DE2524980A1 - TAPPING SCREW FOR CUTTING THREADS IN PLASTIC PARTS OR IN PARTS WITH A PLASTIC MACHINING BEHAVIOR - Google Patents
TAPPING SCREW FOR CUTTING THREADS IN PLASTIC PARTS OR IN PARTS WITH A PLASTIC MACHINING BEHAVIORInfo
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
OIPL.-INÜ R. SPLANEMANN · DlPL-OHEM. DR. B. REITZNER · DlPL-ING. J. RICHTER MÖNCHEN HAMBURG OIPL.-INÜ R. SPLANEMANN · DlPL-OHEM. DR. B. REITZNER · DIPL-ING. J. RICHTER MÖNCHEN HAMBURG
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ihr zeichen: PatentanmeldungYour mark: patent application
Schraubenwerk Neuss Fissene & Co. Neuss / RheinScrew factory Neuss Fissene & Co. Neuss / Rhine
Schneidschraube zum Schneiden von Gewinden in Kunststoffteile oder in Teile mit kunststoffähnlichem ZerspanungsverhaltenSelf-tapping screw for cutting threads in plastic parts or into parts with plastic-like machining behavior
Die Erfindung betrifft eine Schneidschraube zum Schneiden von Gewinden in Kunststoffteile oder in Teile mit kunststoffähnlichem Zerspanungsverhalten.The invention relates to a tapping screw for cutting of threads in plastic parts or in parts with plastic-like machining behavior.
Blechschrauben zum Einsatz in vorgebohrte oder gespritzte Bohrungen mit Auslauf oder als Sackloch sind in den verschiedensten Ausführungsformen bökannt.Self-tapping screws for use in pre-drilled or injection-molded Holes with an outlet or as a blind hole are known in a wide variety of embodiments.
.λ: π.λ: π
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneidschraube zum Schneiden von Gewinden in Kunststoffteile oder in Teile mit kunststoffähnlichem Zerspanungsverhalten zu schaffen, mit der die Zerspanungsarbeit beim Ausschneiden des Gewindes erleichtert und eine Verringerung der Schnittkraft und des Drehmomentes zur Erzeugung der Schneidbewegung erreicht wird.The object of the invention is to provide a tapping screw for cutting threads in plastic parts or in parts with plastic-like machining behavior with which the machining work when cutting out the thread facilitated and a reduction in the cutting force and torque for generating the cutting movement is achieved.
Zur Lösung dieser Aufgäbe wird eine Schneidschraube der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die gemäss der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, dass im Endbereich des mit einem Gewinde versehenen Schraubenschaftee eine rhombusähnliche Schneidkerbe mit einem öffnungswinkel von 135° - 10° ausgebildet ist.To solve this task, a tapping screw of the type described above is proposed which is designed according to the invention in such a way that in the end region of the threaded Screw shank with a rhombus-like cutting notch an opening angle of 135 ° -10 ° is formed.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Schneidschraube , die in der Weise ausgebildet ist, dass im Endbereich des mit einem Gewinde versehenen1 Schraubenschaftes eine rhombusähnliche Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von 135° ausgebildet ist und dass der Schraubenschaft mit einer ' Schraubenspitze versehen ist, dieThe invention further relates to a tapping screw is formed in such a way that a rhombus cutting notch is formed with an aperture angle of 135 ° in the end region of the threaded 1 screw shank and the screw shank is provided with a 'screw tip, the
a) 45° nach DIN 797o odera) 45 ° according to DIN 797o or
b) 36° bis 38° aufweist'oder1 dieb) 36 ° to 38 ° 'or 1 the
c) als kegelförmige Spitze mit Kugelauslauf ausgebildet ist.c) is designed as a conical tip with a ball outlet.
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Die Schneidkerbe weist einen Öffnungswinkel auf, dessen Scheitelpunkt je nach Werkstoff in der Schraubenachse oder in einem Kreis von 0,3 mal dem Durchmesser bezogen auf die Schraubenachse liegen kann. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, bei einer Kerbenseite einen positiven Spanwinkel auszubilden, welcherdie Zerspanungsarbeit beim Ausschneiden des Gewindes erleichtert. Dabei kann die Spänfläche - auf ihr rollt der Span ab gerade oder, wenn schwierige Zerspanungen vorliegen, nach innen gewölbt sein. Bei nach innen gewölbter Spanfläche rollt die abzunehmende Spanlocke leichter ab.The cutting notch has an opening angle, the The vertex is related to the screw axis or in a circle 0.3 times the diameter, depending on the material can lie on the screw axis. This results in the possibility of one notch side to form a positive rake angle, which facilitates the machining work when cutting out the thread. The chip surface - on it the chip rolls straight off or, if difficult machining is involved, afterwards be arched inside. If the rake face is curved inwards, the chip lock to be removed rolls off more easily.
Die Schnittkraft und das Drehmoment zur Erzeugung der Schneidbewegung werden verringert. Es entstehen somit keine nennenswerten Radialkräfte, die besondere bei im Spritzgussverfahren hergestellten, dünnwandigen Sacklochstegen bei Kunststoffteilen Aueplatzungen und damit Ausschuss verhindern.The cutting force and torque to generate the Cutting movements are reduced. There are therefore no noteworthy radial forces, the special at injection-molded, thin-walled Blind holes in plastic parts are bulging and thus prevent rejects.
Nach eine« weiteren Merkmal der Erfindung ist die Schraube «it einen zylindrischen Kern- und Aussendurchraesser versehen.According to a further feature of the invention, the screw has a cylindrical core and outer diameter Mistake.
Ferner weist nach der Erfindung die Schneidkerbe eine Länge auf, bei der mindestens ein voller Gewindegang wirkend ist. Damit istein vollständiges Ausschneiden des Gegengewindes gewährleistet.Furthermore, according to the invention, the cutting notch has a Length at which at least one full thread turn is effective. This is a complete cut of the mating thread guaranteed.
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Das am Schraubenende Konisch auslaufende Gewinde erleichtert in Verbindung mit dem zum Teil gewindefreien Schaft des Zapfens das Ausrichten mehrerer aufeinander zu verschraubender Teile, z.B. Unterlegscheiben. Auch bei maschinellem Einschrauben ist trotz grosser Öffnung der Nut darüber hinaus sichergestellt, dass noch eine ausreichende Führung vorhanden ist und ein Taumeln beim Ansetzen nicht auftreten kann. Der Schraubendreher braucht somit nur das Drehmoment zu übertragen, nicht aber zusätzlich noch Ausrichtfunktionen zu übernehmen. Durch die Wahl des Öffnungswinkels von 135° wird somit die Schraube an etwa 2/3 des Umfanges abgestützt und kann nicht wackeln. Durch das allmähliche Ansteigen des Gewindes auf dem Zapfen wird das stufenlose Gewindeschneiden wie mit einem Handmutter-Gewindebohrer sichergestellt. Beim Einschrauben bzw. Gewindeschneiden mit einer derart aus*The tapered thread at the end of the screw makes it easier in connection with the partly thread-free shaft of the pin, the alignment of several to one another Parts to be screwed, e.g. washers. Even In the case of mechanical screwing in, it is also ensured, despite the large opening of the groove, that Adequate guidance is still available and wobbling cannot occur when starting. Of the The screwdriver only needs to transmit the torque, but not additional alignment functions to take over. By choosing the opening angle of 135 °, the screw is approx 2/3 of the circumference supported and cannot wobble. By gradually increasing the thread on the Tenon, continuous thread cutting is ensured as with a hand nut tap. At the Screwing in or thread cutting with a *
gebildeten Schneidnut sind hur extrem niedrige Drehnomente erforderlich, was der Werkzeugstandzeit zugute kommt.The cutting groove formed are only extremely low torques required, which benefits the tool life.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, the object of the invention is shown for example, namely shows
v:i:·. iVv: i: ·. iV
Fig. 1 eine Schneidschraube mit einer Schneidkerbe in einer Seitenansicht1 shows a tapping screw with a cutting notch in a side view
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Fig. 2 das Schneidschraubenende mit der Schneidkerbe mit einem in der Schraubenachse liegenden Scheitelpunkt in einer vergrösserten Darstellung,2 shows the end of the tapping screw with the cutting notch with one in the screw axis lying vertex in an enlarged view,
Fig. 3 die Schneidschraube gemäss Fig. 2 in einer Ansicht vom Schraubenende her,3 shows the tapping screw according to FIG. 2 in a view from the screw end,
Fig. 4 das Ende einer Schneidschraube mit einer Schneidkerbe mit einem ausserhalb der Schraubenachse liegenden Scheitelpunkt in einer vergrösserten Darstellung,Fig. 4 shows the end of a tapping screw with a cutting notch with an outside of the The vertex lying on the screw axis in an enlarged view,
Fig. 5 die Schneidschraube gemäss Fig. 4 in einer Ansicht vom Schraubenende her,5 shows the tapping screw according to FIG. 4 in a view from the screw end,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Spanfläche für unterschiedliche Lagen des Scheitelpunktes der Schneidkerbe,6 shows a schematic representation of the rake face for different positions of the vertex the cutting notch,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Schnittkraft, 7 shows a schematic representation of the cutting force,
Fig. 8 das Ende einer Schneidschraube mit einer Spitze von 45° nach DIN 797o und mit einer Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von 135° in einer vergrösserten Darstellung,Fig. 8 the end of a tapping screw with a tip of 45 ° according to DIN 797o and with a Cutting notch with an opening angle of 135 ° in an enlarged view,
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Fig. 9 das Ende einer Schneidschraube mit kegelförmiger Spitze mit Kugelauslauf und mit einer Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von 135 in einer vergrösserten Darstellung und9 shows the end of a tapping screw with a conical Tip with ball outlet and a cutting notch with an opening angle from 135 in an enlarged view and
Fig.IO das Ende einer Schneidschraube mit zylindrischem Kern- und Aussendurchmesser und mit einer Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von 135 in einer vergrösserten Darstellung.Fig.IO the end of a self-tapping screw with a cylindrical Core and outer diameter and with a cutting notch with an opening angle of 135 in an enlarged Depiction.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäss ausgebildeten Schneidschraube ist diese mit Io bezeichnet. Die Schneidschraube Io besteht aus einen Schraubenkopf 11, einen Schraubenschaft 12 und einem auf dem Schraubenschaft 12 angeordneten Gewinde 13. Das Schraubenschaftende ist bei 12a angedeutet. Die Schraubenachse ist mit 15 bezeichnet»In the embodiment of the invention shown in FIG trained tapping screw, this is designated with Io. The tapping screw Io consists of a screw head 11, a screw shaft 12 and a thread 13 arranged on the screw shaft 12. The screw shaft end is indicated at 12a. The screw axis is marked with 15 »
Am Schraubenschaftende 12a ist eine Schneidkerbe 2o ausgebildet, die eine rhombusähnliche Form aufweist und mit einem Öffnungswinkel von 135° - 10° versehen ist < Fig. und 3). Bei der in Fig. «.2. und 3 gezeigten Ausführungsform der Schneidschraube Io weist die Schneidkerbe 2o einen Öffnungswinkel auf, dessen Scheitelpunkt in derA cutting notch 2o is formed at the end of the screw shank 12a, which has a rhombus-like shape and is provided with an opening angle of 135 ° - 10 ° <Fig. And 3). In the case of the in Fig. 2. The embodiment shown in FIG. 3 of the tapping screw Io has the cutting notch 2o an opening angle whose apex is in the
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Schraubenachse 15 liegt. Dagegen ist bei der Ausführungsform getnäss Pig. 4 und 5 der Scheitelpunkt des Öffnungswinkels der Schneidkerbe 2o in einem konzentrischen Kreis von 0,3 mal eiern Durchmesser bezogen auf die Schraubenachse 15 angeordnet. Die Länge der Schneidkerbe 2o ist so bemessen, dass mindestens ein voll ausgewalzter Gewindegang das vollständige Ausschneiden des Gegengewindes gewährleistet.Screw axis 15 lies. In contrast, Pig is wet in the embodiment. 4 and 5 the apex of the opening angle the cutting notch 2o in a concentric circle 0.3 times a diameter based on the screw axis 15 arranged. The length of the cutting notch 2o is dimensioned so that at least one fully rolled-out thread turn the complete cutting of the mating thread is guaranteed.
Aufgrund der verschiedenen Möglichkelten der Anordnung des Scheitelpunktes des Öffnungswinkels der Schneidkerbe 2o zur Schraubenachse 15 ist bei einer Kerbenseite die Ausbildung eines positiven Spanwinkels möglich, der die Zerspanungsarbeit beim Ausschneiden des Gewindes erleichtert (Fig.6). Die Spanfläche kann gerade oder, wenn schwierige Zerspanungen vorliegen, nach innen gewölbt sein, wie dies ebenfalls in Fig. 6 dargestellt ist. Bei nach innen gewölbter Spanfläche rollt die abzunehmende Spanlocke somit leichter ab. Die Schnittkraft und das Drehmoment zur Erzeugung der Schneidbewegung werden verringert (Fig. 7).Due to the different possibilities of the arrangement the vertex of the opening angle of the cutting notch 2o to the screw axis 15, the formation of a positive rake angle is possible with one notch side facilitates the machining work when cutting out the thread (Fig. 6). The rake face can be straight or if difficult machining is involved, it should be curved inwards, as also shown in FIG. 6 is. In the case of an inwardly curved rake face, the chipping lock to be removed therefore rolls off more easily. The cutting force and the torque for generating the cutting movement are reduced (Fig. 7).
Die erfindungsgemäss ausgebildete Schneidkerbe ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch in Verbindung mit Schrauben mit einer Spitze von 45° nach DIN 7970 oder kleiner oder mit einer Spitze von 36° bis 38° (Fig.8)The cutting notch designed according to the invention is after Another feature of the invention also in connection with screws with a point of 45 ° according to DIN 7970 or smaller or with a point of 36 ° to 38 ° (Fig. 8)
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oder mit einer kegelförmigen Spitze mit Kugelauslauf (Fig.9) oder mit zylindrischem Kern- und Aussendurchmesser (Fig. Io) anwendbar. Während die Schrauben nach den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 und Fig. Io zum Einsatz in schon vorhandene Kernlöcher vorgesehen sind, weisen die Ausführungsformen gemäss Fig. 8 und 9 selbstbohrende Eigenschaften auf.or with a conical tip with a ball outlet (Fig. 9) or with a cylindrical core and outer diameter (Fig. Io). While the screws according to the embodiments according to Fig. 1 and 2 and Fig. Io are intended for use in existing core holes, the embodiments according to FIGS. 8 and 9 have self-drilling properties.
Aufgrund der erfindungsgemässen Ausbildung der Schneidschraube mit einer am Ende des Schraubenschaftes ausgebildeten rhombusähnlichen Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von etwa 135° wird erreicht, dass keine nennens·" werten Radialkräfte entstehen, die besonders bei im Spritzgussverfahren hergestellten dünnwandigen Sacklochstegen bei Kunststoffteilen Ausplatzungen und damit Aueschuss verhindern. Durch die im Gegensatz zur normalen Schneidkerbe, welche in der Regel viertelkreisähnliche Ausnehmungen darstellt, ist die bei der erfindungsgemäss vorgesehenen Schneidkerbe übliche vergrösserte Werkstoffausnehmung besser geeignet, den abgehobenen Werkstoff aufzunehmen. Dies ist besonders bei Sacklöchern wichtig. Das Gewinde 13 ist am Schraubenschaf tende 12 konisch auslaufend ausgebildet, wodurch das Ausrichten mehrerer aufeinander zu verschraubenderDue to the inventive design of the tapping screw with one formed at the end of the screw shaft diamond-like cutting notch with an opening angle of about 135 ° ensures that no noteworthy " radial forces arise, which are particularly important in the case of thin-walled blind hole bars manufactured using the injection molding process in the case of plastic parts, prevent spalling and thus rejects. In contrast to the normal cutting notch, which usually represents quarter-circle-like recesses, is the one according to the invention provided cutting notch usual enlarged material recess more suitable, the take up lifted material. This is particularly important with blind holes. The thread 13 is on the screw shaft end 12 tapering conically, whereby the alignment of several to be screwed together
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Teile erleichtert wird. Durch die Kombination von Schrauben mit einer Schneidkerbe mit einem Öffnungswinkel von 135° und mit einer nach DIN 797o genormten Schrauben-Parts is facilitated. By combining screws with a cutting notch with an opening angle of 135 ° and with a screw thread standardized according to DIN 797o
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spitze von 45° bzw. 36° bis 38° werden überraschend gute Einschraub- und Gewindeschneideigenschaften erhalten. Die in Fig. 8,9 und Io dargestellten Ausfuhrungsformen sind mit Schneidkerben gemäss Fig. 2 und 4 versehbar.At a point of 45 ° or 36 ° to 38 °, surprisingly good screw-in and thread-cutting properties are obtained. The embodiments shown in Fig. 8,9 and Io can be provided with cutting notches according to FIGS.
Die Anwendung der Schneidkerbe beschränkt sich nicht nur auf Blechschrauben oder auf blechschraubenähnliche Gewinde, sondern auch bei Schrauben mit metrischen, Zoll- oder Holz-Schraubengewinden ist die Schneidkerbe anbringbar.The use of the cutting notch is not limited to tapping screws or tapping screw-like threads, The cutting notch can also be attached to screws with metric, inch or wood screw threads.
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