线形地沿芯部12走向的单头或者多头螺纹14组成。螺纹14以它的螺纹边缘定义一个螺纹额定直径D。在附图1中用S表示螺距。
根据本发明，至少三个肋状突肩件16在锥面6上沿圆周分布，并且彼此间有间距地设置。这些肋状突肩件16具有外支承面18。这些支承面共同限定一个具有圆锥角β的锥形包络面(附图1)。由此每个锥形突肩件16的支承面18构成具有圆锥角β的锥面的一部分。其中根据本发明规定，锥面6的埋头角α小于肋状突肩件16的包络面的圆锥角β。对于在上述使用情况中通用或者选择使用的埋头螺钉1来说，若埋头角α比较陡，并且大约在50°至60°的范围内是有利的。埋头角α数值为53°至55°对于埋头4直接拧入到木材中是特别有利的，且没有劈裂危险(Spleiβgefahr)，或者至少降低了劈裂危险。圆锥角β为90°，并且因此和装配件或者相似构件的有扩展的固定孔的通用的或者标准的埋头角相当。
为此，一方面肋状突肩件16的所有支承面18的总表面积(之和)不应太大，这样在埋入软材料时肋状突肩件16能很好地一同埋入。在此根据本发明设计肋状突肩件16，使在直接下沉拧入到特别是木材或者类似的软材料中采用这种螺钉时肋状突肩件具有铣削作用(刮削作用)。这明显地降低了劈裂危险。但是另一方面，肋状突肩件16在支承面18的表面尺寸方面是根据材料特定的表面压力设计大小，即在用于固定装配件或者类似部件时通过拧入到埋头孔中时在肋状突肩件16和相应的埋头孔之间出现如此设计的表面压力，即在埋头孔的区域内避免出现损伤。为此，所有肋状突肩件16的支承面18的总和应该在整个圆周的锥形的包络面的至少40％到最大约60％的范围内。附图2表示肋状突肩件16的支承面18的最小值为总表面的大约40％。在此，肋状突肩件16的圆周的角度延伸用W1表示，而位于其中间的范围内的角度延伸用W2表示。在所示实施例中W1的角度大约为24°，W2的角度大约为36°。这样，W1相当于总角度60°的约40％。但是优选地所有支承面18的总面积应为整个包络面大约50％。这就是说，所有肋状突肩件16的支承面18的总和和位于肋状突肩件16之间的面积的总和大约相同。
对于大多数用途，例如也用于固定由金属(钢，铝或者其它的有色金属)制成的装配件来说，螺钉1普遍由一种通用于螺钉的钢制成。
埋头4从锥面6出发在它的与螺杆2对置的一侧具有一个凸出的圆周边缘19，该圆周边缘具有一个外圆周20，该外圆周的直径比锥面6的大(附图1)。这样在下端在圆周边缘19和锥面6之间形成一个过渡段21。实际上这个过渡段21在肋状突肩件区域内已被“填满”，这样，根据附图1具有支承面18的肋状突肩件16从外圆周20按照角度β一直延伸到锥面6。根据附图2肋状突肩件16从埋头4的外圆周20出发基本沿径向方向至少一直延伸到螺杆2的螺纹14的外螺纹棱边的轴向投影区域。在所示实施例中，肋状突肩件16大约在通过轴向螺纹投影确定的并且因此和螺纹额定直径D相对应的圆形线22(附图2和4)上结束，它们还能继续向内沿圆柱形芯部12方向，也就是向螺纹-包络区域延伸。
此外，在所示实施例中设置了具有相同结构，且按均匀的径向对称圆周分布的六个肋状突肩件16。肋状突肩件16的数量也可在三到例如八的范围内。其中，根据附图2和4每个肋状突肩件就它的支承面18的形状而言基本设计成具有大约径向走向的侧壁24，26的圆环形区段(扇面)(也请参见附图3)。然而，在附图4所示的实施例中侧壁24，26微小地“超径向”延伸，也就是比起准确的径向侧壁由内向外更多或者更强地发散，使每个肋状突肩件16与具有准确的径向走向的侧壁的实施方案(如附图2所示和在附图4中借助虚线28所示的)相比其形状是内圆周更窄(或者外圆周更宽)。这样，和附图2的不同在于，根据附图4两个由侧壁24，26所确定的分界线32(虚线所示)的交点30不是位于螺钉的轴中心点X(附图2就是这种情况)，而是径向地位于这点和相应的肋状突肩件16之间。
此外，从附图3可以看到，沿圆周方向限制相应的肋状突肩件16的侧壁24，26和分别位于肋状突肩件16的根部的相邻表面(锥面6)包围成一个大于/等于90°的侧壁角
Figure C20048002550900081
。在此，优选地规定，在沿拧入方向(箭头34)拧动时指向前的侧壁24具有一个较为陡的侧壁角
Figure C20048002550900082
，该角在90°和最大95°之间，而另一侧壁26则优选地具有大于/等于95°的更为平坦的侧壁角
Figure C20048002550900083
。通过较为陡的侧壁角
Figure C20048002550900084
，前侧壁24有利地形成铣削棱边。在埋入时这种棱边改进铣削效果。而另一侧壁26的较为平坦的侧壁角
Figure C20048002550900085
使得埋头螺钉1的拧出更为容易。
在埋头螺钉1的另一有利结构方案中，根据附图1螺纹14具有一个约在35°范围内的螺纹啮合角γ。螺纹14的螺距S和螺纹额定直径D有关，并且特别是额定直径D的大约60％。
本发明并不限于所示的和所说明的实施例，而是也包括所有就本发明意义上讲相同作用的实施方案。此外，本发明到目前为止也并不限于在权利要求1中所定义的特征组合，而是也可通过所有总的公开的单个特征的确定特征的各种任何其它的组合来限定本发明。这就是说，原理上在实际中可以去掉权利要求1的每个单个的特征，或者说权利要求1的每个单个的特征可以由至少一个在本申请的另一地方所公开的单个特征所代替。就此而言，权利要求1仅可作为对本发明进行说明的第一次尝试来理解。

Claims (18)

1.具有一个螺杆(2)和一个埋头(4)的埋头螺钉(1)，所述埋头具有一个以埋头角(α)沿向着螺杆(2)的方向收缩的锥面(6)，其中，该锥面(6)具有多个在圆周上分布设置的、以一个圆锥角(β)共同限定一个锥形的包络面的肋状突肩件(16)，其中，锥面(6)的埋头角(α)比肋状突肩件(16)的圆锥角(β)小，并且其中构成所述肋状突肩件(16)，使在采用直接埋头拧入一种软材料中的螺钉时该肋状突肩件具有铣削作用，其特征在于，肋状突肩件(16)具有限定锥形包络面的外部的支承面(18)，该支承面在其表面大小方面根据材料特定的表面压力设计大小，所有肋状突肩件(16)的支承面(18)的总和在整个圆周的锥形包络面的至少40％到约60％的范围之中，并且在使用螺钉固定装配件时通过将螺钉拧入到埋头孔中在肋状突肩件(16)和相应的埋头孔之间出现确定的避免表面受损的表面压力。
2.按照权利要求1所述的埋头螺钉，其特征在于，所述软材料是木头。
3.按照权利要求1所述的埋头螺钉，其特征在于，所有肋状突肩件(16)的支承面(18)的总和大约和位于肋状突肩件(16)之间的表面之和相等。
4.按照权利要求1至3中任意一项所述的埋头螺钉，其特征在于，埋头角(α)大约在50°至60°的范围中。
5.按照权利要求4所述的埋头螺钉，其特征在于，埋头角(α)大约在53°至55°的范围中。
6.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，圆锥角(β)约为90°。
7.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，肋状突肩件(16)大致从埋头(4)的外圆周(20)出发基本沿径向方向至少一直延伸到螺杆(2)的螺纹(14)的轴向投影区域(22)。
8.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，设置具有相同构形的、数量为三到八个的、且径向对称均匀分布在圆周上的肋状突肩件(16)。
9.按照权利要求8所述的埋头螺钉，其特征在于，所述肋状突肩件(16)的数量是六个。
10.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，每个肋状突肩件(16)相对于它的支承面(18)而言具有大约径向延伸的侧壁(24，26)的圆环形区段。
11.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，每个肋状突肩件(16)在圆周方向上以两个侧壁(24，26)为界，其中，所述两个侧壁(24，26)与分别在根侧相邻的表面围成大于/等于90°的侧壁角
Figure C2004800255090003C1
12.按照权利要求11所述的埋头螺钉，其特征在于，在按拧入方向(34)转动时指向前的侧壁(24)具有在90°和95°之间的侧壁角
Figure C2004800255090003C2
而另一侧壁(26)具有大于/等于95°的侧壁角
Figure C2004800255090003C3
13.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，螺杆(2)由一个至少部分为圆柱形的芯部(12)和一个作为凸起在芯部(12)上走向的螺纹(14)组成。
14.按照权利要求13所述的埋头螺钉，其特征在于，螺纹(14)具有一个约为35°的螺纹啮合角(γ)。
15.按照权利要求13所述的埋头螺钉，其特征在于，螺纹(14)具有螺距(S)，该螺距与螺纹额定直径(D)有关，该螺距约为额定直径(D)的60％。
16.按照权利要求1至3中任一项所述的埋头螺钉，其特征在于，埋头(4)具有一个用于切削工具的内部用力部位(10)或者星形内部用力部位。
17.按照权利要求16所述的埋头螺钉，其特征在于，所述内部用力部位(10)是十字槽形状的或者星形的。
18.按照权利要求16所述的埋头螺钉，其特征在于，所述内部用力部位具有扳手导向部分。
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