CN102753843A - 形成螺纹的螺钉和其应用 - Google Patents

Abstract

一具有多边形横截面（4）的螺钉具有一螺纹段和一连接在螺纹段上的直到前端倒圆的螺钉端部（8）的、可能无螺纹的成形段（7）。可能无螺纹的成形段的侧面线光滑地延伸并且没有中断地从螺纹段一直到具有恒定曲率的尖端（8）。所述螺钉用于安置部件在薄板部分上，其中螺钉嵌入到薄板部件中现有的孔里面并且形成螺纹本身。同时螺钉也可以加大孔并且形成拉削。

Description

形成螺纹的螺钉和其应用

技术领域

本发明涉及一种形成螺纹的螺钉。

背景技术

要可拆卸地相互连接的薄板部件通常通过薄板螺钉或改型的螺纹部件旋紧。旋紧通常需要预钻孔零部件以及要夹紧部件。零部件中的预钻孔可以通过钻孔、冲压、深拉或类似方式实现。螺纹或者已经预成形或者预切割，或者也可以通过螺钉本身在旋入时成形。

已经公知形成孔和螺纹的螺钉，它包括一具有螺纹段的螺杆和一连接在其上的无螺纹的部分。螺杆的无螺纹部分在连接在螺纹上的部分首先具有圆柱体形状，即在直径上不减小。这个圆柱形部分要具有对应于四倍板厚的长度。螺钉尖端是球形的（DE 3909725）。

同样已知一产生螺纹的螺钉，具有圆柱形的螺纹段和锥形尖端，它终结在有效的尖端。在螺钉尖端部位存在一螺纹导程（DE 10 2006 058 464）。

发明内容

本发明的目的是，在更好的性能方面继续改进形成螺纹的螺钉。

为了实现这个目的本发明建议一种具有权利要求1所述特征的螺钉和这种螺钉的应用。从属权利要求的内容是本发明的扩展结构。

与现有技术不同，紧靠螺纹端部的无螺纹段在其直径上已经减小。这个至少局部无螺纹的在其直径上减小的部位用于，在孔中形成拉削，拉削用于更好地固定螺纹在材料里面。因此这个段称为成形段。

在本发明的改进方案中可以规定，所述螺杆的螺纹棱边在垂直于螺钉纵轴线的平面的投影中偏离圆形形成多边形、尤其三角形，具有倒圆的拐角和凸起的侧面，即，也称为多叶的形状。

尤其建议，所述螺钉的螺纹段的芯横截面具有这样的形状。

在本发明的改进方案中可以规定，所述螺杆的螺纹段具有连接在成形段上的第一沟纹段和连接在沟纹段上的直到螺钉头的第二固定段。在此可以规定，在固定段中的螺杆横截面比在沟纹段中更不多边形地构成。尤其所述固定段可以具有圆形横截面。因此考虑到，沟纹段首先主要用于，在形成的拉削中形成螺纹，不会使旋入阻力变得太大。但是在紧靠螺钉头下面的固定段里面要实现要旋紧物体的实际固定。

在本发明的另一改进方案中可以规定，所述螺钉的无螺纹的螺杆段的横截面具有多边形、尤其三角形的形状，具有倒圆的拐角和凸起的侧面。

在优选的实施例中所述螺钉在其整个长度上可能除了固定段具有这种多叶的横截面。

所述螺纹段的外径可以在紧靠成形段前面减小地构成。

所述成形段的侧面线可以至少局部地直线地延伸，由此锥形地构成成形段。

但是同样能够使所述成形段的侧面线弯曲地延伸，其中也可以是恒定的曲率或者也可以是两个具有不同的但是恒定的曲率的段。

所述成形段可以总体上是无螺纹的，或者也可以是局部无螺纹的。例如可以规定，所述成形段从尖端开始首先保持光滑，但是在达到沟纹段前在成形段里面已经存在螺纹，其螺纹高度逐渐增加。

已经证实特别有意义的是，所述螺纹是圆螺纹。

紧靠螺钉头下面开始的固定段最好可以具有圆形的横截面，该固定段还可以附加地略微锥形地构成，其中直径在螺钉头方向上增加。锥度可以位于约1°至约10°的范围。

本发明建议的螺钉不仅可以在薄板中使用，而且也可以在复合纤维材料和塑料中使用，并且在固定复合材料物体时使用。

本发明同样建议使用具有在这里所述特征的螺钉，用于连接预钻孔的零部件。所述螺钉尤其可以在预钻孔的零部件中使用，在这些零部件中孔径小于螺钉的芯直径。成形段的多边形横截面导致，在这里可以产生拉削。拉削用于改善螺钉的固定力。

因此所述螺钉尤其适用于在非常薄的板中使用。板、不只在非常薄的板中的材料可以是钢板、轻金属和NE金属。

可以冲压、钻孔、浇铸或利用激光加工孔。所述螺钉也适用于水射流的或深拉的孔。

使用所述螺钉导致，能够以微小的轴向顶压力实现轻松安置，产生恒定的小的旋入和沟纹转矩并且还可以提高过旋转保护并改善拉伸力。

这尤其适用于，固定段锥形地构成，其中螺杆的芯直径向着螺钉头增加。在这里1°至约10°范围的锥度是有意义的。

附图说明

由权利要求和摘要（其内容借助于说明书的内容解释）、下面的优选本发明实施例的描述以及借助于附图给出本发明的其它特征、细节和优点。附图中：

图1  本发明建议的螺钉的侧视图，

图2  螺钉的横截面图，

图3  放大比例的轴向截面图，

图4  按照第二实施例的螺钉的侧视图，

图5  配有头部的销钉侧视图，

图6  沿着剖面线VI-VI的销钉横截面图，

图7  沿着剖面线VII-VII的销钉横截面图，

图8  按照另一实施例的螺钉的侧视图，

图9  按照另一实施例的螺钉的前端部位，

图10  旋入的螺钉，

图11  按照另一实施例的螺钉的侧视图，

图12  图11的螺钉的螺纹细节图。

具体实施方式

在图1中所示的螺钉包括螺钉头1，它在其端面2里面具有凹形，它用于驱动螺钉。也能够设有凸起作为螺钉驱动。

从位于一个平面里面的螺钉头1的底面3开始中心地延伸螺杆4，它从螺钉头1开始首先圆柱形地构成并且具有螺纹5。螺纹在相对较短的段6里面终结。这个段是所谓的沟纹区。在这个配有螺纹5的段上连接无螺纹的成形段7，它在倒圆的尖端8里面终结。在图1中看到的无螺纹段7的外轮廓通常弯曲地延伸，更确切地说是恒定曲率地延伸。无螺纹的成形段7总体上形成倒圆的前端螺钉端部8。

图2示出螺杆的横截面图。在此为了简化在一个平面中示出螺纹外径的走向。也看到，螺杆的横截面由三角形形成，具有倒圆的拐角和凸起的侧面。这种形状也称为三叶形。

这个横截面形状在螺钉中不仅在螺纹段的芯里面存在，而且也在螺纹5的外径中、也在无螺纹的成形段7中存在。

图3示出放大比例的螺钉螺杆4的螺纹段的局部截面图。在这里看出，螺纹5是圆螺纹，其中螺纹导程不仅在凸起上而且在凹形上都倒圆地延伸。

图1示出一螺钉，其中前端的成形段7完全没有螺纹，而图4示出一螺钉的侧视图，其中前端的成形段17从倒圆的尖端18开始尽管开始没有螺纹，但是接着连接一段，在其中逐渐地形成螺纹，直到完全过渡到具有完整螺纹的螺杆段4。

下面描述图5，它示出一毛坯，由该毛坯加工所示的螺钉。在侧视图中不能绝对地看到不同的横截面形状，而在初始产品的图中能够更清楚地看出。作为用于加工螺钉的初始产品使用钢丝，其中首先成形一螺钉头1。这个螺钉头1在图5中以局部截面图示出，因此同样可以看到在头部1里面存在的凹形的驱动结构。紧靠螺钉头1底面以下钢丝具有在直径上略微加大的横截面。这个段14的长度基本等于直径。在这个第一段14上连接钢丝的其余部分，在其中直径略微小于上部。由图6和7中可以看出，在这个螺钉加工站中两个通过台阶分开的段的横截面形状是不同的。在紧接着螺钉头的部位14中横截面例如是完全圆形的，而它在其它段中具有上述的多边形形状。这两个不同的横截面形状和横截面尺寸在滚轧螺纹后保持。由此在图8中再一次示出的螺钉具有连接在螺钉头上的固定段14，在其上连接沟纹段15，在其中横截面具有多边形的形状。这个多边形形状也通过成形段7一直延续到前端的螺钉端部8。在图8的实施例中成形段7具有两个段，在其中侧面线9是弯曲的，而且在两个段中具有不同的曲率，由此形成一种中断10。

在图9中只以前端部位示出的本发明建议的螺钉的实施例中前端的螺钉端部28几乎半圆形地以相对较大的曲率半径倒圆。只有在到圆柱形的螺纹段4的过渡中才存在螺纹5。一旦螺钉旋入到现有的孔里面，无螺纹的部分用于使孔在拉削中变形。在这个拉削中通过沟纹段形成螺纹。这种螺钉尤其用于连接薄板件，其中在内侧面上可能出现与电缆或其它物体接触。

图11示出螺钉的另一实施例的侧视图，其中螺钉具有所谓的塑料螺纹。在各个螺纹之间存在距离。螺纹的尖角约为40°，在图11的右侧表示。螺纹是对称的。没有形成锐利的螺纹棱边，而是倒平，这在左侧的图12中看出。

所述螺钉的应用：

在这里建议的螺钉的连接形式可以最清楚地借助于图10解释。在这里作为示例使用图8的螺钉。螺钉具有前端的成形段7，它在横截面中三角形地通过倒圆的拐角和侧面构成，通过这个成形段螺钉插入到要连接部件的孔里面并且借助于螺钉机或类似工具以高转速旋转驱动。在前端螺钉端部旋入（它此时还总是非常快速地旋转并且顶压）以后，接近三角形的具有倒圆拐角的横截面负责在圆周上只点状地摩擦接触。由此避免螺钉与零部件之间的磨损。

当成形段几乎完全旋入到零部件里面并且已经产生拉削时，由于增加的阻力使转速减小到通常的旋入速度。同时减小顶压力。现在螺纹5的第一螺纹导程嵌入到零部件里面，由此产生被迫进给。由此开始螺纹成形过程。

螺杆在螺纹段内部的横截面同样具有上述的具有倒圆拐角的三角形轮廓。这个轮廓同样具有优点，通过不沿着整个圆周、而是只点状出现的摩擦接触产生更小的摩擦并由此产生更小的旋入转矩。同时零部件材料在以这种方式成形的螺纹孔中具有向内弹回的倾向。由此产生所期望的自锁，它导致，防止不期望地松开螺栓连接。

由图10可以得到这一结果。在这里看出，在第二部位20，在其上要固定第一部位21，已经形成拉削，它形成轴向更长的壁，在其中嵌入螺钉的螺纹。螺杆的这个部分对应于在借助于图5解释的固定段14。

如果相互比较例如图4与图9的实施例，则可以看出，在螺钉前端部位中的倒圆形式是不同强度的。由此也可以得出，图4实施例的螺钉例如在孔径明显小于螺杆芯径时使用。而按照图9的实施例的螺钉适用于几乎与螺杆芯径相同的孔。

螺纹不仅可以是圆形螺纹，如图所示的那样，而且也可以是公制螺纹，或者根据使用情况也可以是薄板螺纹或者自攻螺纹。螺纹也可以由非对称螺纹构成，也可以是粗螺纹。

为了加大进给螺纹也可以是双导程螺纹。

Claims (10)

1. 一形成孔和螺纹的螺钉，具有

1.1 一螺钉头（1），它

1.2 具有一螺钉驱动结构，

1.3 一螺杆（4），它

1.4 具有一圆柱形的螺纹段，该螺纹段具有

1.41 一源自螺钉头的固定段（14）和

1.42 一连接在固定段上的沟纹段（15），和

1.5 一直到前端螺钉端部（8）的局部无螺纹的成形段（7），

1.6 其横截面在前端的螺钉端部（8）方向上连续地减小，其中

1.7 所述螺杆（4）的螺纹段的芯横截面至少在沟纹段（15）内部具有多边形的、尤其三角形的形状，具有倒圆的拐角和凸起的侧面。

2. 如权利要求1所述的螺钉，其中所述螺杆的横截面在固定段（14）比在沟纹段（15）中更不多边形，必要时是圆形的。

3. 如权利要求1或2所述的螺钉，其中所述成形段（7）的横截面具有多边形、尤其三角形的形状，具有倒圆的拐角和凸起的侧面。

4. 如上述权利要求中任一项所述的螺钉，其中所述螺纹（5）的外径在从螺纹段到成形段（7）的过渡中减小。

5. 如上述权利要求中任一项所述的螺钉，其中所述成形段（17）的侧面线（9）至少部分直线地和/或弯曲地延伸。

6. 如上述权利要求中任一项所述的螺钉，其中所述成形段（7）从前端的螺钉端部（18）开始没有螺纹并且在螺纹段前面具有增加螺纹高度的螺纹。

7. 如上述权利要求中任一项所述的螺钉，其中所述螺钉的螺杆在固定段（14）中略微锥形地构成。

8. 使用如上述权利要求中任一项所述的螺钉，用于薄板旋紧预钻孔的零部件。

9. 在塑料和/或在纤维复合材料中使用如权利要求1至7中任一项所述的螺钉。

10. 如权利要求8或9所述的使用，其中要被旋紧的零部件的孔的直径小于螺杆的芯直径。

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