DE2315464A1

DE2315464A1 - FASTENED BY THREAD-FORMING SCREWS

Info

Publication number: DE2315464A1
Application number: DE19732315464
Authority: DE
Inventors: Anton Heidenfelder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-03-28
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1974-10-17
Also published as: CH579720A5; IT1003888B; BE812698A

Description

Befestigung mittels gewindeformender Schrauben Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung mittels gewindeformender Schrauben, bei der die Schrauben mit speziell ausgebildetem Gewindeschaft (Einschraubkonug) in angepaßte, zunächst gewindelose Kernlöcher eines ersten Bauteils unter spanloser Gewindeformung einschraubbar sind und ein zweites Bauteil mit dem ersten verspannen.Fastening by means of thread-forming screws The invention relates refers to a fastening by means of self-tapping screws, in which the screws with specially designed threaded shaft (screw-in cone) in adapted, initially Threadless core holes of a first component can be screwed in with non-cutting thread forming and clamp a second component to the first.

Beim erstmaligen "Einschrauben" einer derartigen Schraube in ein Kernloch wird das Material des ersten Bauteils durch Kaltverformung verdichtet und verfestigt. In das spanlos erzeugte Innengewinde läßt sich dann auch gegebenenfalls jede normale Schraube mit genormtem Gewinde gleicher Größe einschrauben. Die gewindelosen Kernlöcher werden insbesondere durch Stanzen des fertigen Bauteils oder durch Einsetzen von Druckgußformstiften beim Gießen des Bauteils gewonnen.When "screwing" such a screw into a core hole for the first time the material of the first component is compressed and solidified by cold forming. Any normal thread can then also be inserted into the internal thread produced without cutting Screw in a screw with a standardized thread of the same size. The threadless core holes are in particular by punching the finished component or by inserting Die casting mold pins gained during the casting of the component.

Die gewindeformenden Schrauben weisen je nach Hersteller einen speziell geformten Gewindeschaft, insbesondere einen spezifisch ausgebildeten, teilweise mit profiliertem Querschnitt versehenen Einschraubkonus auf; entsprechend dessen spezieller Ausbildung sind für jeden speziellen Typ einer gewindeformenden Schraube des gleichen Gewindes verschiedene Durchmessermaße für die jeweiligen Kern-Rundlöcher zur festen Halterung der Schrauben und damit sicheren Verspannung der beiden Bauteile einzuhalten.The thread-forming screws have a special one, depending on the manufacturer shaped threaded shaft, in particular a specifically designed, partially screw-in cone provided with a profiled cross-section; according to that special training are provided for each specific type of thread forming screw of the same thread different diameters for the respective core round holes for securely holding the screws and thus securely bracing the two components to be observed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine von dem jeweiligen Typ der gerade verwendeten gewindeformenden Schraube unabhängige Befestigung der eingangs genannten-Art zu schaffein; so daß in der Montage die Schraubenformen verschiedener Hersteller untereinander austauschbar und allgemein einsetzbar sind. Dag ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß die Kernlöcher eine von einer Rundlochform abweichendeVieleckform auf-Weisen. Als bevorzugte Vieleckform ist dabei eine Vierkant-oder Sechskantform vorgesehen.The object of the present invention is to provide one of the respective Type of self-tapping screw being used, independent fastening of the type of creation mentioned at the beginning; so that the screw shapes are different in assembly Manufacturers are interchangeable and generally applicable. Dag is according to the invention possible in that the core holes have a polygonal shape that deviates from a round hole shape exhibit. The preferred polygonal shape is a square or hexagonal shape intended.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei der neuartigen Vieleckform das beim Gewindeformungsvorgang verdichtete Material des- ersten Bauteils zusätzlich in einen freien Raum zwischen der Außenkontur der gewindeformenden Schraube und der Innenkontur des Vieleck-Kernlochs im Bereich der Eckpunkte der aneinanderstoßenden Seitenkanten des Vierkant oder des Sechskants ausweichen kann.The invention is based on the knowledge that in the novel Polygonal shape the material of the first component compressed during the thread forming process additionally in a free space between the outer contour of the thread-forming screw and the inner contour of the polygon core hole in the area of the corner points of the abutting one Side edges of the square or the hexagon can evade.

Im Sinne eines möglichst weiten Toleranzausgleiches ist es zweckmäßig, daß die maximale Weite des Kernloches entsprechend der geforderten Verspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil und die minimale Weite des Kernloches durch das geforderte bzw. zulässige Einschraub- und/oder Bruchdehnungsmoment der gewindeformenden Schrauben bestimmt ist.In order to achieve the widest possible tolerance compensation, it is advisable to that the maximum width of the core hole according to the required tension between the first and the second component and the minimum width of the core hole through the Required or permissible screw-in and / or elongation at break of the thread-forming Screws is intended.

Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Kerniöcher die unterschiedlichen Schraubentypen verschiedener Hersteller beim Einsatz in das Kernloch eine gute Fuhrung erhalten und anschließend derart gewindeformend eingedreht werden können, daß jederzeit,auch bei vollautomatisi-ertem Ablauf, beim Einschraubvorgang überhöhte Drehmomenteund damit ein Abreißen der Schrauben oder aber ein Festfressen der gewindeformenden Schrauben vermieden werden können.It has been shown that when using the inventively designed Kerniöcher the different types of screws from different manufacturers in use get a good guide in the core hole and then thread-forming in this way can be screwed in that at any time, even with a fully automated process Screwing in process excessive torques and thus tearing off the screws or but seizing of the thread-forming screws can be avoided.

Werden die Kernlöcher durch Druckgußformstifte in Gußteilen hergestellt, so hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Kernlochform die einer Auswaschung und starken Abnutzung ausgesetzten Formstifte über wesentlich längere Zeiten im Einsatz bleiben können, ohne daß dadurch die sichere Verspannung der beiden Bauteile gefährdet ist. Wird das Weitenmaß eines vierkantförmigen oder sechskantförmigen Kernlochs bei neu eingesetztem Druckgußformstift hinsichtlich des maximal geforderten Verspannmomentes gewählt, so ist ein Ersatz dieses Formstiftes erst dann notwendig, wenn das Kernlochmaß auf eine solche Größe reduziert ist, bei der das geforderte bzw. höchsteulässige Einschraub- oder Bruchdehnungsmoment der verwendeten gewindeformenden Schraube erreicht bzw.If the core holes are made in cast parts by die-casting mold pins, it has been shown that when using the invention trained Core hole shape the shaped pins exposed to washout and heavy wear can remain in use for much longer times without compromising the safe Bracing of the two components is at risk. Will measure the width of a square or hexagonal core hole with a newly inserted die casting mold pin with regard to of the maximum required bracing torque is selected, this shaped pin is to be replaced only necessary when the core hole size is reduced to such a size the required or maximum permissible screw-in torque or elongation at break of the used thread-forming screw reached or

überschritten ist. Das dadurch bestimmte Toleranzfeld ist bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Kernlöchern, insbesondere in Vierkant- bzw. Sechskantform, wesentlich größer als bei den bisher vorgesehenen, Jeweils dem verwendeten Schraubentyp angepaßten Rundlöchern, so daß sich im vorliegenden Pall neben dem-Vorteil der universellen Einsetzbarkeit verschiedener Schraubentypen bei gleichartigem Kernloch noch der Vorteil des geringeren Werkzeugeinsatzes ergibt.is exceeded. The tolerance field determined by this is with the core holes designed according to the invention, in particular in square or hexagonal shape, much larger than with the previously planned, depending on the type of screw used adapted round holes, so that in the present Pall in addition to the advantage of the universal Usability of different screw types with the same core hole or the Advantage of the lower use of tools results.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Befestigung zweier Bauteile mittels einer gewindeformenden Schraube Figur 2 ein Schnittbild gemäß der Schnittfläche C-D in Figur 1 Gemäß Figur 1 ist an dem ersten Bauteil 1, beispielsweise dem Gehäuse eines Elektrokleinmotors, ein zweites Bauteil 2, beispielsweise ein jagerschild, mittels einer gewindeformenden Schraube 4 festgespannt. Dazu ist die gewindeformende Schraube 4 in ein zunächst gewindeloses Kernloch 3 eingeschraubt, dessen erfindungsgemäß sechskantförmig ausgebildete Vieleck-Querschnittsform aus Figur 2 ersichtlich ist. Das Kernloch 3 weist im Schnittbild nach-Figur 2 die Weite DKL auf und ist gemäß Figur 1 zwecks guter Entformbarkeit eines Druckgußformstiftes nach dem Gießen bzw. Spritzen des ersten Bauteils 1 nach oben (Entformungsrichtung) leicht konisch erweiternd ausgebildet. Mit DK ist der Durchmesser des kreisförmigen Kern-Querschnitts der gewindeformenden Schraube 4, mit DN deren Nenndurchmesser bezeichnet.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail in the drawing. These show in a schematic representation: Figure 1 shows a longitudinal section through a fastening of two components by means of a thread-forming Screw Figure 2 is a sectional view according to the sectional area C-D in Figure 1 according to Figure 1 is on the first component 1, for example the housing of a small electric motor, a second component 2, for example a hunting shield, by means of a thread-forming Screw 4 tightened. For this purpose, the thread-forming screw 4 is initially in a screwed threadless core hole 3, the inventively designed hexagonal Polygonal cross-sectional shape from Figure 2 can be seen. The core hole 3 shows in the sectional view According to Figure 2, the width DKL and is according to Figure 1 for the purpose goods Demouldability of a die-casting mold pin after the first one has been poured or injected Component 1 is designed to widen slightly conically towards the top (demolding direction). With DK is the diameter of the circular core cross-section of the thread-forming Screw 4, with DN denotes its nominal diameter.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ergeben sich zumindest zwischen der kreisrunden Begrenzungslinie des Schraubenkerns und der sechskantförmigen Begrenzung des Kernlochs 3 im Bereich der Eckpunkte der Sechskantform freie Räume 5, in die während der Gewindeformung bei zu starker Materialverdichtung im ersten Bauteil 1 das Material teilweise entweichen kann. Dadurch wird unter anderem ein Abreißen öder Festfressen der Schraube beim gewindeformenden Einschrauben vermieden.As can be seen from Figure 2, there are at least between the circular Boundary line of the screw core and the hexagonal boundary of the core hole 3 in the area of the corner points of the hexagonal shape free spaces 5 into which during the thread forming in the event of excessive material compression in the first component 1, the material will partially escape can. Among other things, this will result in the screw tearing off or seizing thread-forming screwing avoided.

3 Patentansprüche 2 Figuren3 claims 2 figures

Claims

Claims 5 fastening by means of thread-forming screws, in which the screws with specially designed threaded shank (screw-in cone) into adapted, initially threadless core holes of a first component under non-cutting Thread forming can be screwed in and clamp a second component to the first, characterized in that the core holes (3) have a shape deviating from a round hole shape Have polygonal shape.

2. Fastening according to claim 1, characterized in that the core holes (3) be square or hexagonal in shape.

3. Attachment according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the maximum width of the core hole (3) corresponds to the required bracing torque between the first component (1) and the second component (2) and the minimum width of the core hole (3) by the required or permissible screw-in and / or elongation at break the thread-forming screws (4) is determined.

L-e r s e i t e