DE3326079A1 - THREAD FASTENER WITH DEPTH CONTROL - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gewindebefestiger, insbesondere auf Schrauben zur Befestigung von Gegenständen an dünnem Metallblech. Ein Beispiel eines Anwendungsbereichs/ wo die Erfindung zweckmäßig eingesetzt werden kann,· besteht in der Befestigung an Stahlstehbolzen bei der Errichtung von Gebäuden. Die Befestigung von Material wie einer starren Isolierung und Gipsplatten an Stahlstehbolzen wurde bisher mit Hilfe von Schrauben verschiedener Arten durchgeführt. In zahlreichen Fällen ist es wünschenswert/ die beim Aufsitzen des Kopfes der Schraube entstehenden Beschädigungen dieser Materialien auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Es ist außerdem wünschenswert, die Beschädigungen aufgrund eines übermäßigen Anziehens oder Herausgleitens einer Eintreibspitze aus der Eintreibausnehmung des Befestigers heraus auf ein Minimum zu bringen. Bei den Bemühungen zur Erfüllung dieser Aufgaben kamen besonders ausgelegte Schraubenköpfe sowie Werkzeuge mit automatischen Drehmomentbegrenzungskupplungen zur Anwendung.The invention relates generally to threaded fasteners, especially on screws for fastening objects to thin sheet metal. An example of a scope / where the invention can be used expediently, · consists in fastening to steel studs during construction of buildings. The attachment of material such as rigid insulation and plasterboard to steel studs has been previously used carried out with the help of screws of various types. In many cases it is desirable when sitting up damage to these materials caused by the head of the screw. It is also desirable to avoid damage due to excessive tightening or sliding out of a driving tip to bring out of the drive recess of the fastener to a minimum. In efforts to meet specially designed screw heads and tools with automatic torque limiting clutches were used for these tasks to use.
Es ist die Aufgabe der Erfindung/ eine Schraube zur Verwendung bei der Befestigung von Material einer vorgegebenen Dicke an Metallblech zu schaffen, durch welche die Beschädigung des Materials auf ein Minimum herabgesetzt wird.It is the object of the invention / a screw for use in fastening material of a given To create a thickness of sheet metal, through which the damage to the material is reduced to a minimum.
Ein besonders Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schraube, die zur Befestigung von Materialien verschiedener vorgegebener Dicken verwendet werden kann.A particular feature of the invention consists in the provision of a screw that can be used to fasten materials of various types predetermined thicknesses can be used.
Ein weiterer Vorteil der Schraube gemäß der Erfindung besteht darin, daß sie eine Beschädigung der Gegenstände bei deren Befestigung auf ein Minimum herabsetzt, ohne daß die Verwendung einer Kupplungsschraubpistole erforderlich wäre.Another advantage of the screw according to the invention is that it can damage the objects reduced to a minimum when they are attached, without the need to use a coupling screw gun were.
Diese und weitere Merkmale werden erfüllt durch die Vorsehung einer Schraube mit einer unterbrochenen Gewindeform. Die Unterbrechungen sind in Form gewindefreier Halsabschnitte gegeben, deren Durchmesser im allgemeinen kleiner als benachbarte Fußdufchmesser mit Gewinde versehener Abschnitte der Schraube oder gleich diesen ist. Die gewindefreien Abschnitte sind bei vorgegebenen Abständen von dem Kopf der Schraube angeordnet. Jene vorgegebenen Abstände entsprechen den an dem Metallblech zu befestigenden Materialdicken. Die gewindefreien Abschnitte gestatten es der Schraube, sieb, ohne Vorschub zu drehen, wenn der Schraubenkopf einen ausreichenden Kontakt mit dem zu befestigenden Material hergestellt hat.These and other features are met by the provision of a screw with an interrupted thread form. the Interruptions are given in the form of thread-free neck sections, the diameter of which is generally smaller than adjacent foot diameter threaded sections of the screw or equal to these. The unthreaded portions are at predetermined distances from the head arranged by the screw. Those specified distances correspond to the material thicknesses to be fastened to the metal sheet. The unthreaded sections allow the screw to rotate without advancing when the screw head has made sufficient contact with the material to be fastened.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in einer Umgebung mit einem Stahlstehbolzen und einem daran zu befestigenden Gegenstand,Fig. 1 shows an embodiment of the invention in an environment with a steel stud and one thereon object to be fastened,
Fig. 2, 3 und 4 eine weitere Ausführungsform der ErfindungFigs. 2, 3 and 4 show a further embodiment of the invention
zur Befestigung von Gegenständen unterschiedlicher Dicken,for fastening objects of different thicknesses,
Fig. 5 eine Ausführungsform der Erfindung während des Einbaus,5 shows an embodiment of the invention during installation,
Fig. 6 eine wahlweise mögliche Ausführungsform der Erfindung.6 shows an optionally possible embodiment of the invention.
Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und die eine Schraube 10 mit einem mit einer Eintreibausnehmung 14 versehenen Kopf 12 zeigen. Der Befestiger hat einen Hals 16 mit Gewinden 18. In der bevorzugten Ausführungsform hat der Befestiger 10 eine Bohrspitze 22. Die Gewinde 18 sind durch gewindefreie Abschnitte 24 unterbrochen, wodurch eine Anzahl mit Gewinde versehener Abschnitte 26 entsteht. Die mit Gewinde versehenen Abschnitte 26 sind fortlaufend mit 26a, 26b usw. numeriert, beginnend an dem der Spitze 22 zunächst liegenden Abschnitt. Es wird ein Gegenstand 28 an dünnem Metallblech befestigt. In der bevorzugten Ausführungsform enthält derReference is now made to the drawings, in which like parts are designated by like reference numerals, and which show a screw 10 with a head 12 provided with a driving recess 14. The fastener has a neck 16 with threads 18. In the preferred embodiment, the fastener 10 has a drill bit 22. The threads 18 are interrupted by unthreaded sections 24, thereby creating a number of threaded sections 26. The threaded sections 26 are consecutively numbered 26a, 26b, etc., starting at the section closest to the tip 22. An object 28 is attached to thin sheet metal. In the preferred embodiment contains the
Befestiger einen ringförmigen Ring 32.Fasten an annular ring 32.
Fig. 1 zeigt eine Schraube gemäß der Erfindung bei Befestigung eines Gegenstandes 28 an einem Metallblechstahlstehbolzen. Sowie die Bohrspitze 22 in das Metallblech 30 eindringt, wird eine öffnung 31 darin gebildet. Die Gewinde 18 auf dem ersten Gewindeabschnitt 26a erfassen das Metallblech 30. Der gewindefreie Abschnitt 24 angrenzend an die Gewindeabschnitte 26a und 26b befindet sich auf dem Hals 16 in einer solchen Lage, daß bei richtigem Einsitzen des Kopfes 12 der Schraube mit Bezug auf den Gegenstand 28 die Gewinde die Schraube nicht weiter durch das Metallblech 30 hindurch vorschieben. Es besteht daher keine Gefahr eines übermäßigen Anziehens der Schraube. Auch ist die Möglichkeit eines "Herauswanderns" -(walking) oder "Herauskletterns" (climbing) der Eintreibspitze aus der Ausnehmung 14 heraus stark vermindert, da ein geringerer Widerstand gegenüber einer Drehbewegung gegeben ist. Der von dem Kopf 12 des Befestigers gegebene Eindringwiderstand ist ausreichend, um eine fortgesetzte Vorwärtsbewegung der Schraube zu verhindern. Ferner bieten die Gewinde 18 auf dem Gewindeabschnitt 26a einen Widerstand gegenüber auf die Schraube 10 oder den Gegenstand 28 ausgeübten Herausziehkräften.Fig. 1 shows a screw according to the invention when an object 28 is fastened to a sheet metal steel stud. As soon as the drill bit 22 penetrates into the metal sheet 30, an opening 31 is formed therein. The threads 18 on the first threaded section 26a engage the metal sheet 30. The unthreaded section 24 adjoining the threaded sections 26a and 26b is on the neck 16 in such a position that when the head 12 is properly seated of the screw with respect to the object 28, the threads no longer pass the screw through the metal sheet 30 advance. There is therefore no risk of over-tightening the screw. Also the possibility is one "Walking out" - (walking) or "climbing out" the driving tip out of the recess 14 greatly reduced, since a lower resistance to a Rotary movement is given. That of the head 12 of the fastener The given resistance to penetration is sufficient to prevent continued advancement of the screw. Furthermore, the threads 18 on the threaded section 26a offer a resistance to the screw 10 or the Item 28 pull-out forces exerted.
Ein bedeutendes Merkmal der Schraube gemäß der Erfindung besteht in dem Widerstand gegenüber durch Schwingung verursachtem Lösen. Die in dem Metallblech 30 gebildeteAn important feature of the screw according to the invention is the resistance to loosening caused by vibration. The one formed in the metal sheet 30
Öffnung 31 kann eine spiralförmige Gestalt annehmen oder kann, wenn die Schraube ein Gewindeschneidmerkmal aufweist, planar aber nicht kreisförmig sein. Es besteht infolge der gewindefreien Abschnitte 24 der Schraube ein verminderter Widerstand gegenüber einer Drehbewegung, wenn die Schraube vollständig eingetrieben ist. Somit wird die Schraube im allgemeinen über den Punkt, wo ein Gewindeeingriff besteht, hinausgedreht. Zur Lösung muß die Schraube zunächst bis zu dem Punkt bewegt werden, wo die Gewinde durch die Öffnung hindurchpassen. Es ist daher nur eine einzige Lage gegeben, die es der Schraube gestattet, sich zu lösen, und da es sehr unwahrscheinlich ist, daß die Schraube diese Stellung finden wird, ist der Widerstand gegenüber einer Lösung durch Schwingung bei der vorliegenden Erfindung verbessert.Opening 31 can take on a spiral shape or If the screw has a tapping feature, it may be planar but not circular. It exists as a result of Unthreaded portions 24 of the screw have reduced resistance to rotational movement when the screw is fully driven. Thus, the screw is generally past the point of thread engagement turned out. To solve this, the screw must first be moved to the point where the thread through the opening fit through. There is therefore only one position that allows the screw to loosen, and there it it is very unlikely that the screw will find this position, the resistance to a solution is through Vibration improved in the present invention.
Die Fig. 2,3 und 4 zeigen, daß eine einzige Schraube bei Gegenständen unterschiedlicher vorgegebener Dicke benutzt werden kann. In zahlreichen Situationen werden auf einem einzigen Bauplatz Isoliermaterialien verschiedener Dicken verwendet. Eine wahlweise mögliche Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Anzahl gewindefreier Abschnitte 24 und eine entsprechende Anzahl Gewindeabschnitte 26. Fig. 2 zeigt den Befestiger bei Befestigung eines Gegenstandes relativ groBer Dicke. Die Fig. 3 und 4 zeigen, daß derselbe Befestiger auch zur Befestigung von Gegenständen geringerer Dicke benutzt werden könnte. 2, 3 and 4 show that a single screw can be used on objects of different predetermined thicknesses. In many situations, insulation materials of various thicknesses are used on a single construction site. An optional embodiment of the invention includes a number of unthreaded sections 24 and a corresponding number of threaded sections 26. Figure 2 shows the fastener being attached to an object of relatively great thickness. Figures 3 and 4 show that the same fastener could be used to attach objects of smaller thickness.
©a ο« β*© a ο «β *
e ο # λ βe ο # λ β
* Q A«« O* Q A «« O
0 <* Λ β ♦0 <* Λ β ♦
β S β » 3 * ·©β S β »3 * · ©
Fig". 5 zeigt, daß ohne den Widerstand gegenüber einem Eindringen , der durch die Zusammenwirkung des Kopfes 12 und des Gegenstandes 28 gegeben ist, ein fortgesetztes Eindringen des Befestigers erreicht werden kann durch eine leichte Anwendung einer axial gerichteten Kraft zusammen mit einer fortgesetzten Drehung des Befestigers. Da Isoliermaterial und Gipsplatten auf ziemlich genaue Toleranzen bearbeitet sind, kann eine einzige Schraube gemäß der Erfindung eine Anzahl Dicken aufnehmen. Der Abstand zwischen dem Kopf 12 und den verschiedenen gewindefreien Abschnitten 24 kann so gestaltet werden, daß er den gebräuchlichsten Materialdicken, Wie 3/8 Zoll, 1/2 Zoll, 3/4 Soll oder 1 Zoll,entspricht.Fig ". 5 shows that without the resistance to penetration, which is given by the interaction of the head 12 and the object 28, a continued penetration of the fastener can be achieved by a slight application of an axially directed force, along with a continued rotation of Since insulating material and plasterboard are machined to fairly precise tolerances, a single screw according to the invention can accommodate a number of thicknesses / 8 inch, 1/2 inch, 3/4 nominal, or 1 inch, equivalent.
Der ringförmige Ring 32 dient als eine zweite zwangsläufige Grenze zur Verhinderung unbeabsichtigter übermäßiger Sindringung bei Verwendung <äes Befestigers in Verbindung mit den dünnsten Gegenständen. Der Ring 32 ist durch einen gewindefreien Abschnitt 24 von dem obersten Gewindeabschnitt getrennt. Wenn der Ring 32 gegen das Metallblech 30 anstößt, dann kann sich der Befestiger ohne weitere Vorwärtsbewegung frei drehen.The annular ring 32 serves as a second inevitable Limit to prevent inadvertent excessive locking when using a fastener in conjunction with the thinnest objects. The ring 32 is separated from the uppermost threaded portion by an unthreaded portion 24 separated. When the ring 32 abuts the sheet metal 30, the fastener can move without further forward movement rotate freely.
Ss ist darauf hinzuweisen, daß es wünschenswert sein kann, den Fuß- oder Kaaimäurchmesser--oder sowohl den Fuß- als auch den Kammdurchmesser nachfolgender Gewindeabschnitte zu vergrößern. Die. Verwendung eines Befestigers gemäßSs should be noted that it may be desirable to foot or Kaaimäurchmesser - or both the foot and the crest diameter subsequent threaded sections to increase. The. Use of a fastener according to
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der Erfindung bei dünneren Paneelen kann eine Ausweitung der öffnung 31 verursachen, wenn ein nachfolgender Gewindeabschnitt 26 erneut mit dem Metallblech 30 in Eingriff gedrückt wird. Zum Ausgleich für diese Ausweitung kann es erforderlich sein, die nachfolgenden Gewindeabschnitte 26 größer, d.h. von der Spitze 22 zum Kopf 12 zunehmend zu gestalten. Es ist außerdem wünschenswert sein, die gewindefreien Abschnitte 26 mit einem geringeren Durchmesser als den benachbarten Fußdurchmessern auszustatten.of the invention with thinner panels can cause the opening 31 to widen if a subsequent threaded section 26 is pressed into engagement with the metal sheet 30 again. To compensate for this expansion, it can the subsequent thread sections 26 may be required to be larger, i.e. increasing from the tip 22 to the head 12 design. It is also desirable to have the unthreaded sections 26 with a smaller diameter than to equip the adjacent foot diameters.
Die Länge des gewindefreien Halsabschnitts fällt vorzugsweise mit der Dicke des Metallblechs zusammen, an welchem der Gegenstand befestigt ist, und ist daher von begrenzter axialer Ausdehnung. Die Gewinde über und unter dem gewindefreien Abschnitt verhindern eine Verschiebung der Schraube in beiden axialen Richtungen, wenn nicht die Schraube gedreht wird. Die Ausdehnung des gewindefreien Abschnitts kann größer sein als die Dicke des Bleches, an dem der Gegenstand befestigt wird, insbesondere, wenn die Schraube bei einer starren Isolierung zur Anwendung kommt. Bei Verwendung mit einem starren Material bewegt sich eine Schraube gemäß der Erfindung nicht über den gewindefreien Abschnitt hinaus weiter, wenn der Kopf der Schraube das zu befestigende Material berührt, weil das starre Material in der Lage ist, den Kräften Widerstand entgegenzusetzen, die dazu neigen, ein Eindringen aes Kopfes der SchraubeThe length of the unthreaded neck portion preferably coincides with the thickness of the metal sheet to which the object is attached and is therefore of limited axial extent. The threads above and below the unthreaded section prevent displacement of the screw in both axial directions if the screw is not turned. The expansion of the thread-free section can be greater than the thickness of the sheet metal to which the object is fastened, in particular if the screw is used in the case of rigid insulation. When used with a rigid material, a screw according to the invention does not move beyond the unthreaded section when the head of the screw contacts the material to be fastened, because the rigid material is able to withstand the forces which tend to penetration of the head of the screw
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über die Oberfläche des Materials hinaus zu veranlassen.beyond the surface of the material.
Die in Fig. 6 gezeigte Schraube hat mehrfache gewindefreie Abschnitte 24 mit Durchmessern, die von der Spitze zum Kopf hin zunehmen. Die gewindefreien Abschnitte sind von größerer axialer Ausdehnung als die Dicke des Blechmaterials. Ein verlängerter gewindefreier Abschnitt 24 veranlaßt die Schraube, sich schnell durch das Metallblech hindurch vorwärts zu bewegen. Di© schnelle Vorwärtsbewegung erzeugt einen Impakfc, welcher das lindringen der größeren nachfolgenden Gev/indeabschnitte durch das Metallblech hindurch erleichtert.The screw shown in Figure 6 has multiple unthreaded sections 24 with diameters increasing from the tip to the head. The thread-free sections are of greater axial extent than the thickness of the sheet material. An elongated thread-free section 24 causes the screw to pass to move rapidly through the metal sheet forward. The rapid forward movement creates an impact, which makes it easier for the larger subsequent sections of the body to penetrate through the sheet metal.
In der in Fig-, (S gezeigten wahlweise möglichen Ausführungsform hat die größere axiale Ausdehnung gewindefreier Abschnitte 24 bei ©inigen Äxiwendungszwecken eine zusätzliche wünschenswerte Funktion. Bei Verwendung zur Befestigung konpressifoisr Dachisolierang an einer Metallbedachung gestattet beispielsweise der gewindefreie Abschnitt 24 der Schraube sine Durelibiegung nach unten relativ zu der Bedachung* ©hras äas BedacSmagsmaterial, welches über dem Kopf der Schraube angeordnet wurde, zu beschädigen.In the optionally possible embodiment shown in Fig-, (S has the greater axial extent of unthreaded sections 24 for some purposes an additional desirable one Function. When used for fastening Konpressifoisr roof insulation on a metal roof For example, the unthreaded portion 24 of the screw permits its downward flexure relative to the Roofing * © hras äas BedacSmagsmaterial, which over the Head of the screw was arranged to be damaged.
Die Vorsehung der Abwärtsbewegung der Schraube schaltet die Möglichkeit eines Durchstechens einer Dachmembrane durch den Kopf der Schraube aus-, wenn die Isolierung in der Nähe der Schraube zusammengedrückt wird.The provision of the downward movement of the screw switches the possibility of piercing a roof membrane through the head of the screw when the insulation near the screw is compressed.
Es ist zu beachten, daß in Verbindung mit jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen wahlweise Merkmale gegeneinander ausgetauscht und Äquivalente anstelle der beschriebenen eingeführt werden können.It should be noted that there are optional features in connection with each of the embodiments described herein can be exchanged for one another and equivalents can be introduced instead of those described.
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Claims (11)
verschiedener vorgegebener Dicken an Metallblech,
gekennzeichnet durch einen Kopf an einem Ende, einen allgemein zylindrischen langgestreckten Hals, eine Spitze an dem anderen Ende, einer Anzahl gesonderter Gewindeabschnitte auf dem Hais, die jeweils einen benachbarten gewindefreien Halsabschnitt haben, wobei diese Abschnitte von dem Kopf um eine vorgegebene Entfernung beabstandet sind und diese Abstände der vorgegebenen Dicke der2. Threaded fastener for securing objects
various specified thicknesses of sheet metal,
characterized by a head at one end, a generally cylindrical elongated neck, a point at the other end, a number of separate threaded portions on the shark each having an adjacent unthreaded neck portion, these portions being spaced a predetermined distance from the head and these distances of the specified thickness of the
der Befestiger, wenn sein Kopf zum Aufsitz kommt,
ohne fortgesetzte Vorwärtsbewegung frei drehen kann.objects to be fastened, so that
the fastener when his head comes to rest
can rotate freely without continued forward movement.
Fußdurchmes ser aufwe ist.4. Fastener according to claim 2, characterized in that each threaded portion has a uniform comb and
Foot diameter onwe is.
daß der Kammdurchmesser aufeinanderfolgender Abschnitte von der Spitze zum Kopf zunimmt.5. Fastener according to claim 4, characterized in that
that the crest diameter of successive sections increases from the tip to the head.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |