CN105793583A - 用于制造紧固配置组件的方法，紧固配置组件和为此设置的螺钉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紧固配置组件(10)的制造，该紧固配置组件具有叠层组(12，14，16)和螺钉(18)，其中，螺钉(18)具有螺钉头(20)、杆部(24)、延伸到挤压尖部(22)中的螺纹(26)和无螺纹的杆部区段(28)，制造包括步骤：?将螺钉(18)旋入叠层组(12，14，16)中，其中，叠层组(12，14，16)的距离螺钉头(20)最远的层(14)沿着拧入方向变形，使得叠层组(12，14，16)在环绕螺钉(18)的区域中的厚度DP增大，?继续旋入螺钉(18)，直到螺钉头(20)触碰在叠层组上为止，在这个时刻达到最大的叠层组厚度Dp，max，并且无螺纹的杆部区段(28)的长度LF比最大的叠层组厚度Dp，max最多小10％和最多大30％。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有叠层组和螺钉的紧固配置组件的方法，其中，螺钉具有配备有作用部的螺钉头、延伸到挤压尖部中的杆部、延伸到挤压尖部中的螺纹和设置在螺纹与螺钉头之间的无螺纹的杆部区段。
此外，本发明涉及一种紧固配置组件和一种用于这样的紧固配置组件的螺钉。
背景技术
当前所说明的方法、紧固配置组件和螺钉大多涉及对夹层嵌板的外侧板材和内侧板材的紧固。叠片组在此应该由紧固件接合在一起，这些紧固件自己成本低并且在使用时能够简单而快速地嵌入。
现有技术的通常方案全部规定：对需连接的板材进行打孔，这通过利用传统的钻孔器进行预钻孔或者通过使用具有钻头尖端的螺钉来完成。如果利用传统的钻孔器进行预钻孔，那么接下来可以进行铆接或螺纹连接。如果紧固件构造成螺钉，那么应该始终存在防反转保护装置，该防反转保护装置避免紧固件从紧固配置组件中遗落、特别是通过外部的影响，如振动或诸如此类。为此传统上通过如下方式使用一种无螺纹的杆部区段，即，在到达螺钉头之前简单地使螺纹结束。
如果不是选择这样的嵌入预钻孔内的部件、而是具有挤压尖部的紧固件作为紧固配置组件的紧固件，那么使用轴向地在一个点中结束的螺纹就不再适用。在此为了保障防反转保护根据现有技术必须使用双头的螺纹。然而双头的螺纹费用比较昂贵且制造成本高。
具有直到尖部为止延伸的螺纹的螺钉特别是作为木螺钉为众所周知。同样已知的是：为这样的螺钉在头部与螺纹尾部之间装备无螺纹的区段。例如在DE20211445U1中对一种这样的螺钉进行了说明。
发明内容
本发明的目的是：提供一种紧固配置组件，在该紧固配置组件中，螺钉能够以简单的方式在没有预钻孔的情况下旋入叠层组中、特别是叠片组中，同时能够提供充分的防反转保护。它应该能够产生高的拉紧力和吸收高的剪切力。
本发明通过下列步骤以这样的方法为基础：
-将螺钉旋入叠层组中，其中，至少叠层组的距离螺钉头最远的层沿着拧入方向变形，使得直接环绕螺钉的区域中的叠层组的厚度DP增大，
-继续旋入螺钉，直到螺钉头触碰在叠层组上为止，在这个时刻，达到最大的叠层组厚度Dp，max，并且无螺纹的杆部区段的长度LF比最大的叠层组厚度Dp，max最多小10％和最多大30％。
通过以这种方式进行的对无螺纹的杆部区段的长度LF的适当的选择保障了：在螺钉完全旋入之后、就是说当特别是螺钉头平放在叠层组的外侧的层上时，螺纹不再或者仅仅仍然略微地与叠层组啮合。如果在这个时刻依然有很大的还未穿过叠层组的螺纹区段可供使用，那么将在螺钉头触碰在外侧的层上时发生叠层组的层离，因为依然与层配置组件啮合的螺纹至少将距离最远的层长时间地拉向螺钉头，直到到达无螺纹的杆部区段为止。另一方面，如果在一个时刻结束旋入螺钉，在该时刻中还未发生层离而螺纹依然与叠层组啮合，那么紧固配置组件得不到防反转保护。无螺纹的区段也不应该过长，因为在无螺纹的区段过长的情况下，螺钉在其终端位置中具有过大的间隙。如果上面已经述及在螺钉头触碰在叠层组上的时刻达到最大的叠层组厚度，那么这并不强制性地意味着恰好在触碰的时刻中才达到最大的叠层组厚度。更确切地说在之前也已经可以达到这个最大的叠层组厚度。因此当螺钉头触碰在叠层组上时达到这个最大的层厚度的时间并不是达到最大的层厚度的时间点。
出于上述原因特别有用的是：无螺纹的杆部区段的长度LF比最大的叠层组厚度Dp，max最多小5％和最多大20％。
另外优选无螺纹的杆部区段的长度LF比最大的叠层组厚度Dp，max最多小3％和最多大10％。
另外可以规定：无螺纹的杆部区段的长度LF与最大的叠层组厚度Dp，max相等，从而当螺钉头触碰在叠层组上时结束旋入螺钉。通过这种方式保障了螺钉在紧固配置组件内的几乎无间隙的贴合。
就此而论特别有益的是：无螺纹的杆部区段的长度LF小于最大的叠层组厚度Dp，max，并且通过继续旋转螺钉将叠层组厚度降低到最终叠层组厚度Dp，end，其中，无螺纹的杆部区段的长度LF与最终叠层组厚度Dp，end相等。作为这种方法的结果，通过在应力下减少的叠层组厚度的复位力使得螺钉贴合在紧固配置组件内，这构成特别的稳定性。
根据本发明紧固配置组件的另一种优选的实施方式规定：无螺纹的杆部区段至少部分地具有一个直径，该直径大于螺纹的螺纹内径而小于螺纹外径。由于一般而言至少将叠层组的最外侧的层预先钻孔，使得螺钉连同它的螺纹能够无接触地穿过孔，所以该孔具有比螺纹芯大得多的直径。无螺纹的杆部区段现在至少部分地选择有大于螺纹芯的直径，由此减小了外侧层的孔中的间隙。在旋入螺钉时至少在最下侧的层中构成的漏斗状结构的边缘通过这种方式同样无间隙地贴靠在直径增大的无螺纹区段上，这同样有利于整个紧固配置组件的稳定性。
同样可以规定：无螺纹的杆部区段至少部分地具有一个直径，该直径小于或等于螺纹的螺纹内径。通过这种方式实现了无螺纹的杆部区段无摩擦地进入层配置组件中。
可以规定：无螺纹的杆部区段在与螺钉头相邻的地方具有杆部直径大于螺纹的螺纹内径的台阶。
根据本发明的另一种特别优选的实施方式规定：螺纹在与无螺纹的杆部区段相邻的地方具有多个用于叠层组的支承点，这些支承点具有至螺钉头相等的间距，其中，支承点限定无螺纹的杆部区段。通过这种方式使得在螺钉抽回时漏斗状的结构不仅触碰螺纹的“被切掉的(abgehackt)”端部，而且还触碰多个点，由此提高紧固配置组件的稳定性。
特别是可以规定：多个支承点通过如下方式构成，即，螺纹在与无螺纹的杆部区段相邻的地方通向平坦的、径向延伸的平面中。这个平面例如可以环绕杆部的整个周边，使得漏斗边缘均匀地吸收螺钉的力。根据漏斗边缘的形状，接触可以是面状的或者更确切地说是线状的。
同样可以规定：多个支承点通过如下方式构成，即，螺纹是双头的或多头的。多条螺纹的螺纹线结束在螺钉杆的不同的圆周点上，如果这些圆周点应该具有至螺钉头同样的间距的话。因此与螺纹线的仅仅一个端部参与力的吸收的情况相比，螺钉的力在该螺钉抽回时更加均匀地由漏斗边缘吸收。
根据一种特殊的实施方式规定：无螺纹的杆部区段直接与尖部接界。因此在本发明的范围内特别是：在无螺纹的杆部区段与尖部之间没有设置圆柱形的、带有螺纹的杆部区段。更确切地说，无螺纹的杆部区段可以直接过渡到锥形的、带有螺纹的尖部中。
可以规定：使用螺纹直径大于5.8mm的螺钉。本发明至少在优选的实施方式中利用叠层组的经挤压的材料沿着螺钉的拧入方向的凸起。由于在旋入螺钉时经挤压的材料的量和因此还有层厚的变化与螺钉的螺纹直径相关，因此本发明的有益的效果在螺纹直径不同的情况下显示出明显地不同。已经证明：在螺纹直径大于5.8mm的情况中能够实现特别有益的结果。
另外同样可以规定：使用螺纹直径大于6.5mm的螺钉。
就此而论有益的是：距离螺钉头最远的层具有1mm的最大厚度。特别是距离螺钉头最远的层的厚度对所说明的挤压机理(Verdraengungsmechanismus)具有重要的影响，所以确定的层厚具有特别有益的效果、特别是小于1mm或者甚至是0.7mm或者甚至小于0.5mm。本方法在此基础上适合于在具有非常薄的外层的正面上安装需要提高的拉紧力值(Anzugswert)的型材和其它结构件(Aufbau)。
特别是为了户外使用，螺钉可以部分地或完全由奥氏体的材料制成。
此外，本发明涉及一种紧固配置组件，该紧固配置组件按照根据本发明的方法制成。
此外，本发明涉及一种用于在本发明方法中使用的螺钉。
附图说明
现在参照附图借助特别优选的实施例示例性地阐述本发明。
附图中：
图1为根据本发明的紧固配置组件的第一实施方式；
图2为根据本发明的紧固配置组件的第二实施方式；
图3为根据本发明的紧固配置组件的第三实施方式；
图4为根据本发明的紧固配置组件的第四实施方式。
具体实施方式
在下面的对附图的说明中，相同的附图标记表示相同的或类似的元件。
图1示出的是根据本发明的紧固配置组件10的第一实施方式。紧固配置组件10包括一个薄的板材14和一个设置在其上的另外的板材12，该另外的板材在当前的实施方式中比所述薄的板材14厚。板材12、14构成叠片组或者说叠层组12、14。紧固配置组件10同样具有一个带螺钉头20和挤压尖部22的螺钉18。螺纹26延伸到挤压尖部22中。螺钉18的挤压尖部22和头部20通过一个杆部24相互连接。在当前的实施例中，杆部24是完全无螺纹的，就是说从螺钉头20起变细的、具有螺纹26的挤压尖部22直接连接在杆部24上。换言之，无螺纹的杆部区段28具有一个长度LF，该长度相当于杆部24的总长度。杆部24同样包括一个台阶32，该台阶具有比无螺纹的杆部区段28或者在当前的情况中比整个杆部24大的直径。这个台阶32的作用在于使得螺钉20更好地贴合在叠片组12、14的外侧的板材12的孔中。
在将螺钉18旋入叠片组12、14之前，外侧的板材12在这种实施方式中和在所有其它在此示出的实施方式中已经具有一个孔。这个孔不是强制性的，然而是优选的。薄的板材14在螺钉18旋入之前通常是完好无损的，并且该薄的板材平坦地贴靠在外侧的板材12上。薄的板材14在外侧的板材12的孔上延伸并且通常没有或者具有对于目前的情况来说无关紧要的变形。叠片组12、14在螺钉18旋入之前在螺钉的整个周围假设具有一个恒定不变的厚度Dp，1，恒定不变的板材厚度。如果现在将螺钉18引导穿过外侧的板材12的孔并拧紧到薄的板材14中，那么螺钉18的挤压尖部22将薄的板材14的材料沿着螺钉18的拧入方向挤压。由此形成一个漏斗状的结构30。在紧固配置组件10的所示出的完成状态中，叠片组12、14由此在与螺钉18直接相邻的地方具有一个增大的厚度DP，2。这个增大的厚度DP，2在当前的实施方式中等于无螺纹的杆部区段28的长度LF。螺钉18的螺纹26在紧固配置组件10的这个完成状态中不再与叠片组12、14啮合、就是说特别是不再与薄的板材14啮合。然而薄的板材14的漏斗状的结构30的作用在于止档，该止档防止螺钉18抽回或旋回。
根据参与的长度、厚度和材料，可以通过不同的方式实现紧固配置组件10的所示出的完成状态。在最简单的情况中，无螺纹的杆部区段28的长度LF完全如下地与其它部件的类型和特性相匹配，即，在螺钉头20紧贴在外侧的板材12上的时刻实现紧固配置组件10的所示出的完成状态，螺纹26因此恰好在所述时刻离开薄的板材14的漏斗状的结构30。然而也可以特别优选地是：在螺钉头20紧贴在外侧的板材12上的时刻，螺纹26依然略微地与漏斗状的结构30啮合。进一步旋转螺钉18则导致漏斗状的结构30被向着螺钉头的方向拉回。然后漏斗状的结构30才失去与螺纹26的啮合。在这个时刻，紧固配置组件10通过由螺钉头18和螺纹26施加到叠片组12、14上的力而承受应力，从而制成一个特别稳定的紧固配置组件10。
图2示出的是根据本发明的紧固配置组件10的第二实施方式。紧固配置组件10在此支承着绝缘层34，该绝缘层与厚度为例如一毫米的非常薄的板材14连接。与在图1中示出的紧固配置组件不同，在图2所示出的紧固配置组件10中组装有一个螺钉18，该螺钉除了无螺纹的杆部区段28之外具有带螺纹的杆部区段。螺纹26从这个带螺纹的杆部区段出发延伸到螺钉18的挤压尖部22中。
图3示出的是根据本发明的紧固配置组件10的第三实施方式。此处示出的紧固配置组件10很大程度上与图1所示的紧固配置组件相符。然而内侧的板材14不是构造成平坦的板材，而是构造成异型板材(Profilblech)。另外的不同之处在于：外侧的板材12不是直接平放在支承着绝缘层34的板材14上。更确切地说设置有一个中间元件16，该中间元件同样可以构造成板材。中间元件16同样可以实现为由金属或例如由弹性体构成的盘。特别是中间元件16可以是密封带。这个中间元件是可压缩的，因而当螺纹26在螺钉头20紧贴在板材12上的情况下依然与内侧的板材14啮合时，叠层组12、14、16总体上可以被压缩。由此能够允许较大的、在螺钉头20紧贴在外侧的板材12上的时刻依然与内侧的板材14啮合的螺纹长度，而不导致叠层组的不希望有的层离。带有密封带的紧固配置组件特别是适合于户外使用，而没有密封带的紧固配置组件如其示例性地在图1中示出的那样则特别是用于户内使用。
图4示出的是根据本发明的紧固配置组件10的第四实施方式。图4所示出的紧固配置组件10与图3示出的这样的紧固配置组件相符。与图3的不同之处是内侧的板材14在此不是异型的，而是平坦的。
在上述说明中、附图中以及权利要求中公开的本发明特征对于实现本发明来说不论是单独地还是组合地都会是重要的。
附图标记列表
10 紧固配置组件
12 板材
14 板材
16 中间元件
18 螺钉
20 螺钉头
22 尖部
24 杆部
26 螺纹
28 无螺纹的杆部区段
30 漏斗状的结构
32 台阶
34 绝缘层
Claims (17)
1.用于制造紧固配置组件(10)的方法，该紧固配置组件具有叠层组(12，14，16)和螺钉(18)，其中，螺钉(18)具有配备有作用部的螺钉头(20)、延伸到挤压尖部(22)中的杆部(24)、延伸到挤压尖部中的螺纹(26)和设置在螺纹(26)与螺钉头(20)之间的无螺纹的杆部区段(28)，其特征在于：所述方法包括下列步骤：
-将螺钉(18)旋入叠层组(12，14，16)中，其中，至少叠层组(12，14，16)的距离螺钉头(20)最远的层(14)沿着拧入方向变形，使得叠层组(12，14，16)在直接环绕螺钉(18)的区域中的厚度DP增大，
-继续旋入螺钉(18)，直到螺钉头(20)触碰在叠层组上为止，在这个时刻达到最大的叠层组厚度Dp，max，并且无螺纹的杆部区段(28)的长度LF比最大的叠层组厚度Dp，max最多小10％和最多大30％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)的长度LF比所述最大的叠层组厚度Dp，max最多小5％和最多大20％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)的长度LF比所述最大的叠层组厚度Dp，max最多小3％和最多大10％。
4.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)的长度LF与所述最大的叠层组厚度Dp，max相等，因而当螺钉头(20)触碰在叠层组上时结束旋入螺钉。
5.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)的长度LF小于所述最大的叠层组厚度Dp，max，并且通过继续旋转螺钉将叠层组厚度降低到最终叠层组厚度Dp，end，其中，所述无螺纹的杆部区段(28)的长度LF与最终叠层组厚度Dp，end相等。
6.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)至少部分地具有一个直径，该直径大于螺纹(26)的螺纹内径而小于螺纹外径。
7.如权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)至少部分地具有一个直径，该直径小于或等于螺纹(26)的螺纹内径。
8.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段(28)在与螺钉头相邻的地方具有杆部直径大于螺纹的螺纹内径的台阶(32)。
9.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：螺纹(26)在与所述无螺纹的杆部区段(28)相邻的地方具有用于叠层组(12，14，16)的多个支承点，这些支承点具有至螺钉头(20)相等的间距，其中，支承点限定所述无螺纹的杆部区段(28)。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述多个支承点通过如下方式构成，即，螺纹(26)在与所述无螺纹的杆部区段(28)相邻的地方通入平坦的、径向延伸的平面内。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述多个支承点通过如下方式构成，即，螺纹是双头的或多头的。
12.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：所述无螺纹的杆部区段直接与尖部接界。
13.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：使用螺纹直径大于5.8mm的螺钉。
14.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：使用螺纹直径大于6.5mm的螺钉。
15.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：距离螺钉头(20)最远的层(14)具有1mm的最大厚度。
16.紧固配置组件(10)，其按照如权利要求1至13所述的方法制成。
17.螺钉(18)，其用于在如权利要求1至13所述的方法中使用。
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