DE3117624A1 - Self-tapping multipurpose screw - Google Patents
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Abstract
Description
Selbstformende UniversalschraubeSelf-forming universal screw
Die Erfindung betrifft eine selbstformende Universalschraube laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a self-forming universal screw Preamble to the main claim.
Für die verschiedensten Anwendungszwecke werden bisher stets unterschiedliche Spezialschrauben verwendet, beispielsweise spezielle Holzschrauben für Holzverbindungen, spezielle selbstschneidende oder selbstbohrende Blechschrauben, die in Bleche eingeschraubt werden können, spezielle Spanplattenschrauben, die besonders tiefe und scharfe Gewindegänge besitzen und zum Einschrauben in Spanplatten besonders geeignet sind. All diese verschiedenen Spezialschrauben müssen von einem Benutzer, der für die verschiedensten Anwendungsgebiete jeweils die optimal günstigste Schraube verwenden will, auf Lager gehalten werden. Solche Spezialschrauben sind auch in der Herstellung relativ teuer, da sie nur in relativ kleiner Stückzahl hergestellt werden können.For the most varied of purposes, there have always been different Special screws used, for example special wood screws for wood connections, special self-tapping or self-drilling self-tapping screws that screw into sheet metal special chipboard screws that have particularly deep and sharp threads and are particularly suitable for screwing into chipboard. All these different special screws have to be used by a user for the most diverse Areas of application always wants to use the optimally cheapest screw in stock being held. Such special screws are also relatively expensive to manufacture, because they can only be produced in relatively small numbers.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine selbstformende Universalschraube zu schaffen, die all diese Spezialschrauben ersetzt und für die verschiedenartigsten Materialien wie Holz, Spanplatten, Blech und dergleichen gleichgut geeignet ist.It is therefore the object of the invention to provide a self-tapping universal screw to create that replaces all these special screws and for the most diverse Materials such as wood, chipboard, sheet metal and the like are equally suitable.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer selbstformenden Universalschrauben laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransp rUchen.This task is starting from a self-tapping universal screw according to the preamble of the main claim solved by its characterizing features. Advantageous further developments result from the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Universalschraube ist durch das anfänglich schmalere Gewindeprofil für die verschiedensten Materialien gleichgut geeignet, diese wenigen der Spitze folgenden Gänge des Gewindes wirken als Anschnittphase, d.h. sie verformen nach dem Greifen der Spitze zunächst das die Schraube aufnehmende Material mit zwar gleicher Höhe wie der eigentliche anschließende Hauptgewindegang jedoch mit einem wesentlich schmaleren Profil, für diese Anschnittphase ist also ein geringerer Kraftaufwand zur Materialverformung nötig. Wenn einmal die Anschnittphase in das Material mit geringem Kraftaufwand eingedreht ist,ist auch für den anschließenden Hauptgewindegang mit breiterem Profil ebenfalls nur ein geringes Drehmoment zum Einschrauben nötig. Die erfindungsgemäße Maßnahme ist sowohl für selbstschneidende bzw. selbstfurchende oder auch selbstbohrende Schrauben geeignet, ebenso für eingängige Schrauben oder auch zwei- oder mehrgängige Schrauben, im letzteren Falle ist Jeder der Gewindegänge mit einer entsprechenden Anschnittsphase von schmalerem Profil ausgestattet. Die erfindungsgemäße Schraube kann mit geringem Kraftaufwand in die verschiedenartigsten Materialien wie Holz oder Blech eingedreht werden und gewährleistet trotzdem den gleichen Halt wie die für diese verschiedenen Zwecke bisher vorgesehenen Spezialschrauben mit Spezialgewinde. Sie besitzt den großen Vorteil, daß sie sehr billig und wirtschaftlich in großer Stückzahl hergestellt werden kann, da Ja für die verschiedenen Anwendungsfälle nur ein und derselbe Schraubentyp nötig ist. Auch die Lagerhaltung beim Hersteller und beim Benutzer wird hierdurch vereinfacht und billiger, auf Montage braucht auch immer nur ein und derselbe Universalschraubentyp mitgenommen zu werden.A universal screw according to the invention is initially narrower Thread profile equally suitable for a wide variety of materials, these few The turns of the thread following the tip act as a lead-in phase, i.e. they deform after gripping the tip, the material receiving the screw is initially with same height as the actual subsequent main thread but with one significantly narrower profile, so less effort is required for this first cut phase necessary for material deformation. Once the first cut into the material is screwed in with little effort, is also for the subsequent main thread with a wider profile, only a small torque is required for screwing in. The measure according to the invention is for both self-tapping and self-grooving or self-drilling screws, also suitable for catchy screws or also two or more start screws, in the latter case each of the threads is equipped with a corresponding gate phase of a narrower profile. the Screw according to the invention can with little effort in the most diverse Materials such as wood or sheet metal are screwed in and still ensures that same hold as the special screws previously provided for these different purposes with special thread. It has the great advantage that it is very cheap and economical be manufactured in large numbers can because yes for the different Use cases only one and the same type of screw is required. Warehousing too at the manufacturer and at the user is hereby simplified and cheaper to assemble you only need to take one and the same type of universal screw with you.
Für eine solche Universalschraube hat es sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch noch als vorteilhaft erwiesen, auch den Schraubenkopf universell für die verschiedenartigsten Schraubendreherformen geeignet auszubilden. Nach dieser Weiterbildung der Erfindung ist in dem Kopf der Schraube nicht nur eine übliche Vertiefung zum Einstecken eines kraftschlüssigen Schraubendrehers, beispielsweise eines Innensechskantschlüssels oder eines Kreuzschlitz-Schraubendrehers (Sechskant-Innenvertiefung oder Kreuzschlitzvertiefung) vorgesehen, sondern diese Vertiefung ist auch noch kombiniert mit einem Schlitz zur Aufnahme der flachen Klinge eines üblichen Schraubendrehers, wobei nach der Erfindung durch die nach außen zunehmende Verbreiterung des Schlitzes jedoch dafür gesorgt ist, daß trotz des in der Mitte durch die Vertiefung unterbrochenen Schlitzes, also der Verringerung der Anlageflächen des Schlitzes für die Schraubendreherklinge, die Schraubendreherklinge einen sicheren Anschlag in diesem zusätzlichen Schlitz erhält, also trotz der verringerten Schlitzwandflächen die Schraubendreherklinge genügend große kraftschlüssige Angriffsflächen findet.For such a universal screw it has been found according to a further development of the invention also proved to be advantageous, the screw head is also universal suitable for a wide variety of screwdriver shapes. After this Further development of the invention is not just a usual one in the head of the screw Recess for inserting a non-positive screwdriver, for example an Allen key or a Phillips screwdriver (hexagon internal recess or Phillips recess), but this recess is also still combined with a slot to accommodate the flat blade of a standard screwdriver, whereby according to the invention by the outward increasing widening of the slot However, it is ensured that despite the interrupted in the middle by the recess Slot, i.e. the reduction in the contact surfaces of the slot for the screwdriver blade, the screwdriver blade makes a secure stop in this additional slot received, so the screwdriver blade despite the reduced slit wall surfaces finds sufficiently large frictional contact surfaces.
Die Herstellung der Spezialschraube kann sehr wirtschaftlich nach dem bekannten Rund- oder Flach-Gewindewalzverfahren mittels geeigneter Werkzeuge erfolgen.The production of the special screw can be very economical the known round or flat thread rolling process using suitable tools take place.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings Embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in vergrößerter Ansicht eine erfindungsgemäße selbstschneidende Universalschraube mit teilweise im Schnitt dargestellten Versenkkopf 1, in dessen Oberseite eine Kreuzschlitzvertiefung 2 zur Aufnahme eines Kreuzschlitz-Schraubendrehers ausgebildet ist.Fig. 1 shows an enlarged view of a self-tapping according to the invention Universal screw with countersunk head 1, shown partially in section, in which Top a cross recess 2 for receiving a cross-head screwdriver is trained.
Der Schaft 3 der Schraube ist zwischen Kopf 1 und dem konisch spitz zulaufenden Spitzenbereich 4 im wesentlichen zylindrisch. Auf diesem Schaft 3 ist ein eingängiges Gewinde 5 von etwa dreieckförmigem Querschnitt aufgewalzt, dieses Gewinde läuft in einer relativ scharfen Schneide aus und ist etwa so tief gewählt, wie dies bei Spanplattenschrauben üblich ist.The shaft 3 of the screw is conically pointed between the head 1 and the tapering tip area 4 is essentially cylindrical. On this shaft 3 is rolled on a single thread 5 of approximately triangular cross-section, this The thread ends in a relatively sharp cutting edge and is selected about as deep as as is usual with chipboard screws.
Der Anfangsabschnitt X dieses Gewindeganges 5, der sich anschließt an den konischen Spitzenabschnitt 4., ist über etwa zwei Gänge im Profil schmaler gewählt als das Profil der anschließenden Gewindegänge des Hauptabschnittes Y, d.h. bei gleicher Höhe des Gewindeganges 5 ist der Scheitelwinkel 9C1 des Gewindeganges 5 im Bereich X kleiner gewählt als der Scheitelwinkel DC2 im Bereich Y. Im Bereich Y wird der Scheitelwinkel OC2 etwa wie bei Spanplattenschrauben zwischen 400 und 600 gewählt, der ScheitelwinkelOCl 1 im Bereich X ist dagegen wesentlich kleiner und beträgt etwa nur 20° bis 300. Dieser im Profil schmale Gewindegang läuft mit abnehmender Höhe im Bereich der Spitze 4 allmählich aus, nach oben geht er allmählich über in das breitere Gewindeprofil des Abschnitts Y. Dieser im Profil schmale und sich nur über einige wenige Gänge des Gewindes erstreckende Anfangsabschnitt X wirkt beim Ansetzen der Schraube als Vorformabschnitt für das anschließend im Profil breitere Gewinde im Bereich Y. Im allgemeinen genügt es, auf dem zylindrischen Schaftabschnitt nur die ersten zwei Gänge des Gewindes im Profil schmaler auszubilden. Die Größe des Scheitelwinkels oC1 und OC2 hängt natürlich davon ab, für welche Zwecke die Universalschraube hauptsächlich benutzt werden soll.The initial section X of this thread 5, which follows at the conical tip section 4., is narrower in profile over about two turns chosen as the profile of the subsequent threads of the main section Y, i.e. with the same height of the thread turn 5, the apex angle is 9C1 of the thread turn 5 in the area X selected to be smaller than the vertex angle DC2 in the area Y. In the area Y becomes the vertex angle OC2, roughly as with chipboard screws between 400 and 600 is selected, the vertex angle OCl 1 in the area X, however, is much smaller and is only about 20 ° to 300. This thread, which is narrow in profile, runs with it decreasing height in the area of the tip 4, it gradually goes upwards over into the wider thread profile of section Y. This narrow and narrow profile only a few turns of the thread extending initial section X acts when preparing the Screw as a preform section for the subsequent wider thread in the profile in area Y. In general, it is sufficient to use the cylindrical Shank section to form only the first two turns of the thread narrower in profile. The size of the vertex angle oC1 and OC2 naturally depends on the purposes for which it is used the universal screw is mainly to be used.
Der Durchmesser des Schaftes im Bereich X kann gegebenenfalls etwas kleiner gewählt sein als im bereich Y, so daß sich auch ein unterschiedlicher Außendurchmesser des Gewindeganges im Bereich X gegenüber dem Bereich Y ergibt. Der Ubergang zwischen diesen unterschiedlichen Kerndurchmessern ist vorzugsweise wieder kontinuierlich.The diameter of the shaft in the area X can possibly be something be chosen smaller than in the area Y, so that there is also a different outer diameter of the thread turn in area X compared to area Y results. The transition between these different core diameters is preferably continuous again.
Gegebenenfalls könnte der Abschnitt X auch zur Spitze 4 hin konisch verjüngt ausgebildet sein. Damit ist es möglich, die Schraube mit ansteigendem Drehmoment nachzuziehen, ohne daß diese durchdreht.If necessary, the section X could also be conical towards the tip 4 be tapered. This makes it possible to tighten the screw with increasing torque to tighten without it going crazy.
Unterhalb des Versenkkopfes 1 ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung noch ein zylindrischer Bund 6 vorgesehen, der eine Länge von et.wn einigen Gewinde gängen besitzt. Dieser Bund t 1<t im einftichsten Fall zylindrisch und er besitzt beispielsweise einen Außendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des Gewindeganges 5 gewählt ist. Durch diesen Bund wird das Bruchdrehmoment der Schraube mit Versenkkopf erheblich verbessert. Dieser Bund 6 kann auch als Zentrierung beispielsweise für Beschläge benutzt werden. Der Bund 6 kann auf seiner Außenfläche gegebenenfalls auch noch eine entsprechende Profilierung besitzen, beispielsweise eine Verzahnung, Rändelung oder eine Art Gewinde.Below the countersunk head 1 is according to a development of the invention a cylindrical collar 6 is also provided, which has a length of about a few threads owns gears. This collar t 1 <t cylindrical in the simplest case and it has for example, an outside diameter that is equal to the outside diameter of the thread 5 is selected. This collar sets the breaking torque of the countersunk screw vastly improved. This collar 6 can also be used as a centering, for example Fittings are used. The collar 6 can optionally on its outer surface also have a corresponding profile, for example a toothing, Knurling or some kind of thread.
Gegebenenfalls kann sich der Gewinde gang 5 auch noch bis nahe zum Kopf 1 auf diesem zylindrischen Bund 6 fortsetzen, wie dies Fig. 1 zeigt. Dieser auf dem Bund 6 vorgesehene Gewindeabschnitt von einigen Gängen ist 1.111 Aussen- und Kerndurchmesser dicker als die Gewindegänge 5, dieser Abschnitt kann auch konisch sein.If necessary, the thread gear 5 can also be close to Head 1 on this cylindrical collar 6 continue as shown in Fig. 1 shows. This thread section provided on the collar 6 is of a few turns 1.111 outer and core diameters thicker than thread turns 5, this section can also be conical.
Vorzugsweise ist-auch der Scheitelwinkel cy 3 dieses obersten Gewindeabschnittes wieder größer gewählt als nC2, wodurch der Sitz der Schraube noch verbessert werden kann und die Schraube bei Bedarf auch nachziehbar ist.The apex angle cy is preferably also 3 of this uppermost thread section again chosen larger than nC2, whereby the seat of the screw can be further improved and the screw can also be tightened if necessary.
Die Spitze 4 kann in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein, gegebenenfalls auch als selbstbohrende scharfe Spitze. Eine schlanke Spitze mit allmählich ansteigendem Gewinde verhindert das Spleißen im Holz oder in Spanplatten. Eine Universalschraube der beschriebenen Art ermöglicht das selbstbohrende Einschrauben in Blech mit guter Kragenbildung und Gewindeausformung.The tip 4 can be designed in any known manner, possibly also as a self-drilling sharp tip. A slim top with gradually increasing thread prevents splicing in wood or chipboard. A universal screw of the type described enables self-drilling screwing in sheet metal with good collar formation and thread formation.
Für Spezialanwendungen beispielsweise auch zur Verwendung bei sehr weichem Holz oder zum Einsetzen in Kunststoffdübel kann der Gewindegrund auch, wie in Fig. 2 gezeigt ist, eine gewisse Profilierung aufweisen, also beispielsweise nach Fig. 2 ein flaches dreieckförmiges Profil besitzen. Auch ein halbrundes Flachprofil oder dergleichen ist möglich. Dieses zusätzliche Profil 7 zwischen den Gewindegängen 5 auf dem Schaft ermöglicht ein zusätzliches Verteilen und Verdichten des Materials zwischen den Gewindegängen, was vor allem für den Einsatz in Kunststoffdübel wichtig ist.For special applications, for example, also for use with very soft wood or for insertion in plastic dowels, the thread root can also be used, such as is shown in Fig. 2, have a certain profiling, so for example 2 have a flat triangular profile. Also a semicircular flat profile or the like is possible. This additional profile 7 between the threads 5 on the shaft enables additional distribution and compression of the material between the threads, which is especially important for use in plastic anchors is.
Das Gewinde wird vorzugsweise durch Kaltwalzen hergestellt und die Schraube besteht vorzugsweise aus einem Spezialstahl, der in Spezialöfen so behandelt werden kann, daß die Schraube eine harte Oberfläche erhält, der Kern Jedoch zäh bleibt.The thread is preferably produced by cold rolling and the The screw is preferably made of a special steel, that in special ovens can be treated so that the screw receives a hard surface, the core However, it remains tough.
Um eine beschriebene Universalschraube auch mit den verschiedenartigsten Werkzeugen einschrauben zu können ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, den Schraubkopf mit einem Kombinationsschlitz zu versehen, d.h. einerseits mit einer üblichen Vertiefung zum Einsatz eines kraftschlüssigen Schraubendrehers, beispielsweise mit einer Kreuzschlitzvertiefung 2 und andererseits auch noch mit mindestens einem Schlitz 8 nach Fig. 1 bzw. 9 nach Fig. 4 zur Aufnahme der flachen Klinge eines Schraubendrehers. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit zugehöriger Draufsicht nach Fig. 3 ist der Versenkkopf 1 nach oben zylindrisch verlängert, d.h. der Versenkkopf 1 läuft oben in einem flachen scheibenartigen Bund 10 aus.To a described universal screw also with the most diverse To be able to screw in tools is provided according to a development of the invention, to provide the screw head with a combination slot, i.e. on the one hand with a usual recess for the use of a non-positive screwdriver, for example with a cross recess 2 and on the other hand also with at least one Slot 8 according to FIG. 1 or 9 according to FIG. 4 for receiving the flat blade of a screwdriver. In the embodiment according to FIG. 1 with the associated top view according to FIG the countersunk head 1 is extended cylindrically upwards, i.e. the countersunk head 1 runs at the top in a flat, disk-like collar 10.
In diesem Bund 10 sind zwei sich kreuzende und nach außen offene Schlitze 8 ausgebildet, die in Verlängerung der gekreuzten Schlitze des Kreuzschlitzes 2 sich nach oben fortsetzen und mit parallelen geraden Schlitzwänden versehen sind. Um auch für einen solchen in der Mitte unterbrochenen Schlitz 8 eine kraftschlüssige Angriffsfläche für die Schraubendreherklinge zu gewährleisten verbreitern sich die Schlitze 8 zum Rand des Kopfes hin etwas um einen in Fig. 3 eingezeichneten Winkel . Hierdurch wer(lerl gegentbei'1iegendc etwas konisch zueinander verlaufende Anschlagflächen 11 gebildet, an denen eine eingesetzte Schraubendreherklinge flach zur Anlage kommen kann, wie dies mit der gestrichelt eingezeichneten Schraubendreherklinge 12 in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. Die Größe der Verbreiterung (Wlnkel zu ) richter sich natürlich nach der Größe der Schraube und dem verwendeten Schraubendreher. Sie ist gegeben durch die für solche Schrauben genormten Abmessungen (DIN-Norm 5264) für den Schraubenschlitz und die Schraubendreherklinge. Der Winkel wird im allgemeinen etwa zwischen 10 - 50 liegen.In this collar 10 are two intersecting and outwardly open slots 8 formed, which in extension of the crossed slots of the cross slot 2 continue upwards and are provided with parallel straight slotted walls. In order to also have a non-positive fit for such a slot 8 which is interrupted in the middle To ensure the attack surface for the screwdriver blade widen the Slits 8 towards the edge of the head slightly at an angle shown in FIG. 3 . As a result, there are stop surfaces that are somewhat conical to one another 11 formed, on which an inserted screwdriver blade come to rest flat can, as shown by the dashed screwdriver blade 12 in Fig. 3 is indicated schematically. The size of the broadening (Angle zu) judge of course according to the size of the screw and the screwdriver used. It is given by the standardized dimensions for such screws (DIN standard 5264) for the screw slot and the screwdriver blade. The angle is generally between 10 and 50.
Die Draufsicht nach Fig. 4 einer Schraube nach Fig. 2 zeigt, wie ein solcher zusätzlicher Schlitz 9 zur Aufnahme einer Schraubendreherklinge auch in einem wieder mit Kreuzschlitz versehenen Versenkkopf ausgebildet werden kann, ohne daß ein zusätzlicher Bund 10 angeformt wird. Hier sind die Schlitze 9 nach außen hin nicht offen, jedoch sind die Schlitze 9 auch hier wieder außen breiter als im Ubergangsbereich in den Kreuzschlitz, so daß wieder die Anschlagflächen 11 für die Schraubendreherklinge entstehen, die nicht nur einen Punktkontakt sondern einen ausreichenden Flächenkontakt mit diesem gewährleisten.The top view of FIG. 4 of a screw according to FIG. 2 shows how a such additional slot 9 for receiving a screwdriver blade also in a countersunk head provided with a cross recess can be formed without that an additional collar 10 is formed. Here are the slots 9 to the outside not open, but the slots 9 are again wider on the outside than in the Transition area in the cross slot, so that again the stop surfaces 11 for the Screwdriver blades are created that have not just a point contact but a Ensure sufficient surface contact with this.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: KNOCHE, ALFONS, 5758 FROENDENBERG, DE |
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Owner name: ADOLF WUERTH GMBH & CO KG, 7118 KUENZELSAU, DE |
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