DE102017126558A1 - Screw receptacle for receiving a self-tapping screw - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Schraubenaufnahme (1) zur Aufnahme einer Gewindeschraube (10) mit einem selbstschneidenden Schraubgewinde (11), wobei die Schraubenaufnahme (1) ein Aufnahmeloch (12) in einem Bauteil (13) aufweist, in das die Gewindeschraube (10) unter einem Einschneiden des Schraubgewindes (11) in eine Wandung (14) des Aufnahmeloches (12) einschraubbar ist. Erfindungsgemäß weist das Aufnahmeloch (12) einen Locheinlauf mit auf dem Umfang verteilten Einkerbungen (15) auf, wobei mit den Einkerbungen (15) quer zur Umfangsrichtung (U) liegende Anlaufflächen (16) gebildet sind, gegen die das Schraubgewinde (11) bei einem Einschrauben der Gewindeschraube (10) anläuft.The invention relates to a screw receptacle (1) for receiving a threaded screw (10) with a self-tapping screw thread (11), wherein the screw receptacle (1) has a receiving hole (12) in a component (13) into which the threaded screw (10). under a cutting of the screw thread (11) in a wall (14) of the receiving hole (12) can be screwed. According to the invention, the receiving hole (12) has a hole inlet with notches (15) distributed on the circumference, with the notches (15) transverse to the circumferential direction (U) lying contact surfaces (16) are formed, against which the screw thread (11) at a Screw in the threaded screw (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schraubenaufnahme zur Aufnahme einer Gewindeschraube mit einem selbstschneidenden Schraubgewinde, wobei die Schraubenaufnahme ein Aufnahmeloch in einem Bauteil aufweist, in das die Gewindeschraube unter einem Einschneiden des Schraubgewindes in eine Wandung des Aufnahmeloches einschraubbar ist.The invention relates to a screw receptacle for receiving a threaded screw with a self-tapping screw thread, wherein the screw receptacle has a receiving hole in a component into which the threaded screw can be screwed into a wall of the receiving hole with a cutting of the screw thread.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Aus der
Aus der
Aus der
Beim Ansetzen der Gewindeschraube an dem Locheinlauf des Aufnahmeloches der Schraubenaufnahme ergibt sich das Problem, dass auf die Gewindeschraube eine Axialkraft aufgebracht werden muss, um den Beginn des Einschneidens des selbstschneidenden Schraubgewindes in die Wandung des Aufnahmeloches einzuleiten. Würde keine Axialkraft aufgebracht werden, so würde die Gewindeschraube ohne axialen Vortrieb auf dem Locheinlauf des Aufnahmeloches rotierend verbleiben, und der Gewindebeginn des Schraubgewindes am freien Ende des Schraubenschaftes erfährt keine Möglichkeit, um das Einschneiden in die Wandung des Aufnahmeloches einzuleiten. Erst durch das Aufbringen einer Axialkraft ergibt sich ein Einschneiden des Gewindeanfangs im Bereich des Locheinlaufes, sodass bei einem weiteren Einschneiden eine Selbsteinzugskraft der Gewindeschraube in das Aufnahmeloch entstehen kann, und sodass die einfache Rotationsbewegung der Gewindeschraube zum Einschrauben in das Aufnahmeloch ausreicht. Insbesondere für automatisiert hergestellte Schraubverbindungen ist folglich eine kontrollierte Aufbringung einer Axialkraft auf die Gewindeschraube notwendig, um den Beginn des Einschneidens des selbstschneidenden Schaubgewindes im Bereich des Locheinlaufes des Aufnahmeloches einzuleiten. Dadurch ergibt sich jedoch ein erhöhter Anlagenaufwand, wobei die Aufnahme der Gewindeschraube am Werkzeug so ausgeführt sein muss, dass die Axialkraft mit einem Werkzeug auf die Gewindeschraube auch aufgebracht werden kann, ohne dass die Gewindeschraube gewissermaßen wegspringen oder wegknicken kann.When attaching the threaded screw to the hole inlet of the receiving hole of the screw receiving the problem arises that on the threaded screw an axial force must be applied to initiate the beginning of cutting the self-tapping screw thread in the wall of the receiving hole. If no axial force were applied, the threaded screw would remain rotating without axial propulsion on the hole inlet of the receiving hole, and the thread start of the screw thread at the free end of the screw shaft experiences no possibility to initiate the cutting into the wall of the receiving hole. Only by the application of an axial force results in a cutting of the thread start in the region of the hole inlet, so that in a further incision Selbsteinzugskraft the threaded screw can arise in the receiving hole, and so that the simple rotation of the threaded screw sufficient for screwing into the receiving hole. In particular, for automated screwed connections consequently a controlled application of an axial force on the threaded screw is necessary to initiate the beginning of the cutting of the self-tapping Schaubgewindes in the region of the hole inlet of the receiving hole. However, this results in an increased investment costs, wherein the inclusion of the threaded screw on the tool must be designed so that the axial force can also be applied with a tool on the threaded screw, without the threaded screw can jump out or break away in a sense.
Wünschenswert wäre dabei die Vereinfachung der Automatisierung einer Schraubverbindung insbesondere unter deutlicher Reduzierung oder Vermeidung der notwendigen Axialkraft, die auf die Gewindeschraube aufgebracht werden muss.It would be desirable to simplify the automation of a screw especially with significant reduction or avoidance of the necessary axial force that must be applied to the threaded screw.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Schraubenaufnahme zur Verbesserung der Herstellung einer Schraubverbindung mit einer Gewindeschraube und einem Bauteil, wobei die Gewindeschraube ein selbstschneidendes Schraubgewinde aufweist. Die Schraubenaufnahme soll dabei derart verbessert werden, dass eine Axialkraft in Längsachsenrichtung der Gewindeschraube nicht oder nur minimal aufgebracht werden muss.The object of the invention is the development of a screw receptacle for improving the production of a screw with a threaded screw and a component, wherein the threaded screw has a self-tapping screw thread. The screw receptacle should be improved in such a way that an axial force in the longitudinal axis direction of the threaded screw does not have to be applied or only minimally.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schraubenaufnahme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Bauteil mit einer solchen Schraubenaufnahme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved starting from a screw receptacle according to the preamble of
Die Erfindung schließt die Lehre ein, dass das Aufnahmeloch einen Locheinlauf mit auf dem Umfang verteilten Einkerbungen aufweist, wobei mit den Einkerbungen quer zur Umfangsrichtung liegende Anlaufflächen gebildet sind, gegen die das Schraubgewinde bei einem Einschrauben der Gewindeschraube anläuft.The invention includes the teaching that the receiving hole has a hole inlet with notches distributed on the circumference, wherein with the notches transverse to the circumferential direction lying contact surfaces are formed, against which the screw thread starts when screwing the threaded screw.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, mittels einer einfachen Modifikation des Locheinlaufes des Aufnahmeloches im Bauteil Anlaufflächen zu schaffen, gegen die der Gewindeanfang des Schraubgewindes der Gewindeschraube anlaufen kann, sodass durch die einfache Drehbewegung der Gewindeschraube das Einschneiden des Gewindeanfangs in die Wandung des Aufnahmeloches erfolgen kann. Eine Axialkraft ist dabei nicht oder nur in einer minimalen Größenordnung notwendig, da die Anlaufflächen mit Bezug auf die Umfangsrichtung so ausgebildet sind, dass der Gewindeanfang mit dem sich anschließenden Schraubgewinde der Gewindeschraube etwa senkrecht auf die Anlauffläche zuläuft, sodass keine zusätzliche Axialkraft in Längsachsenrichtung der Gewindeschraube mehr notwendig ist. Hat das Einschneiden des Schraubgewindes in die Wandung des Aufnahmeloches begonnen, erfolgt ein Selbsteinzugseffekt der Gewindeschraube in das Aufnahmeloch unter Fortführung der Drehbewegung der Gewindeschraube. Die Einkerbungen bilden sich periodisch wiederholende fasenartige Brüche der Kante des Locheinlaufes, und wird die Gewindeschraube mit dem freien Ende in den Locheinlauf des Aufnahmeloches eingesetzt, und wird die Gewindeschraube in Drehbewegung versetzt, so gelangt nach einer gewissen Teilumdrehung der Gewindeschraube der Gewindeanfang in Kontakt mit der Anlauffläche und scheidet sich in diese ein. Durch das mehrfache Vorhandensein der Einkerbungen auf dem Umfang des Locheinlaufes muss keine volle Umdrehung der Gewindeschraube erfolgen, um das Einschneiden des Schraubgewindes in die Wandung einzuleiten, wobei im Sinne der Erfindung der Locheinlauf auch nur eine einzige Einkerbung aufweisen kann.The invention is based on the idea to provide by means of a simple modification of the hole inlet of the receiving hole in the component stop surfaces against which the thread start of the screw thread of the threaded screw can start, so that by simply rotating the threaded screw the cutting of the thread start in the wall of the receiving hole can. An axial force is not necessary or only in a minimum order of magnitude, since the contact surfaces are formed with respect to the circumferential direction so that the thread start with the subsequent screw thread of the threaded screw approximately perpendicular to the contact surface, so no additional axial force in the longitudinal axis direction of the threaded screw more is necessary. If the cutting of the screw thread into the wall of the receiving hole has begun, a self-closing effect of the threaded screw takes place in the receiving hole while continuing the rotational movement of the threaded screw. The notches form periodically repeating bevel-like fractures of the edge of the hole inlet, and the threaded screw is inserted with the free end in the hole inlet of the receiving hole, and the threaded screw is set in rotational motion, so comes after a certain partial rotation of the threaded screw of the thread start in contact with the Anlauffläche and is divided into these. Due to the multiple presence of the notches on the circumference of the hole inlet no full revolution of the threaded screw must be made to initiate the cutting of the screw thread in the wall, which according to the invention, the hole inlet may also have only a single notch.
Die Einkerbungen weisen im Wesentlichen eine langgestreckte, etwa nutartige Form auf, insbesondere derart, dass diese in Umfangsrichtung in der Tiefe variierende Fasen im Locheinlauf bilden. Insbesondere können die Einkerbungen eine Kerbfläche aufweisen, die mit Bezug auf die Umfangsrichtung der eigentlichen Anlauffläche voraneilt, sodass sich zwischen der Kerbfläche und der Anlauffläche eine Kehle bildet. Dabei können die Kerbflächen in Umfangsrichtung zunehmend tiefer in den Werkstoff des Bauteils eingeschnitten sein, und die Kehle zwischen der Kerbfläche und der Anlauffläche bildet die tiefste Stelle als Fase im Locheinlauf. Insbesondere können die Kerbflächen in Umfangsrichtung rechtsdrehend zunehmend tiefer in den Werkstoff des Bauteils eingeschnitten sein, sodass Gewindeschrauben mit einem Rechtsgewinde mit den entsprechenden Vorteilen eingeschraubt werden können. Soll eine Gewindeschraube mit einem Linksgewinde Verwendung finden, so sind die Kerbflächen in Umfangsrichtung linksdrehend zunehmend tiefer in dem Werkstoff des Bauteils eingeschnitten.The notches have substantially an elongate, approximately groove-like shape, in particular such that they form in the circumferential direction in the depth varying bevels in the hole inlet. In particular, the indentations may have a notched surface which pre-edges relative to the circumferential direction of the actual abutment surface, so that a throat forms between the notch surface and the abutment surface. In this case, the notched surfaces can be cut increasingly deeper in the material of the component in the circumferential direction, and the throat between the notched surface and the contact surface forms the lowest point as a chamfer in the hole inlet. In particular, the notched surfaces can be cut in the circumferential direction clockwise increasingly deeper into the material of the component, so that threaded screws can be screwed with a right-hand thread with the appropriate advantages. If a threaded screw with a left-hand thread is to be used, the notched surfaces in the circumferential direction are counterclockwise rotated increasingly deeper in the material of the component.
Das Bauteil kann mit besonderem Vorteil aus einem spritzgegossenen Kunststoff ausgebildet sein, wobei die Einkerbungen ebenfalls im Spritzguss mit dem Bauteil selbst ausgebildet werden können, sodass eine einfache, kostenminimale Herstellung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Locheinlaufes des Aufnahmeloches möglich ist.The component may be formed with particular advantage of an injection-molded plastic, wherein the notches can also be formed by injection molding with the component itself, so that a simple, cost-effective production of the inventive design of the hole inlet of the receiving hole is possible.
Auf dem Umfang des Locheinlaufes verteilt können beispielsweise etwa 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 10 und besonders bevorzugt 6 bis 8 Einkerbungen ausgebildet sein. Der Gedanke der Erfindung kann jedoch auch umgesetzt werden mit nur einer einzigen Einkerbung, umfassend die Kerbfläche und die Anlauffläche. Die Anzahl der Kerben ergibt sich jedoch optimiert aus der Gewindesteigung der Gewindeschraube, damit der Gewindeabschnitt beim Eindrehen auf den Kerbflächen rutscht bis in die Anlauffläche und dann ins volle Material gezwungen wird.Distributed on the circumference of the hole inlet, for example, about 2 to 20, preferably 4 to 10 and more preferably 6 to 8 notches may be formed. However, the idea of the invention can also be implemented with only a single notch, comprising the notched surface and the Approach surface. However, the number of notches results optimized from the thread pitch of the threaded screw, so that the threaded portion slips when screwing on the notch surfaces to the contact surface and then forced into the full material.
Auch ist es von Vorteil, wenn vor dem Aufnahmeloch ein vorgelagerter Zentrierungsabschnitt mit einem vergrößerten Durchmesser ausgebildet ist. Folglich ist der Locheinlauf mit den Einkerbungen zwischen dem Zentrierungsabschnitt und dem Aufnahmeloch ausgebildet. Der Zentrierungsabschnitt kann dabei helfen, die Schraube bereits in Längsachsenrichtung vor dem Aufnahmeloch auszurichten.It is also advantageous if an upstream centering section with an enlarged diameter is formed in front of the receiving hole. Consequently, the hole entrance is formed with the notches between the centering portion and the receiving hole. The centering section can help to align the screw already in the longitudinal axis direction in front of the receiving hole.
Die Erfindung betrifft dabei auch ein Bauteil mit einer Schraubenaufnahme, wobei das Aufnahmeloch einen Locheinlauf mit auf dem Umfang verteilten Einkerbungen aufweist, wobei mit den Einkerbungen quer zur Umfangsrichtung liegende Anlaufflächen gebildet sind, gegen die das Schraubgewinde bei einem Einschrauben der Gewindeschraube anläuft.The invention also relates to a component with a screw receptacle, wherein the receiving hole has a hole inlet with notches distributed on the circumference, wherein with the notches transverse to the circumferential direction lying contact surfaces are formed, against which the screw thread starts when screwing the threaded screw.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine Schraubenaufnahme gemäß dem Stand der Technik, -
2 eine erste Variante einer Schraubenaufnahme mit den Merkmalen der Erfindung in einer Schnittansicht, -
3 eine weitere Variante einer Schraubenaufnahme mit den Merkmalen der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht und -
4 die Variante der Schraubenaufnahme gemäß3 in einer Draufsicht.
-
1 a screw receptacle according to the prior art, -
2 a first variant of a screw receptacle with the features of the invention in a sectional view, -
3 a further variant of a screw holder with the features of the invention in a perspective view and -
4 the variant of the screw receptacle according to3 in a top view.
Die
Das Ausführungsbeispiel zeigt sieben Einkerbungen
The embodiment shows seven
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr sind Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten oder räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Ausführungen erfindungswesentlich sein.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, variants are conceivable, which makes use of the solution shown even in fundamentally different versions. All of the claims, the description or the drawings resulting features and / or advantages, including design details or spatial arrangements, may be essential to the invention both in itself and in various embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schraubenaufnahme screw receptacle
- 1010
- Gewindeschraubescrew
- 1111
- Schraubgewindescrew thread
- 1212
- Aufnahmelochreceiving hole
- 1313
- Bauteilcomponent
- 1414
- Wandungwall
- 1515
- Einkerbungnotch
- 1616
- Anlaufflächeapproach surface
- 17 17
- Kerbflächenotch surface
- 1818
- Zentrierungsabschnittcentering section
- 1919
- Gewindeanfangthread start
- 2020
- Längsachselongitudinal axis
- 2121
- Zentrierabschnittcentering
- 2222
- konusartige Vertiefung cone-like depression
- FF
- Axialkraftaxial force
- UU
- Umfangsrichtungcircumferentially
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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