DE7912898U1

DE7912898U1 - Sheet metal screw

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Publication number: DE7912898U1
Application number: DE7912898U
Authority: DE
Original assignee: Arnold Knipping 5270 Gummersbach GmbH
Current assignee: Arnold Knipping 5270 Gummersbach GmbH
Publication date: 1979-09-13

Description

Arnold Knipping GmbH, Industriestraße, 5270 GummersbachArnold Knipping GmbH, Industriestrasse, 5270 Gummersbach

BlechschraubeSheet metal screw

Die Neuerung betrifft eine Blechschraube zum Verschrauben von dünnwandigen Blechen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation concerns a self-tapping screw for screwing of thin-walled metal sheets according to the preamble of claim 1.

Derartige Schrauben sind in der Regel mit einem Gewinde nach DIN 7970, dem sogenannten Blcchschraubengewinde, versehen. Sie dienen zum Verbinden von Blechen, insbesondere zur Herstellung einer wieder lösbaren Verbindung von dünnwandigen Blechen. Dazu werden in der Regel in eines der zu verbindenden Bleche im Bereich der Durchgangsbohrungen für die Blechschrauben kalottenartige Ausbauchungen ausgeformt.Such screws are usually provided with a thread according to DIN 7970, the so-called block screw thread. They are used to connect metal sheets, in particular to create a detachable connection between thin-walled sheets Sheet metal. For this purpose, in one of the sheets to be connected in the area of the through holes for the self-tapping screws Dome-like bulges formed.

Nan hat es sich gezeigt, daß bei der Verschraubung von dünnen Blechen mittels Blechsehrauben, und zwar je nach den Verschraubungsbedingungen, häufig ein zu geringes Überdrehmoment vorhanden ist. Die Folge hiervon ist, daß zum Beispiel dann ein Montageschrauber mit drehmomentorientierter Kupplung n:rht ausschaltet- Die Blechschraube wird überdreht und es unterbleibt eine exakte Verbindung. Ferner ist es schwierig, die Löcher in den beiden zu verbindenden Blechen so anzuordnen, daß ihre Mittelachsen genau übereinstimmen. Auch sind die Löcher in den Kalotten bzw. deren Ränder zumeist ungenau ausgebildet, so daß die Verformung der Bleche im Bereich der Kalotten ungleichmäßig erfolgt. Schrauben mit dem bekannten Blechschraubengewinde sind daher nicht in der Lage, diesen fertigungsbedingten Ungeirnuigkexten im Sinne einer Ausgleichsfunktion immer Rechnung zuNan it has been shown that when screwing thin sheet metal using sheet metal screws, depending on the screwing conditions, there is often too little overtorque. The consequence of this is that, for example, then a Assembly screwdriver with torque-oriented coupling n: rht switches off- The self-tapping screw is overtightened and an exact connection is not made. Furthermore, it is difficult to cut the holes in to arrange the two sheets to be connected so that their central axes coincide exactly. Also the holes are in the Calottes or their edges are usually imprecise, so that the deformation of the metal sheets in the area of the calottes is uneven he follows. Screws with the known self-tapping screw thread are therefore not able to deal with these manufacturing-related problems in the sense of a balancing function, always invoice

tragen. Sie werden häufig überdreht, haben dadurch keinen eindeutigen Sitz und gewährleisten keine einwandfreie Verbindung der Bleche.wear. They are often over-turned, so they don't have a clear one Seat and do not guarantee a perfect connection of the sheets.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Blechschraube der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Gattung so auszubilden, daß nicht nur das Überdrehmoment als solches vergrößert, sondern gleichzeitig auch die Differenz zwischen dem Eindrehmoment der Schraube und dem über- ( drehmoment vergrößert werden sollen.The innovation is thus based on the object to form a tapping screw of the presupposed in the preamble of claim 1 Genus so that not only the surplus torque increases as such, but also the difference between the screwing-in torque of the screw and exceeds (to be increased torque.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teile des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the innovation by the features in the characterizing parts of claim 1.

Die Vergrößerung des beim Eindrehen der Blechschraube wirksamen Flankenwinkels führt zu einer Erhöhung der Reibungskraft bei gleichbleibendem Eindrehmoment. Gleichzeitig wird ab einem gewissen Eindrehweg das Blech mit der ausgeformten Kalotte in Richtung auf die Schraubenspitze über die wirksame Flach ausgeführte Gewindeflanke aufgebördelt oder aber in Richtung auf den Schraubenkopf in die Kalotte hinein eingebördelt. Das .damit einhergehende anwachsende Überdrehmoment ist wesentlich höher ν als das bei Blechschrauben bekannter Bauweise.The increase in the effective flank angle when screwing in the self-tapping screw leads to an increase in the frictional force with constant screw-in torque. At the same time, after a certain screwing-in path, the sheet metal with the shaped dome becomes flared in the direction of the screw tip over the effective flat thread flank or in the direction of the screw head crimped into the dome. The accompanying increasing overtorque is much higher ν than the design known from sheet metal screws.

3h diesem Zusammenhang kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung dadurch, daß der Flankenwinkel der dem Schraubenkopf zugewandten Gewindeflanke etwa das 2,5- bis 10-fache, vorzugsweise etwa das J>- bis 5-fache, des Flankenwinkels der dem Schraubenkopf abgewandten Gewindeflanke beträgt.3h in this context, a preferred embodiment of the innovation is characterized in that the flank angle of the thread flank facing the screw head is approximately 2.5 to 10 times, preferably approximately J> to 5 times, the flank angle of the thread flank facing away from the screw head .

Blechschrauben der in Rede stehenden Gattung müssen eine vorgeschriebene Ausreißfestigkeit aufweisen. Dies hat zurSelf-tapping screws of the type in question must have a prescribed pull-out strength. This has to

Voraussetzung, daß die Neigung der dem Schraubenkopf zugewandten Gewindeflanke bislang begrenzt war. Im Rahmen der Neuerung wird jedoch eine ausreichende Ausreißfestigkeit und eine optimale Überdrehmomenterhöhung dadurch erreicht, daß der Plankenwinkel der dem Schraubenkopf zugewandten Gewindeflanke ^5° bis 55° beträgt. Eine derartige Blechschraube bringt auch bei der Verformung der Lochränder der Kalotten eine noch ausreichende Ausreißfestigkeit, wobei das gewünschte hohe Überdrehmoment gewährleistet ist.Prerequisite that the inclination of the screw head facing Thread flank was previously limited. As part of the innovation, however, a sufficient pull-out strength and an optimal Overtorque increase achieved in that the plank angle the thread flank facing the screw head ^ 5 ° bis 55 °. A self-tapping screw of this type also provides a sufficient level of deformation of the hole edges of the calottes Pull-out strength, whereby the desired high overtorque is guaranteed.

Um gegebenenfalls ein zu weites Aufbördeln der Lochränder der Kalotten beim Eindrehen der Blechschrauben zu verhindern, ist neuerungsgemäß ferner vorgesehen, daß die dem
Schraubenkopf abgewandte Gewindeflanke einen Plankenwinkel von 0° bis 15° aufweist. Damit kann diese Gewindeflanke jeweils
als Anschlag für den Lochrand des in die Kalotte hinein eingebördelten Blechs dienen.In order to prevent the edges of the holes of the domes from flanging too far when the sheet metal screws are screwed in, it is also provided according to the innovation that the dem
The thread flank facing away from the screw head has a plank angle of 0 ° to 15 °. This thread flank can each
serve as a stop for the edge of the hole in the sheet metal crimped into the dome.

Die Neuerung bietet den Vorteil, daß unter Beibehaltung der wesentlichen Maße der bekannten Blechschrauben eine
erhebliche Erhöhung des Überdrehmoments erreicht wird. Damit
werden der Arbeitsvorgang bem Verbinden verschiedener Bleche
wesentlich vereinfacht und gleichzeitig Beschädigungen der zu verbindenden Bleche verhindert.The innovation offers the advantage that while maintaining the essential dimensions of the known self-tapping screws
significant increase in overtorque is achieved. In order to
are the process of joining different sheets of metal
significantly simplified and at the same time prevents damage to the sheets to be connected.

Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in den i Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispxels näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings. Show it:

Fig. 1 eine Blechschraube in der Seitenansicht;1 shows a self-tapping screw in a side view;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die Blechschraube gemäß dem Ausschnitt II der
Fig. 1 in vergrößerter Darstellung undFig. 2 is a partial longitudinal section through the self-tapping screw according to the section II of
Fig. 1 in an enlarged view and

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Pig. 3 bis 5 die Blechschraube der Pig. 1 und 2Pig. 3 to 5 the self-tapping screw of the Pig. 1 and 2

in verschiedenen Verspannungszu- ^: ständen beim Verbinden von zwei dünnwandigen Blechen.in different ^{Verspannungszu-:} stands, joining two thin sheets.

Die in Fig. 1 dargestellte Blechschraube 1 weist ein auf den Schaft 2 aufgebrachtes sägezahnartiges Gewinde 3 auf. Der Schraubenkopf 4 ist als Sechskant ausgebildet. Ebenso ist es möglich, statt des Sechskantkopfs eine beliebig ausgebildete andere Kopfform vorzusehen.The self-tapping screw 1 shown in FIG. 1 has a sawtooth-like thread 3 applied to the shaft 2. The screw head 4 is designed as a hexagon. It is also possible, instead of the hexagonal head, to use an arbitrarily designed one to provide a different head shape.

Die Schraubenspitze 5 ist ähnlich der Blechschraubenaus führungsform B (DIN 7970) ausgeführt. Es ist genauso denkbar, daß die Schraubenspitze 5 als Bohrschraube oder als Kerbschneid-Bchraube mit einem Zapfen ausgeführt ist, und zwar je nachdem für welchen Verwendungszweck die Blechschraube 1 vorgesehen ist.The screw tip 5 is similar to the sheet metal screw Execution form B (DIN 7970). It is just as conceivable that the screw tip 5 as a drilling screw or as a notch cutting B screw is designed with a pin, depending on the purpose for which the self-tapping screw 1 is provided.

Wie Fig. 2 näher zeigt, weist das sägeζahnartige, an der Spitze abgeflachte Gewinde 3 unterschiedlich geneigte Gewindeflanken 6, 7 auf. Während die flach geneigte, dem Schraubenkopf 4 zugewandte Gewindeflanke 6 einen Plankenwinkel oC von ; 55° besitzt, hat die demgegenüber wesentlich steilere, dem Schraubenkopf 4 abgewandte Gewindeflanke 7 einen Flankenwinkel ' ß von 15°. Das so gebildete Sägezahnprofil hat ansonsten die \ gleiche Steigung sowie den gleichen Kern-und Außendurchmesser j wie die bekannten Blechschraubenprofile. :As FIG. 2 shows in more detail, the sawtooth-like thread 3, which is flattened at the tip, has thread flanks 6, 7 of different inclinations. While the flat inclined, the screw head 4 facing thread flank 6 has a plank angle oC of; 55 °, the thread flank 7 facing away from the screw head 4 has a flank angle ß of 15 °. The saw-tooth profile thus formed has otherwise the \ same pitch and the same core and outer diameters j as the known tapping screws profiles. :

Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Blechschraube 1 bei der Verbindung zweier dünner Bleche 8, 9· Dabei ist im unteren Blech 9 im Bereich der Durchgangslöcher 10, 11 für die Blechschraube 1 eine Kalotte 12 ausgeformt. j3 to 5 show the self-tapping screw 1 when connecting two thin metal sheets 8, 9 Sheet metal 9 in the area of the through holes 10, 11 for the self-tapping screw 1 has a spherical cap 12 formed. j

Wie zunächst Fig. 3 erkennen läßt, reibt beim Ein- j drehen der Schraube 1 der LocLrand 13 der Kalotte 12 auf der jAs initially shown in FIG. 3, rubs when one j turn the screw 1 of the LocLrand 13 of the spherical cap 12 on the j

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flach ausgeführten Gewindeflanke 6. Beim weiteren Eindrehen der Schraube 1 stellt sich dann etwa im Bereich zwischen den Plankenwinkeln von 45° bis 55° eine Situation ein, in der der Lochrand 13 der Kalotte 12 des unteren Blechs 9 zur Schraubenspitze 5 hin über die flache Gewindeflanke 6 aufgebördelt wird, wie in Fig. 4 gezeigt, oder zum Schraubenkopf 4 hin in die Kalotte 12 hinein verformt wird, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.Flat thread flank 6. As you continue to screw in the Screw 1 then sets itself in a situation approximately in the area between the plank angles of 45 ° to 55 ° in which the edge of the hole 13 of the dome 12 of the lower sheet 9 to the screw tip 5 is flared over the flat thread flank 6, as shown in Fig. 4, or towards the screw head 4 in the dome 12 is deformed into it, as shown in FIG.

Aufgrund der Vergrößerung des Plankenwinkels o£ der dem Schraubenkopf 4 zugewandten Gewindeflanke 6 wächst mithin bei gleichbleibendem Drehmoment die Reibungskraft, über die Wirkungsgradverschlechterung wird dann zum Erzielen der gewollten Vorspannkraft in der Blechverbindung ein höheres Anzugsdrehmoment benötigt. Hierbei wird die Reibkomponente allerdings nicht proportional zur Anzugsdrehmomenterhöhung wirksam.Due to the increase in the plank angle o £ the the thread flank 6 facing the screw head 4 increases with the torque remaining the same, the frictional force over which If the efficiency deteriorates, a higher tightening torque is required to achieve the desired pretensioning force in the sheet metal connection. Here, however, the frictional component is not effective proportionally to the tightening torque increase.

Wenn sich der Lochrand 13, wie in Fig. 5 dargestellt, nach innen einbördelt, dient die steile Gewindeflanke 7 als Anschlag. When the edge of the hole 13, as shown in Fig. 5, crimps inward, the steep thread flank 7 serves as a stop.

Auf jeden Fall ist bei beiden Verformungsalternativen sichergestellt, daß im wesentlichen ein ähnliches Überdrehmoment erforderlich wird, wodurch sich die Ausreißfestigkeit erhöht und die Funktionsgenauigkeit eines Montageschraubers mit drehmomentorientierter Kupplung unter Vermeidung einer überdrehung der einzusetzenden Verbindungsschrauben gewährleistet wird.In any case, both deformation alternatives ensures that essentially a similar overtorque is required, thereby increasing the pull-out strength and the functional accuracy of an assembly screwdriver with torque-oriented Coupling is guaranteed while avoiding over-rotation of the connecting screws to be used.

Claims

Protection claims:

1. Self-tapping screw for screwing together thin-walled metal sheets, which have a screw head of any shape and has a threaded shaft, characterized in that the dem The thread flank (7) facing away from the screw head (4) is considerably steeper than that facing the screw head (4) and is flatly inclined executed threaded flange (6) is provided.

2. Sheet metal screw according to claim 1, characterized in that the plank angle () of the flem screw head (4) facing thread flank (6) about 2.5 to 10 times, preferably about 3 to 5 times, the plank angle ( P) is the thread flank (7) facing away from the screw head (4).

3 · Self-tapping screw according to claim 1 or 2, d a «lurch characterized in that the flank angle () of the thread flank facing the screw head (4) (6) is 45 ° to 55 °.

4. Sheet metal screw according to claim 1 or 2, characterized in that the thread flank (7) facing away from the screw head (4) has a plank angle iß ) of 0 ° to 15 °.