DE1603790C

DE1603790C - Power screwdriver for inserting fastening screws into a workpiece

Info

Publication number: DE1603790C
Authority: DE
Inventors: John Hilton Birmingham Warwick Turnbull (Großbritannien). Patentblatt 92. Jhrg. Heft 19 vom 4.5.1972
Original assignee: GKN Screws and Fasteners Ltd
Current assignee: GKN Screws and Fasteners Ltd
Publication date: 1972-05-04

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist ein Motorschrauber für Schrauben, die das Gewinde in einem vorher von der Schraube hergestellten Loch eines Bleches selbst schneiden, mit einem mit dem Motorschrauber vereinigten Schlaggerät, dessen Schlagkörper vor dem Einschrauben der Schraube auf die diese eindrehende Spindel hingetrieben wird.The subject of the main patent is a power screwdriver for screws, which the thread in a previously Cut a hole made by the screw in a sheet metal yourself, using a power screwdriver united impact device, whose impact body before screwing the screw on the this screwing in spindle is driven.

Es hat sich gezeigt, daß dieser Motorschrauber nicht mit jeder beliebigen Schraube ein Werkstück zuverlässig durchdringen und eine einwandfreie Verschraubung erzielen kann. *It has been shown that this power screwdriver does not work with any screw can penetrate reliably and achieve a perfect screw connection. *

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für den Motorschrauber der eingangs beschriebenen Art Schrauben zu schaffen, mit denen einwandfreie Verschraubungen möglich sind.The invention is therefore based on the object for the power screwdriver of the type described at the outset To create kind of screws with which perfect screw connections are possible.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schraube mit einer gewindelosen Spitze Verwendung findet, der sich ein zum zylindrischen Gewindeschaft ansteigender Kegelabschnitt anschließt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß selbstgewindeschneidende Schrauben in ein aus Blech, Metallplatten u. dgl. bestehendes Werkstück eingeschraubt werden können, ohne daß die Notwendigkeit besteht, im voraus vorgebohrte Hilfslöcher für die Schrauben herstellen zu müssen, wobei gleichzeitig die Herstellkosten dieser selbstgewindeschneidenden Schrauben niedrig sind, da keine eigens ausgebildete Bohrspitze vorgesehen sein muß. Gleichzeitig kann hierbei die Schraube mit einer Geschwindigkeit gedreht werden, die zur Herstellung eines einwandfreien Gewindes optimal ist, ohne zum Vorlochen eine höhere Geschwindigkeit anwenden zu müssen.This is achieved according to the invention in that a screw with a threadless tip is used is found, which is followed by a tapered section rising to the cylindrical threaded shaft. This has the advantage that self-tapping screws in a sheet metal, metal plates and the like. Existing workpiece can be screwed in without the need for in having to produce pre-drilled auxiliary holes for the screws, while at the same time the manufacturing costs these self-tapping screws are low as there is no specially designed drill bit must be provided. At the same time, the screw can be turned at one speed which is optimal for producing a perfect thread, without a higher one for pre-punching Having to apply speed.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further appropriate training after the Invention are characterized in the subclaims.

An Hand der Zeichnung sind nachfolgend Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigtExemplary embodiments are described in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine Seitenansicht — teilweise im Schnitt — einer Schraube am Anfangsstadium des Einsetzvorganges nach Erteilung eines Stoßes, damit sie in einer Metallplatte ein Vorloch stößt, jedoch einen Zustand vor Beginn der Drehung der Schraube; in dieser Figur der Zeichnungen ist ein bevorzugter Fall dargestellt, bei welchem die Stoßkraft eine maximal zulässige vorbestimmte Größe hat,F i g. 1 a side view - partly in section - a screw at the initial stage of the insertion process after a shock has been given so that it can be in a Metal plate pokes a pilot hole, but in a state before the screw starts rotating; in this figure The drawings show a preferred case in which the impact force is a maximum allowable has a predetermined size,

F i g. 2 eine der in F i g. 1 veranschaulichten ähnliche Ansicht, welche den Fall zeigt, in dem die Größe der Stoßkraft bei gleichen Abmessungen von Schraube und Blech wie Fig. 1 das zulässige vorbestimmte Minimum darstellt,F i g. 2 one of the in FIG. 1, showing the case where the Size of the impact force with the same dimensions of screw and sheet metal as Fig. 1 the permissible predetermined Represents minimum,

Fig. 3 eine Stirn- bzw. Draufsicht des Schraubenkopfes nach Fig. 1 und 2, in welchen dieser im Schnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 3 dargestellt war, .3 shows a front or top view of the screw head 1 and 2, in which this is shown in section along the line 1-1 of FIG was,.

Fig. 4 eine Draufsicht des die Vorlochspitze aufweisenden Endes der Schraube und4 shows a plan view of the one having the pre-hole tip End of the screw and

Fig. 5 eine Teilansicht des Schraubenkopfes im Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 3.Fig. 5 is a partial view of the screw head in Section along line 5-5 of FIG. 3.

Die in den F i g. 1 bis 5 dargestellte SchraubeSveist einen Kopf 10, einen zylindrischen Schaft 11 mit einem gehärteten Vollgewinde 14 sowie einen sich konisch verjüngend, ebenso mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 13 auf, der in einer Spitze 12 endet, die in Metall eindringen kann. Die Spitze 12 ist pyramidenförmig und weist flache Wände 15 und eine Basis 20 am Übergang zum konischen Abschnitt 13 auf, deren Querschnitt rautenförmig und deren eine Diagonale größer als die andere ist, nämlich die Diagonale zwischen den Ecken 23 (vgl. Fig. 4). Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Gewinde zweigängig, und der Anschnittpunkt des jeweiligen Gewindeganges fällt mit einer der entsprechenden Ecken 23 an den Enden der größeren Diagonale der Lochspitze zusammen.The in the F i g. 1 to 5 screw shown a head 10, a cylindrical shaft 11 with a hardened full thread 14 and a self conically tapering, also provided with a threaded portion 13, which in a tip 12 ends that can penetrate metal. The tip 12 is pyramidal and has flat walls 15 and a base 20 at the transition to the conical section 13, whose cross-section is diamond-shaped and whose one diagonal is larger than the other, namely the Diagonal between the corners 23 (see. Fig. 4). As can be seen from the drawing, the thread is two-start, and the starting point of the respective thread coincides with one of the corresponding Corners 23 at the ends of the larger diagonal of the hole point together.

Der Kopf 10 weist eine Ausnehmung bekannter Form zur Aufnahme der Schraubenzieherspitze auf, die aus einer Mittelaushöhlung 25 und vier Rillen 26The head 10 has a recess of known shape for receiving the screwdriver tip, consisting of a central cavity 25 and four grooves 26

ίο zur Aufnahme der Flügel des Schraubenziehers besteht, die sich von der mittleren Aushöhlung der Ausnehmung nach außen, strahlenförmig erstrecken. Die Ausnehmung weist zwischen" je zwei am Kreisumfang vorgesehenen benachbarten Rillen 26 eine Vertiefung 27 auf, deren Querschnitt V-förmig ist, wobei diese Vertiefung in bezug auf die Schraubachse nach unten und innen geneigt ist, während die Seitenwände der Rillen 26 der Ausnehmung im wesentlichen senkrecht sind. Die zum Einsetzen der Schraube verwendete Schraubenzieherspitze ist entsprechend gestaltet. Gegenüber der Verwendung der bisher bekannten selbstgewindeschneidenden Schrauben zur Herstellung eines Gewindes in Blech u. dgl. werden durch die Erfindung folgende Vorteile erreicht: Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, in denen die Lagen der Schrauben in der Metallplatte; nach der "Erteilung eines maximal bzw. minimal zulässigen Stoßes veranschaulicht sind, muß der Stoßwert für jede bestimmte Schraubengröße und jede bestimmte Metallplattenstärke oder -dicke innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Der nach Fig. 1 der Schraube erteilte Stoß hat bewirkt, daß die Spitze 12 die Platte durchbohrt hat und vollständig über die andere Oberfläche der Platte hinausragt.ίο to accommodate the screwdriver's wings, which radiate outward from the central cavity of the recess. the The recess has a depression between each two adjacent grooves 26 provided on the circumference 27, the cross-section of which is V-shaped, this recess according to the screw axis is inclined below and inward, while the side walls of the grooves 26 of the recess are substantially perpendicular are. The screwdriver tip used to insert the screw is designed accordingly. Compared to the use of the previously known self-tapping screws for producing a thread in sheet metal and the like the invention achieves the following advantages: As can be seen from Fig. 1 and 2, in which the layers of Screws in the metal plate; illustrated after the "issuance of a maximum or minimum permissible impact the impact value must be for each particular screw size and metal plate thickness or thickness are within certain limits. The shock given to the screw according to FIG. 1 has caused the tip 12 to pierce the plate and completely over the other surface of the Plate protrudes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wurde ein Teil des Materials der Metallplatte in der Bewegungsrichtung der Schraube verdrängt, was zur.Bildung einer kreisringförmigen Ausbauchung 28 in der hinteren Oberfläche der Metallplatte geführt hat. Das Metall um die OfF-nung in der vorderen Oberfläche der Platte wurde durch die Stoßkraft ausgeweitet, so daß sich ein schalltrichterförmiger Eingang zum Leitloch gebildet hat; vgl. Pos.29 in Fig. 1 und 2. Das Leitloch ist kegelförmig und erstreckt sich vom Innenende des Schalltrichters bzw. des Punktes30 der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schraube, wobei unter Durchmesser des Leitloches hier die Abmessung P am Punkt 30 verstanden wird, d. h. der Durchmesser des größeren Ende des kegeligen Leitloches. Nach der Erfindung ist die Größe des minimal zulässigen Stoßes, wie in Fig. 2 veranschaulicht, derart festgelegt, daß diese Stoßkraft zum Vorschub der Lochspitze 12 in die Metallplatte zum Erhalt des Leitloches mit einem Durchmesser P (min) ausreicht. Dieser Durchmesser P (min) ist genügend groß, um das Anschnittsende des Gewindeganges des sich konisch verjüngenden Schraubenabschnittes 13 aufzunehmen und somit zu gewährleisten, daß das Gewinde in dem Leitloch greift. Bei der doppelgängigen Schraube nach Fig. 1 und 2 liegen die Anfangs- bzw. Anschnittsenden der betreffenden Gewindegänge bei 23 an diametral entgegengesetzten Punkten des konischen Schraubenabschnittes. Bei einer eingängigen Schraube ist selbstverständlich nur ein Anschnittsende entsprechend dem Punkt 13 vorhanden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Durchmesser P (min) des Leitloches derart bemessen, daß das Anschnittsende 23 der jeweiligen Gewindegänge gerade in das Leitloch eintritt und derAs can be seen from Fig. 1, some of the material of the metal plate has been displaced in the direction of movement of the screw, which has led to the formation of an annular bulge 28 in the rear surface of the metal plate. The metal around the opening in the front surface of the plate was expanded by the impact force so that a horn-shaped entrance to the guide hole was formed; see. Pos.29 in Fig. 1 and 2. The pilot hole is tapered and extends from the inner end of the horn or the Punktes30 of the screw shown in Fig. 1 and 2, wherein here meant the diameter of the Leitloches the dimension P at point 30 becomes, ie the diameter of the larger end of the conical guide hole. According to the invention, the size of the minimum permissible impact, as illustrated in FIG. 2, is determined in such a way that this impact force is sufficient to advance the hole tip 12 into the metal plate to obtain the guide hole with a diameter P (min). This diameter P (min) is sufficiently large to accommodate the bevel end of the thread turn of the conically tapering screw section 13 and thus to ensure that the thread engages in the guide hole. In the double-thread screw according to FIGS. 1 and 2, the start or bevel ends of the thread turns in question are located at 23 at diametrically opposite points of the conical screw section. In the case of a single-thread screw, of course, there is only one chamfer end according to point 13. As can be seen from Fig. 2, the diameter P (min) of the guide hole is dimensioned such that the chamfer end 23 of the respective thread just enters the guide hole and the

3 4 ^β 3 4 ^β

an jedes Anschnittsende unmittelbar angeschlossene des Schaftes 11 nicht kleiner ist als die Tiefe d. Umof the shaft 11 directly connected to each gate end is not less than the depth d. Around

Gewindegangabschnitt in das Leitloch eingreift. In- in der Praxis die bestmöglichen Ergebnisse beim Ein-Thread portion engages in the guide hole. In practice, the best possible results when

folge dieses durch die Stoßkraft erfolgten Ineinander- treiben mehrerer gleich ausgebildeter Schraubenfollow the fact that several identically designed screws are driven into one another by the impact force

greifens wird dieser Gewindegangabschnitt in das nacheinander — wie es bei Fließbandarbeiten üblichgripping this thread section is one after the other - as is usual with assembly line work

Metall des Leitloches eingedrückt, wobei dieses Ein- 5 ist — zu erhalten sowie unter Berücksichtigung derMetal of the guide hole pressed in, whereby this is a 5 - to be obtained and taking into account the

drücken, obwohl es sehr gering sein kann, trotzdem infolge normal zulässiger Fertigungstoleranzen auf-press, although it can be very small, nevertheless due to normal permissible manufacturing tolerances

vollauf ausreicht, daß bei Beginn der Schraubendre- tretenden Abweichungen der Schraubenbemessungen,it is fully sufficient that at the beginning of the screwdriving deviations in the screw dimensions,

hung unter Axialdruck gewährleistet ist, daß sich die wird der Durchmesser P (max) des Leitloches höch-It is ensured under axial pressure that the diameter P (max) of the guide hole is the maximum

Gewindegänge unverzüglich in das Metall der Platte stens so groß gewählt, daß d mindestens 30% von D Threads immediately selected in the metal of the plate at least so large that d is at least 30% of D

einpressen und somit das Eindrehen bzw. -schrauben io entspricht,
und den Axialvorschub der Schraube einleiten. Der höchstzulässige Grenzwert für die Größe derpress in and thus screwing in or screwing in corresponds to OK,
and initiate the axial advance of the screw. The maximum allowable limit for the size of the

Da beim Einsetzen der Schrauben mit einem Werk- Stoßkraft zur Herstellung des Leitloches mit demSince when inserting the screws with a work impact force to produce the guide hole with the

zeug nach dem Hauptpatent 1478 914 die zum Dre- Werkzeug nach dem Hauptpatent 1 478 914 darftool according to the main patent 1478 914 which is allowed to the Dre tool according to the main patent 1 478 914

hen und Eintreiben der Schraube vorgesehene Steue- nicht überschritten werden, da sonst das erzeugtehen and driving in the screw provided control are not exceeded, otherwise the generated

rung unmittelbar nach Erteilung des Stoßes wirksam 15 Leitloch so groß wird, daß das Gewinde — wie schontion immediately after issuing the joint effective 15 guide hole is so large that the thread - as before

wird, wird der auf die Schraube ausgeübte Axial- erwähnt — beim endgültigen Anziehen der Schraubethe axial exerted on the screw is mentioned - when the screw is finally tightened

druck ebensowenig wie das durch das Eindrücken überdreht wird. Wird nämlich der Durchmesser P despressure just as little as that is turned over by pressing. If the diameter P des

eingeleitete Ineinandergreifen der Gewindegänge und Leitloches gleich oder beinahe gleich dem größereninitiated interlocking of the threads and guide holes equal or almost equal to the larger one

des Leitloches unterbrochen. Durchmesser des Vollgewindes des Schaftes 11, soof the guide hole interrupted. Diameter of the full thread of the shaft 11, see above

Sollte der minimale Leitlochdurchmesser P (min) 20 dringen beim Drehen der in das Werkstück einzutrei-(Fig. 2) durch Wahl einer zu geringen Stoßkraft benden Schraube die ersten Vollgänge des Schaftunterschritten werden, kommt das Anschnittsende 23 gewindes wenig oder überhaupt nicht in die Wand des Gewindeganges nicht mit dem Leitloch in Ein- des Leitloches ein. Dadurch schneiden sich die Gänge griff, und die in Umlauf versetzte Schraube im Ein- des Schaftgewindes trotz der konischen Ausbildung trittsabschnitt des Leitloches trudelt, wobei sich das 25 des Leitloches nicht genügend in dessen ganze Wan-Anschnittsende des Gewindeganges nicht in das Me- dungsfläche ein, um das Überdrehen des Gewindes tall einfressen kann. P (min) stellt somit die eine zu vermeiden, wenn das normalerweise zum voll-Grenzlage der Schraube beim Einsetzen dar. ständigen Eindrehen der Schraube angewendete,Should the minimum pilot hole diameter P (min) 20 penetrate the workpiece when turning the (Fig. 2) by choosing a screw that has too little impact force, the first full turns of the shaft undercut the gate end 23 comes little thread or not at all in the wall of the thread turn with the guide hole in the inlet of the guide hole. As a result, the corridors intersect grabbed, and the screw set in circulation in the one of the shaft thread despite the conical design step section of the guide hole spins, wherein the 25 of the guide hole is not enough in its entire Wan gate end of the thread turn does not enter the contact surface in order to avoid over-turning the thread tall can eat into it. P (min) thus represents the one to avoid when that is normally at the full-limit position of the screw during insertion. Constant screwing in of the screw is used

In F i g. 1 ist die andere Grenzlage der Schraube volle Drehmoment aufgebracht wird,
veranschaulicht. Bestimmungsgröße der zweiten 30 Die zur Erzeugung des Leitloches mit dem bevor-Grenzlage der Schraube ist der entstehende größte zugten Maximaldurchmesser P (max) nach Fig. 1 Lochdurchmesser des Leitloches P (max) beim Ein- und mit dem bevorzugten Minimaldurchmesser P (min) treiben der Schraube. Der Durchmesser des Leit- nach Fig. 2 erforderliche Stoßgröße wird bei Verloches darf eine Größe nicht überschreiten, bei der wendung des Werkzeuges nach dem Hauptpatent beim Umlauf der Schraube bei ihrem Eindrehen unter 35 1478 914 für eine gegebene Größe der Schraube in dem vorgegebenen Drehmoment das durch die Zusammenhang mit einer gegebenen Stärke der Meselbstgewindeherstellende Schraube im Leitloch ge- tallplatte entsprechend zwischen einem Maximalwert bildete Gewinde überdreht wird. Folglich muß der und einem Minimalwert eingestellt,
maximal zulässige Stoß derart bemessen sein, daß das Obwohl die in F i g. 1 und 2 dargestellte Schraube Leitloch das ganze Gewinde des zylindrischen Schrau- 40 ein doppelgängiges Gewinde aufweist, kann jedes benschaftes aufnehmen kann, so daß die Gewinde- herkömmliche einzelgängige Gewinde gleichfalls vergänge des Schraubenschaftes mit der Wand des Leit- wendet werden. Ebenfalls kann der konisch zulauloches bei der Drehung der Schraube unter dem vor- fende Abschnitt des Gewindeschaftes erhalten wergegebenen Drehmoment innig in Eingriff kommt. den, indem ein Schaft verwendet wird, der entlang Nachdem die Schraube endgültig eingetrieben worden 45 seiner ganzen Abmessung bis auf die Vorlochspitze ist, soll vorzugsweise nicht weniger als ein vor- zylindrisch ist, wobei der größte Teil seines Vollbestimmter Grad der Radialtiefe des vollen Schrau- gewindes zylindrisch ist und am Vorderende die bengewindes im innigen Eingriff mit der Wand des Gangtiefe allmählich in Richtung auf die Spitze zum Leitloches stehen. Erhalt des konisch zulaufenden Abschnittes ab-In Fig. 1 is the other limit position of the screw full torque is applied,
illustrated. Determining variable of the second 30 The largest drawn maximum diameter P (max) to create the guide hole with the before-limit position of the screw is according to Fig. 1, the hole diameter of the guide hole P (max) when driving in and with the preferred minimum diameter P (min) the screw. The diameter of the lead according to Fig. 2 required joint size should not exceed one size when using the tool according to the main patent when turning the screw when screwing it in under 35 1478 914 for a given size of the screw in the specified torque Due to the connection with a given strength of the self-threading screw in the guide hole metal plate, thread formed between a maximum value is overturned. Consequently, the and must be set to a minimum value
maximum permissible impact must be dimensioned such that the although the in F i g. 1 and 2 shown screw guide hole, the entire thread of the cylindrical screw 40 has a double thread, can accommodate any shaft, so that the thread - conventional single thread also passes between the screw shaft and the wall of the guide. Likewise, the conical opening, which is given during the rotation of the screw under the forward section of the threaded shaft, can come into intimate engagement. By using a shank which is after the screw has been finally driven 45 along its entire dimension down to the tip of the pre-hole, it should preferably not be less than a pre-cylindrical, with most of its full extent being the radial depth of the full screw. thread is cylindrical and at the front end the bengewindes are in close engagement with the wall of the thread depth gradually towards the tip of the guide hole. Receipt of the tapered section from

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat die Spitze 12 in- 50 nimmt.As can be seen from FIG. 1, the tip 12 takes 50.

folge des Stoßes ein Leitloch mit einem Durchmesser Um eine höchstmögliche Festigkeit bei in eine P (max) gebildet, welcher eine Funktion der Radial- Metallplatte eingesetzten Befestigungsschrauben bzw. tiefe D des Vollgewindes des zylindrischen Schaftes selbstgewindeherstellenden Schrauben zu erzielen, 11 der Bemessung d darstellt, wobei d die Tiefe ist, muß die Metallplatte mit den in sie sich eingefressebis zu welcher der erste Vollgang des Gewindes des 55 nen Gewindegängen voll in Eingriff gebracht werden, zylindrischen Schaftes unmittelbar am sich konisch d. h., das Metall der Platte muß die sich in Eingriff verjüngenden Gewindeabschnitt in das Metall ein- befindlichen Gewindegänge bis zu dem Gewindekern dringt, wenn die Schraube durch Drehung in das oder -fuß füllen und mit deren gesamtem Ober-Leitloch vorgeschoben ist und der erste Vollgang*des flächenbereich in volle Anlage gebracht werden. Bei Gewindes mit der Wand des Leitloches bei 30 in Ein- 60 der bisher üblichen, eingangs erwähnten allgemeinen griff gebracht wird. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß Praxis für die Herstellung jedes einzelnen Leitloehes beim Drehen der Schraube, wenn die ersten Voll- mit Hilfe eines besonderen Bohr- oder Lochvorgangänge des Gewindes des Schaftes 11 mit der Wand ges wird dieses volle Ineinandergreifen der Gewindedes Leitloehes in Eingriff kommen, diese ersten Voll- gänge selten erzielt, da der Vorlocharbeitsgang zwanggänge des Gewindes in die Wand bis zu einer Tiefe d 65 läufig ein spanabhebender Vorgang ist, wobei nicht eindringen, so daß infolge der konischen Ausbildung genügend Metall in der das Leitloch umgebenden des Leitloehes die nach dem endgültigen Eintreiben Wand zum Ausfüllen der in Eingriff gebrachten Geder Schraube erzielte Einschneidtiefe des Gewindes windegänge der Schraube verfügbar ist, es sei denn,following the joint a guide hole with a diameter to achieve the highest possible strength in a P (max), which is a function of the radial metal plate used fastening screws or depth D of the full thread of the cylindrical shaft self-threading screws, 11 represents the dimension d , where d is the depth, the metal plate must be tapered with the cylindrical shaft directly on the conical, ie the metal of the plate must be tapered into it until the first full turn of the thread of the 55 NEN thread turns are fully engaged Thread section penetrates the thread turns located in the metal up to the thread core when the screw is filled into the or base by turning and is advanced with its entire upper guide hole and the first full thread * of the surface area is brought into full contact. In the case of a thread with the wall of the guide hole at 30 in a 60 the hitherto customary, initially mentioned general grip is brought. From Fig. 1 it can be seen that practice for the production of each Leitloehes when turning the screw, if the first full with the help of a special drilling or hole operation of the thread of the shaft 11 with the wall is this full intermeshing of the thread of the Leitloehes in Intervention, these first complete processes are seldom achieved, since the pre-piercing process forcing the thread into the wall to a depth d 65 is continuously a machining process without penetration, so that, due to the conical design, enough metal is in the area surrounding the guide hole Leitloehes the cutting depth of the thread turns of the screw achieved after the final drive in wall to fill in the engaged Geder screw is available, unless

daß das Leitloch wesentlich kleiner als vorgegeben ist. Bei der praktischen Verwendung einer großen Anzahl gleich großer selbstgewindeherstellender Schrauben — wie z. B. bei dem Fließbandverfahren — ist ein Einheitsleitloch erforderlich, das die normalen Durchmesserabweichungen der Schrauben infolge Fertigungstoleranzen ohne weiteres in Kauf nehmen kann. Berücksichtigt man ferner den Fall einer Schraube mit einem Durchmesser mit höchstzulässiger Fertigungstoleranz, muß das eine Standardgröße aufweisende Einheitsleitloch genügend groß sein, damit sich das Leit- oder Anfangsende bzw. das Anschnittsende des Gewindeganges einer derartigen Schraube in das Metall einfressen kann, da sich sonst die einzutreibende Schraube im Eingang zum Leitloch nur herumdreht, weil das Loch für das Gewinde zur Erzielung des Anfreßeffektes zu klein ist. Daher ist in der Praxis die Einheitsgröße des Leitloches zur Erfüllung dieser Anforderungen bei den meisten Schrauben einer gewissen Größe zu groß, um genügend Metall zum Erhalt eines vollen Ineinandergreifens zwischen Schraubengewinde und Metallplatte zur Verfugung zu stellen. Darin bestand einer der Hauptnachteile der Verwendung selbstgewindeschneidender Schrauben für Metallplatten in den Fällen, in denen ein guter Widerstand gegen Axialzug der Schraube erforderlich ist. Dieser Nachteil macht sich besonders bei sehr dünnen Metallplatten bemerkbar, da in diesem Fall nur ein einziger Gang des Gewindes oder weniger im Eingriff mit der Metallplatte schon stehen kann.that the guide hole is much smaller than specified. In the practical use of a large Number of self-threading screws of the same size - such as B. in the assembly line process - a unit guide hole is required, which is due to the normal diameter deviations of the screws Can easily accept manufacturing tolerances. Also considering the case of a Screw with a diameter with the highest permissible manufacturing tolerance must be a standard size having unit guide hole be sufficiently large so that the leading or beginning end or the gate end of the thread of such a screw can eat into the metal, since otherwise the screw to be driven in will only turn around in the entrance to the guide hole because the hole for the thread is too small to achieve the pecking effect. Therefore, in practice, the guide hole is the unit size Most screws of a certain size are too large to meet these requirements, enough metal to obtain a full interlock between the screw thread and the metal plate to provide. This was one of the major disadvantages of using self-tapping Screws for metal plates in those cases where a good resistance to axial tension of the screw is required. This disadvantage is particularly noticeable with very thin metal plates, as in this case only one Gang of the thread or less can already be in engagement with the metal plate.

Wie im folgenden erläutert wird, werden diese Nachteile durch .die Erfindung vermieden.As will be explained in the following, these disadvantages are avoided by the invention.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Metall, statt entfernt zuwerden — wie es beim Bohren und Lochen der Fall ist —, in der Bewegungsrichtung der Schraube verdrängt und zusammengedrückt wird. Ein kreisringförmiger Kragen aus Metall, der konzentrisch zur Schraubenachse verläuft, ist in Richtung der Bewegung der Schraube verdrängt, wobei ein Teil dieses verdrängten Materials in Form einer kreisringförmigen Ausbauchung 28 an der rückwärtigen Oberfläche der Metallplatte sichtbar ist. Beim Drehen der Schraube mit Hilfe des betreffenden Werkzeuges nach dem Hauptpatent 1 478 914 wird die Schraube (Fig. 1) in das Werkstück eingedreht, und das Gewinde des zylindrischen Schaftes 11 tritt in die Metallplatte ein. Dadurch wird der kreisringförmige Metallkragen weiter verformt und verdrängt, wobei Metall in die Zwischenräume zwischen den Gewindegangen fließt. Die Wirkung der Gewindegänge auf das Metall kann als Fließpressen des Metalls in diese Räume hinein bezeichnet werden, wobei der Hauptfluß des Metalls in der radial einwärtigen Richtung und der Rest in der Axialrichtung der Bewegung der Schraube stattfindet, so daß die kreisringförmige Ausbauchung 28 vergrößert wird. Unter der Fließpreßwirkung des Gewindes entweicht das Metall in die verfügbaren freien Räume, wobei sich die Hauptmasse des Metalls radial nach innen zu den ,Gewindegangkernen und ein Teil des Metalls axial irr der Vorschubrichtung der Schraube bewegt. In der Praxis wurde ferner beobachtet, daß gerade im Augenblick, ehe der Kopf 10 in die Platte eingreift, eine leichte Ausbauchung des Metalls auf der Vorderfläche der Metallplatte im Bereich der ursprünglichen Schalltrichter 29 sichtbar wird, der ausgebeult wird, wenn der Schraubenkopf fest angezogen wird.From Fig. 1 it can be seen that the metal, instead of being removed - as it is in drilling and punching is the case -, is displaced and compressed in the direction of movement of the screw. A circular one Metal collar, which is concentric with the screw axis, is in the direction of movement the screw is displaced, with part of this displaced material in the form of an annular Bulge 28 is visible on the rear surface of the metal plate. When turning the Screw with the help of the relevant tool according to the main patent 1 478 914 is the screw (Fig. 1) is screwed into the workpiece, and the thread of the cylindrical shaft 11 enters the metal plate one. As a result, the annular metal collar is further deformed and displaced, with metal flows into the spaces between the threads. The effect of the threads on the metal can be referred to as extrusion of the metal into these spaces, with the main flow of the metal in the radially inward direction and the remainder in the axial direction of movement of the Screw takes place, so that the annular bulge 28 is enlarged. Under the extrusion effect of the thread, the metal escapes into the available free spaces, whereby the main mass is of the metal radially inwards to the, thread cores and part of the metal axially irr the Moving direction of advance of the screw. In practice it has also been observed that at the moment before the head 10 engages the plate, a slight bulge of the metal on the front surface of the Metal plate in the area of the original horn 29 becomes visible, which is bulged when the screw head is tightened firmly.

Aus dem Auftreten des verdrängten Metalls an der Vorderfläche der Metallplatte ist eindeutig ersichtlich, daß die erzielte Fließpreßwirkung des Gewindes bei der Erfindung so groß ist, daß Metall nach hinten entgegengesetzt zu der Vorschubrichtung der Schraube verdrängt wird. Diese Erscheinung ist noch auffälliger in dem Fall (F i g. 2), in welchem der der Schraube erteilte ASfangsstoß der maximal zulässige ist, so daß im Fall nach F i g. 2 mehr Metall zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Gewindegängen beim Festziehen der Schraube verfügbar ist als im Fall nach Fig. 1.From the appearance of the displaced metal on the front surface of the metal plate it is clearly evident that the achieved extrusion effect of the thread in the invention is so great that metal to the rear is displaced opposite to the direction of advance of the screw. This phenomenon is even more noticeable in the case (Fig. 2) in which the A-catching impact given to the screw is the maximum permissible, so that in the case of FIG. 2 more metal to fill in the spaces between the threads when Tightening the screw is available than in the case of Fig. 1.

Claims

Patent claims:

1. Power screwdrivers for screws that have the thread in a previously made by the screw Cut a hole in a sheet metal yourself, with one combined with the power screwdriver Impact device, the impact body of which is screwed in before the screw is screwed in Spindle is driven, according to patent 1478 914, characterized by the use a screw with an unthreaded tip (12) that has a threaded shaft that rises to a cylindrical shape Conical thread section (13) connects.

2. Motor wrench according to claim 1, characterized in that the largest hole diameter (guide hole P [max]) arising when screwing in the screw is protruded on both sides of its diameter by at least 30% (d) of the thread pitch (D). .

3. Motor wrench according to claim 1 and 2, characterized in that the cylindrical shaft (11) with a hardened full thread (14) and the conical section (13) with a hardened one Taper threads are provided.

4. Motor wrench according to one of claims 1 to 3, characterized in that the threadless Tip (12) is pyramidal.

5. Motor wrench according to one of the preceding claims, characterized in that the base (20) at the transition to the conical section (13) of the pyramidal tip (12) diamond-shaped cross-section.

6. Motor wrench according to claim 5, characterized in that a diagonal of the diamond-shaped Cross-section is larger than the other diagonal.

7. Motor wrench according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thread is two-course.

8. Motor wrench according to claim 7, 'characterized in that the starting point of the respective Thread is arranged at the ends of the larger diagonal of the hole tip.

9. Motor wrench according to claim 1 and 2, characterized by a screw with a catchy Thread.

10. Motor wrench according to one of claims 1 to 9, characterized in that the conical section (13) due to the decreasing thread depth towards the front end the screw is formed.

11. Motor wrench according to one of the preceding claims, characterized in that

that the largest hole diameter (pilot hole P [max]) arising when the screw is driven in is a function of the thread depth (D) of the full thread of the cylindrical shaft (11) and the initial cutting depth (d) .

1 sheet of drawings